Для измерения внутриульевой температуры обычно используют медь-копелевые, реже хромель-копелевые и железо-копелевые термопары. Термоэлектродвижущая сила (термо-э.д.с), развиваемая перечисленными термопарами на 100°С, составляет соответственно 4,75; 6,90; 5,75 мВ.
В качестве приборов для измерения э.д.с. термопар служат потенциометры постоянного тока. Некоторыми исследователями, изучающими терморежим улья, был рекомендован потенциометр ПП. Однако он имеет низкую точность измерений. Цена наименьшего деления шкалы этого прибора равняется 0,1 мВ, что соответствует 1,5°С при использовании хромель-копелевых термопар, обеспечивающих сравнительно высокую термо-э.д.с. Достаточно высокую точность измерения обеспечивают потенциометры типа Р-2/1, Р-307 и Р-307Т.
При контроле микроклимата улья температуру измеряют через некоторые интервалы времени (от минут до суток) с помощью нескольких термодатчиков, установленных в контролируемых зонах. Для сокращения проводов, идущих от улья к измерительному прибору, при применении, например, медь-копелевых термопар концы медной проволоки приваривают в различных участках копелевого провода. Образованные таким способом термопары размещают в улье. Свободные концы медных проводов подключают к измерительному прибору через многопозиционный переключатель.
На вторую клемму прибора также подсоединяют медный провод, отходящий от «холодного спая». При таком способе исключается возникновение термо-э.д.с. в местах подключения термоэлектродных проводов к переключателю и измерительному прибору. Важно то, что всего одна термопара является общим для всех других термопар «холодным спаем».
Достоинство термопар - небольшие размеры, благодаря чему они обладают низкой тепловой инерционностью и быстро приходят в состояние теплового равновесия с окружающей средой. Это позволяет использовать их для узколокального измерения температуры. Однако термопарам свойственны и недостатки, которые в значительной мере сдерживают их применение. В частности, для точных измерений термо-э.д.с., развиваемой термопарами, требуются высокочувствительные потенциометры, а иногда усилители постоянного тока. Значительную трудность представляет термостатирование «холодного спая».
Термометры сопротивления. Различают два типа термосопротивлений - проволочные и полупроводниковые (термисторы, терморезисторы). Использование проволочных термосопротивлений основано на свойстве проводников менять свое сопротивление в зависимости от температуры. У большинства металлов нагрев увеличивает электрическое сопротивление, у полупроводников его уменьшает.
Выпускаемые промышленностью проволочные термосопротивления имеют большие габариты (10 см и более), поэтому их не следует применять для контроля температуры в пчелином гнезде. При установке их в улье за пределами гнезда необходимо стремиться к тому, чтобы середина датчика находилась в центре зоны, где требуется измерить температуру.
Достоинством термометра сопротивления является то, что, однажды проградуированный, он позволяет надежно и точно измерять абсолютную величину температуры в отличие от термопар, регистрирующих разность температур. Температурный коэффициент большинства металлов, используемых для изготовления термосопротивлений, равен 0,4-0,6% на 1°С. С помощью такого термометра достигается точность измерений до 0,01 Ом, что позволяет контролировать изменение температуры на 0,025°С.
Наибольшую точность измерений (при использовании измерительных приборов одного и того же класса точности) обеспечивают полупроводниковые терморезисторы. Температурный коэффициент сопротивления у них 3-6% на 1°C. Широкое применение при измерениях терморежима пчелиного жилища получили терморезисторы типа ТОС, КМТ и ММТ. Особый интерес представляет терморезистор типа МКМТ-16, МТ-54, выполненный в виде стеклянного баллона диаметром около 1 мм.
Номинальное сопротивление этого датчика при 20°С составляет 3900 Ом ±30%. Он обладает низкой тепловой инерционностью и рекомендуется для регистрации быстроменяющихся температурных процессов.
Для измерения температуры с помощью термосопротивлений применяют уравновешенные и неуравновешенные измерительные мосты. Контроль температуры с помощью уравновешенного измерительного моста сводится практически к определению положения движка переменного сопротивления, при котором мост находится в равновесии. Шкала реохорда градуируется в омах или при работе с известным типом термосопротивления непосредственно в градусах. Измерение температуры с помощью неуравновешенного моста производится по величине отклонения стрелки милливольтметра.
Полупроводниковые триоды. Применение в качестве термодатчиков полупроводниковых триодов основано на их свойстве изменять некоторые свои параметры в зависимости от температуры. Например, разработана схема термометра ТЭТ-2, принцип действия которого основан на изменении напряжения перехода «эмиттер-база» триода МГТ-108Г с изменением температуры среды. Прибор имеет автономное питание (элемент 373) и рассчитан на определение температуры от -10 до +50°С с точностью ±0,5°С. Измерительное устройство и датчики прибора сохраняют работоспособность при температуре от -40 до +65°С, относительной влажности до 95±3%.
Калибровка термодатчиков. Технология изготовления материалов, применяемых для монтажа термодатчиков, в том числе термопар из неблагородных металлов, не обеспечивает необходимой стабильности их физических свойств. В связи с этим необходимо проводить калибровку термодатчиков.
Термодатчики калибруют обычно по ртутному термометру. Для получения чувствительности в 0,01°С вся шкала измерительного прибора должна соответствовать 1°С.
Если же требуется измерить значения температуры в 20-30°С и для начала отсчета используется температура тающего льда, то показания прибора не могут дать точность, превышающую 0,02-0,03°С. По мере расширения диапазона измеряемых температур чувствительность прибора будет снижаться.
Важно помнить, что у отдельных экземпляров одного и того же типа полупроводниковых терморезисторов и триодов, как правило, имеют место несовпадения характеристик. Поэтому при замене вышедшего из строя термодатчика необходимо регулировать измерительный мост или подбирать подходящий экземпляр, характеристика которого не отличается от заменяемого.
