За одиницю вимірювання приймається градус температури, що є певною часткою температурного інтервалу
,
t1, t2 - дві постійні, легко відтворних температури;
n- ціле число, на яке розбивається температурний інтервал t1-t2 прийнятої
шкали.
У системах автоматичного контролю і регулювання вимірники температури застосовуються для перетворення відхилення температури об'єкту від заданого значення у вихідний сигнал (напруга, опір, переміщення й інше).
При цьому використовується залежність деяких фізичних параметрів тіла від температури.
Робота вимірників температури може бути заснована на наступних явищах:
- теплового розширення твердих тіл,
- рідин або газів (біметалічні, дилатометричні, манометричні вимірники);
- зміни опору провідників і напівпровідників від температури
(термометри опору);
- термо е.р.с., виникаючої в двох різнорідних провідниках за наявності різниці температур в точках їх з'єднання (термопари).
У техніці автоматизації систем тепло - і газопостачання (ТГС) і систем кондиціонування мікроклімату (СКМ) одним з найпоширеніших контрольованих параметрів є температура рідин і газів.
Для вимірювання і контролю температури найчастіше використовується явище зміни електричного опору провідників і напівпровідників від температури.
Датчики, що використовують залежність зміни опору металу від температури, одержали назву термометри опорів.
За принципом дії термометри підрозділяються на:
- термометри розширення (рідинні і механічні);
- манометричні,
- термоелектричні,
- термометри опору.
Термометри розширення вимірюють температуру по тепловому розширенню рідин (рідинні) або твердих тіл (дилатометричні і біметалічні).
У рідинних скляних термометрах залежно від величини вимірюваної температури як робоча речовина застосовується:
· ртуть (діапазон вимірюваних температур від-30 до +600 гр. Цельсія,
· спирт (від -130 до +60), гас (от+200).
Ціна розподілу рідинних термометрів 0,5; 1,0; 2; 5; 10 гр. Цельсія. Погрішність свідчень не перевищує одного розподілу шкали.
Контактні термометри
Промисловістю випускаються різні типи контактних термометрів.
Група скляних контактних термометрів може бути представлена термометрами електро контактів типів ТЕК і ТПК, а також поличними термо контакторами типів ТАК ЯК-1 іТК-3.
Термометри електро контактів типів ТЕК і ТПК є скляні датчики, заповнені ртуттю. Вони забезпечені одним, двома або трьома контактними пристроями. При зміні температури відбувається електричне замикання
(розмикання) контактів. У датчиках типу ТЕК задані значення контрольованих температур є постійними, а в термометрах типа ТПК є контактний пристрій із змінним завданням контрольованої температури. Датчики електро контактів забезпечені шкалою. Загальний діапазон контрольованих температур від 0 до + 300 гр. Цельсія.
Ціна розподілу шкали 1 або 2 гр. Цельсія.
7.1.2. Дилатометричні і біметалічні датчики
До механічних відносяться дилатометричні і біметалічні датчики.
Принцип дії дилатометричних термометрів заснований на різниці лінійного розширення двох твердих тіл з різними температурними коефіцієнтами розширення.
D L1 (1 +a1 t) -L2 (1+ a2 t) = L Dat,
D L1 - різниця подовження металів при зміні температури від градуїровочної до t1;
L1 (1 +a1 t) - подовження першого металу;
L2 (1 +a2 t) - подовження другого металу;
a1 - коефіцієнт лінійного теплового розширення першого металу;
a2 - коефіцієнт лінійного теплового розширення другого металу коэффициент линейного теплового расширения второго металла;
Da = a1-a2.
Для виготовлення цих термометрів використовують матеріали із значно відмінними коефіцієнтами лінійного розширення, наприклад, інвар (сплав нікелю і заліза), коефіцієнт лінійного розширення якого практично рівний нулю, і латунь з великим коефіцієнтом лінійного розширення.
Дилатометричний термометр складається з інварного стрижня, латунної трубки і показуючої стрілки (рис.)
.
. . r
Один кінець інварного стрижня жорстко пов'язаний з дном латунної трубки, а інший вільно переміщається.
Залежно від температури навколишнього середовища виникає різниця подовження трубки і стрижня.
При цьому вільний кінець стрижня відхилює стрілку приладу. Діапазон вимірювання температур цими датчиками від 0 - 500 гр. Цельсія.
Дилатометричними терморегулюючими пристроями є датчики - реле типа ТУДЕ.
Одержаний приріст стрижня перетвориться в пружну деформацію пружини і викликає замикання або розмикання контактів.
Біметалічний датчик є пластиною, звареною з двох металів з різними коефіцієнтами розширення. Найчастіше уживається пара сталь - інвар.
Схема такого типу датчика показана вище на рисунку.
Для збільшення чутливості біметалічні термометри виконують у вигляді спіралі.
У біметалічних датчиках - реле типа ДТКБ вільний кінець чутливого біметалічного елементу замикає або розмикає контакти при зміні контрольованої температури. Точність спрацьовування контактної групи не більш
+ ( - ) 0,5 гр. Цельсія.
7.1.3. Манометричні термометри
Принцип дії манометричних термометрів заснований на залежності від температури тиску середовища, що знаходиться в замкнутому об'ємі. 
. . ….….
...........
Манометричний термометр є замкнутою системою, в яку входять термобалон 1, занурюваний у вимірюване середовище, капіляр 3, пружна манометрична пружина 2, пов'язана із стрілкою приладу 4, шкала, проградуйована в градусах.
Залежно від виду середовища, що знаходиться в замкнутій системі, манометричні термометри підрозділяються:
- на рідинні (ртуть або кремній),
- газові (азот або аргон),
- конденсаційні (або парові) - (фреон, ацетон, етиловий спирт).
Балон виконується із сталі. Довжина капіляра до 60 м.
Термометрі опори
Принцип дії термометрів опору заснований на властивості провідників і напівпровідників змінювати свій електричний опір при зміні температури.
Залежність опору провідника від його температури виражається формулою:
R=A eaT,
де А - постійний коефіцієнт;
a - температурний коефіцієнт опору ТКО;
Т- температура, К.
Якщо при деякій початковій температурі То, 0С, опір провідника рівний Ro,
той опір Rt цього провідника при довільній температурі Т, 0С, визначається по формулі:
Rt= Ro ea(T-To)
або, користуючись розкладанням в статечній ряд і обмежуючись першими двома членами ряду, одержимо:
Rt= Ro [ 1 +a*( T-To )] .
Зміна електричного опору термометра опору для:
· позитивних температур (- 40 до + 6300С) виражається трьох членом:
Rt= Ro [1 +at +b t2)].
· негативних температур (- 190 до 00С):
Rt= Ro[1+a*t+ b*t2 +с*(t -100)* t3],
де Ro і Rt - опір термометра при 0 0С і температурі t 0С;
a та b - постійні, визначувані при градуюванні по точках кипіння води і сірки , так для:
a ( для чистої платини - а =3,95 . 10-3 1/ град;
b= -5, 85 .10-7 1/ град;
для чистої міді - а =4,25 . 10-3 1/ град);
с - постійна, визначувана при градуюванні термометра по точці кипіння кисню.
Матеріали, використовувані для виготовлення термометрів опору, повинні мати максимальний і постійний температурний коефіцієнт опору (ТКО), лінійну залежність опору від температури, володіти відтворністю властивостей і інертністю до дій навколишнього середовища.
Для виготовлення термометрів опори використовують мідь, нікель, платину, вольфрам. Ці матеріали володіють позитивним температурним коефіцієнтом.
Термометри опору відносяться до одних з найточніших перетворювачів температури.
Погрішність вимірювання температури за допомогою ТСП може складати 0, 001 0С.
Для виготовлення напівпровідникових термометрів опору (термісторів) застосовують оксиди металів (Mn2O3, Cu2O3, Fe2O3 і ін.), які пресуються і спікаються при високій температури. Вони мають малі розміри і великі значення ТКО. Випускають термістори типів: ММТ-4, КМТ-4 та інші.
