Измерение температур
Информация - Физика
Другие материалы по предмету Физика
µний, применяемых в термометрии. Разработаны герметизированные золото-хромовые меры электрического сопротивления не кратные десяти, что исключило введение поправок на декады (сопротивления, кратные 10 ом) потенциометра. В качестве электроизмерительной аппаратуры применены специальные мосты (электрические).
В 1960 - 1970 г.г. для повышения точности воспроизведения и передачи размера единицы температуры в диапазоне 400 - 1100 С вместо платинородий - платиновых термопар разработаны высокотемпературные платиновые термометры сопротивления.
В период с 1970 по 1977 г.г. с целью оснащения территориальных органов Госстандарта в лаборатории были разработаны, изготовлены и переданы для серийного производства термостатные установки с водяным, масляным и оловянными теплоносителями. Термостаты были предназначены для массовой поверки контактных термометров в диапазоне от 0 до 600 С. В 1985-1990 г.г был разработан и выпущен в серийное производство автоматизированный комплекс для реализации реперных точек шкалы, включающий новые печи с тремя нагревателями и систему управления режимом их работы САУРТ. Такими печами начали оснащаться все региональные метрологические центры.
В 1990-1998 г.г. основным научным направлением являлась разработка и исследование эталонных платиновых термометров сопротивления. В зависимости от диапазона температур используются два типа эталонных термометров: термометры для средних температур (ПТС) от 0 С до 660,323 С и высокотемпературные термометры (ВТС) от 660,323 до 961,78 С. ВТС отличаются от ПТС большим диаметром платиновой проволоки, меньшим номинальным сопротивлением, что снижает эффект влияния чувствительного элемента изоляцией каркаса при высоких температурах.
Были проведены Государственные приемочные испытания эталонных термометров ПТС-10М и ВТС, разработаны методики их применения и поверки, утверждены соответствующие стандарты. Ряд работ, проведенных в 1990-1992 г.г. во ВНИИМ и НИСТ, подтвердил возможность применения российских ВТС в диапазоне выше 961,78С - установленного МТШ-90 предела для платиновых термометров. Были исследованы и внедрены методики аппроксимации (продления) шкалы до 1084 С.
В последнее десятилетие постоянные работы ведутся по совершенствованию эталона: настройке аппаратуры для реализации реперных точек, подбору оптимальных температурных полей в печах и получению длительных фазовых переходов, проведению ключевых международных сличений. В 1999-2001 гг. была создана система для откачки ампул ГПЭ, заполнения их аргоном и точного регулирования давления в ампулах во время фазового перехода. В 2002-2006 гг. была проведена замена регуляторов температуры в эталонных печах на современные цифровые регуляторы.
В ряде стран (напр., Австралия, Великобритания, Канада, США) продолжают применять средства измерения температур, градуируемые в F (градус Фаренгейта) или R(градус Реомюра).
Пересчёт температуры между основными шкалами
Т0К= Т0С + 273,15 = (Т0F +459,67)/1,8 Т0F= Т0К 1,8 - 459,67= Т0C 1,8+32
Т0C= Т0К - 273,15 = (Т0F - 32)/1,8
(Любопытно отметить, что температура ?40 F соответствует температуре ?40 C). Шкала Реомюра предложена в 1730 году Р. А. Реомюром, который описал изобретённый им спиртовой термометр.
Единица - градус Реомюра (R), 1 R равен 1/80 части температурного интервала между опорными точками - температурой таяния льда (0 R) и кипения воды (80 R); 1 R = 1,25 C. В настоящее время шкала вышла из употребления, дольше всего она сохранялась во Франции, на родине автора.
2. Термометры
На практике в настоящее время для измерения температур наиболее широко используются следующие термометрические свойства: тепловое расширение жидкостей, изменение электрического сопротивления металлов и полупроводников с температурой, возникновение термоЭДС.
Термометры, приборы для измерения температуры посредством контакта с исследуемой средой. Первые термометры. появились в конце 16- начале 17 вв. (например, термоскоп Галилея, 1597), сам термин "термометры" введён в 1636 г. Действие термометров основано на изменениях однозначно зависящих от температуры и легко поддающихся определению разных физических свойств тел (геометрические размеры, давление в замкнутом объеме, электрическое сопротивление, термоэдс, магнитная восприимчивость и др.). Соответственно различают следующие наиболее распространенные типы термометров: расширения, манометрические, сопротивления, термоэлектрические, магнитные и др
Термометры расширения построены по принципу изменения объемов жидкостей (жидкостные термометры) или линейных размеров твёрдых тел (деформационные термометры). Действие жидкостных термометров основано на различиях коэффициентов теплового расширения рабочего, или термометрического, вещества (ртуть, этанол, пентан, керосин, иные органические жидкости) и материала оболочки, в которой оно находится (термометрическое стекло либо кварц). Несмотря на большое разнообразие конструкций, эти термометры относятся к одному из двух основных типов: палочные (рис. 1, а) и с вложенной шкалой (рис. 1, б). Особенно распространены ртутные стеклянные термометры, подразделяемые на образцовые (1-го разряда - только палочные, 2-го разряда - оба типа), лабораторные (оба типа), технические (только с вложенной шкалой). Среди приборов, заполненных органическими жидкостями и используемых лишь для измерения температур ниже (- 30 С), чаще других применяют спиртовые термометры. Все жидкостные термометры используют обычно для лока