Термометр единица измерения показатель

Термометр

Термо́метр (греч. θέρμη — тепло; μετρέω — измеряю) — прибор для измерения температуры воздуха, почвы, воды и так далее. Существует несколько видов термометров:

  • жидкостные
  • механические
  • электрические
  • оптические
  • газовые
  • инфракрасные

Содержание

История изобретения

Изобретателем термометра принято считать Галилея: в его собственных сочинениях нет описания этого прибора, но его ученики, Нелли и Вивиани, засвидетельствовали, что уже в 1597 году он устроил нечто вроде термобароскопа (термоскоп). Галилей изучал в это время Герона Александрийского, у которого уже описано подобное приспособление, но не для измерения степеней тепла, а для поднятия воды при помощи нагревания. Термоскоп представлял собой небольшой стеклянный шарик с припаянной к нему стеклянной трубкой. Шарик слегка нагревали и конец трубки опускали в сосуд с водой. Через некоторое время воздух в шарике охлаждался, его давление уменьшалось и вода под действием атмосферного давления поднималась в трубке вверх на некоторую высоту. В дальнейшем при потеплении давление воздуха в шарике увеличивалось и уровень воды в трубке понижался при охлаждении же вода в ней поднималась. При помощи термоскопа можно было судить только об изменении степени нагретости тела: числовых значений температуры он не показывал, так как не имел шкалы. Кроме того, уровень воды в трубке зависел не только от температуры, но и от атмосферного давления. В 1657 г. термоскоп Галилея был усовершенствован флорентийскими учеными. Они снабдили прибор шкалой из бусин и откачали воздух из резервуара (шарика) и трубки. Это позволило не только качественно, но и количественно сравнивать температуры тел. Впоследствии термоскоп был изменен: его перевернули шариком вниз, а в трубку вместо воды налили спирт и удалили сосуд. Действие этого прибора основывалось на расширении мер, в качестве «постоянных» точек брали температуры наиболее жаркого летнего и наиболее холодного зимнего дня. Изобретение термометра также приписывают лорду Бэкону, Роберт Фладду, Санкториусу, Скарпи, Корнелию Дреббелю (Cornelius Drebbel), Порте и Саломону де Каус, писавшим позднее и частью имевшим личные отношения с Галилеем. Все эти термометры были воздушные и состояли из сосуда с трубкой, содержащего воздух, отделённый от атмосферы столбиком воды, они изменяли свои показания и от изменения температуры, и от изменения атмосферного давления.

Термометры с жидкостью описаны в первый раз в 1667 г. «Saggi di naturale esperienze fatte nell’Accademia del Cimento», где о них говорится как о предметах, давно изготовляемых искусными ремесленниками, которых называют «Confia», разогревающими стекло на раздуваемом огне лампы и выделывающими из него удивительные и очень нежные изделия. Сначала эти термометры наполняли водой, и они лопались, когда она замерзала; употреблять для этого винный спирт начали в 1654 году по мысли великого герцога тосканского Фердинанда II. Флорентийские термометры не только изображены в «Saggi», но сохранились в нескольких экземплярах до нашего времени в Галилеевском музее, во Флоренции; их приготовление описывается подробно.

Сначала мастер должен был сделать деления на трубке, соображаясь с её относительными размерами и размерами шарика: деления наносились расплавленной эмалью на разогретую на лампе трубку, каждое десятое обозначалось белой точкою, а другие чёрными. Обыкновенно делали 50 делений таким образом, чтобы при таянии снега спирт не опускался ниже 10, а на солнце не поднимался выше 40. Хорошие мастера делали такие термометры настолько удачно, что все они показывали одно и то же значение температуры при одинаковых условиях, однако такого не удавалось достигнуть, если трубку разделяли на 100 или 300 частей, чтобы получить большую точностью. Наполняли термометры посредством подогревания шарика и опускания конца трубки в спирт, заканчивали наполнение при помощи стеклянной воронки с тонко оттянутым концом, свободно входившим в довольно широкую трубку. После регулирования количества жидкости, отверстие трубки запечатывали сургучом, называемым «герметическим». Из этого ясно, что эти термометры были большими и могли служить для определения температуры воздуха, но были ещё неудобны для других, более разнообразных опытов, и градусы разных термометров были не сравнимы между собою.

В 1703 г. Амонтон (Guillaume Amontons) в Париже усовершенствовал воздушный термометр, измеряя не расширение, а увеличение упругости воздуха, приведённого к одному и тому же объёму при разных температурах подливанием ртути в открытое колено; барометрическое давление и его изменения при этом принимались во внимание. Нулём такой шкалы должна была служить «та значительная степень холода», при которой воздух теряет всю свою упругость (то есть современный абсолютный нуль), а второй постоянной точкой — температура кипения воды. Влияние атмосферного давления на температуру кипения ещё не было известно Амонтону, а воздух в его термометре не был освобождён от водяных газов; поэтому из его данных абсолютный нуль получается при −239,5° по шкале Цельсия. Другой воздушный термометр Амонтона, выполненный очень несовершенно, был независим от изменений атмосферного давления: он представлял сифонный барометр, открытое колено которого было продолжено кверху, снизу наполнено крепким раствором поташа, сверху нефтью и оканчивалось запаянным резервуаром с воздухом.

Современную форму термометру придал Фаренгейт и описал свой способ приготовления в 1723 г. Первоначально он тоже наполнял свои трубки спиртом и лишь под конец перешёл к ртути. Нуль своей шкалы он поставил при температуре смеси снега с нашатырём или поваренной солью, при температуре «начала замерзания воды» он показывал 32°, а температура тела здорового человека во рту или под мышкой была эквивалентна 96°. Впоследствии он нашёл, что вода кипит при 212° и эта температура была всегда одна и та же при том же стоянии барометра.

Окончательно установил обе постоянные точки, тающего льда и кипящей воды, шведский физик Цельсий в 1742 г., но первоначально он ставил 0° при точке кипения, а 100° при точке замерзания, и принял обратное обозначение лишь по совету М. Штёрмера. Сохранившиеся экземпляры термометров Фаренгейта отличаются тщательностью исполнения. Однако более удобной оказалась «перевернутая» шкала, на которой температуры таяния льда обозначили 0 С, а температуру кипения 100 С. Таким термометром впервые пользовались шведские ученые ботаник К. Линней и астроном М. Штремер. Этот термометр получил широкое распространение.

Работы Реомюра в 1736 г. хотя и повели к установлению 80° шкалы, но были скорее шагом назад против того, что сделал уже Фаренгейт: термометр Реомюра был громадный, неудобный в употреблении, а его способ разделения на градусы был неточным и неудобным.

После Фаренгейта и Реомюра дело изготовления термометров попало в руки ремесленников, так как термометры стали предметом торговли.

В 1848 г. английский физик Вильям Томсон (лорд Кельвин) доказал возможность создания абсолютной шкалы температур, нуль которой не зависит от свойств воды или вещества, заполняющего термометр. Точкой отсчета в «шкале Кельвина» послужило значение абсолютного нуля: −273,15° С. При этой температуре прекращается тепловое движение молекул. Следовательно, становится невозможным дальнейшее охлаждение тел.

Жидкостные термометры

Жидкостные термометры основаны на принципе изменения объёма жидкости, которая залита в термометр (обычно это спирт или ртуть), при изменении температуры окружающей среды.

В связи с запретом применения ртути во многих областях деятельности ведется поиск альтернативных наполнений для бытовых термометров. Например, такой заменой может стать сплав галинстан.

Об удалении разлившейся ртути из разбитого термометра см. статью Демеркуризация

Механические термометры

Термометры этого типа действуют по тому же принципу, что и жидкостные, но в качестве датчика обычно используется металлическая спираль или лента из биметалла.

Электрические термометры

Принцип работы электрических термометров основан на изменении сопротивления проводника при изменении температуры окружающей среды.

Электрические термометры более широкого диапазона основаны на термопарах (контакт между металлами с разной электроотрицательностью создаёт контактную разность потенциалов, зависящую от температуры).

Наиболее точными и стабильными во времени являются термометры сопротивления на основе платиновой проволоки или платинового напыления на керамику. Наибольшее распространение получили PT100 (сопротивление при 0 °C — 100Ω) PT1000 (сопротивление при 0 °C — 1000Ω) (IEC751). Зависимость от температуры почти линейна и подчиняется квадратичному закону при положительной температуре и уравнению 4 степени при отрицательных (соответствующие константы весьма малы, и в первом приближении эту зависимость можно считать линейной). Температурный диапазон −200 — +850 °C.

Отсюда, сопротивление при T °C, сопротивление при 0 °C, и константы (для платинового сопротивления) —

  • см. Эффект Пельтье

Оптические термометры

Оптические термометры позволяют регистрировать температуру благодаря изменению уровня светимости, спектра и иных параметров (см. Волоконно-оптическое измерение температуры) при изменении температуры. Например, инфракрасные измерители температуры тела.

Инфракрасные термометры

Инфракрасный термометр позволяет измерять температуру без непосредственного контакта с человеком. В некоторых странах уже давно имеется тенденция отказа от ртутных градусников в пользу инфракрасных не только в медицинских учреждениях, но и на бытовом уровне.

Инфракрасный термометр обладает рядом неоспоримых преимуществ, а именно:

  • безопасность использования (даже при серьёзных механических повреждениях ничто не угрожает здоровью)
  • более высокая точность измерения
  • минимальное время проведения процедуры (измерение проводится в течение 0,5 секунды)
  • возможность группового сбора данных

Технические термометры

Термометры технические жидкостные используется на предприятиях в сельском хозяйстве, нефтехимической, химической, горно-металлургической промышленностях, в машиностроении, жилищно- коммунальном хозяйстве, транспорте, строительстве, медицине, словом во всех жизненных сферах.

Выделяют такие виды технических термометров:

  • термометры технические жидкостные ТТЖ-М;
  • термометры биметаллические ТБ, ТБТ, ТБИ;
  • термометры сельскохозяйственные ТС-7-М1;
  • термометры максимальные СП-83 М;
  • термометры для спецкамер низкоградусные СП-100;
  • термометры специальные вибростойкие СП-В;
  • термометры ртутные электроконтактные ТПК;
  • термометры лабораторные ТЛС;
  • термометры для нефтепродуктов ТН;
  • термометры для испытаний нефтепродуктов ТИН1, ТИН2, ТИН3, ТИН4.

Источник

Единицы измерения температуры

  • Существует несколько различных единиц измерения температуры. Они делятся на относительные (градус Цельсия, градус Фаренгейта…) и абсолютные (Кельвин, градус Ранкина…).

Наиболее известными являются следующие:

* Градус Цельсия (°C)

* Градус Фаренгейта (°F)

* Градус Реомюра (°Ré, °Re, °R)

* Градус Рёмера (°Rø)

* Градус Ранкина (°Ra)

* Градус Делиля (°Д или °D)

* Градус Дальтона (°Dа)

* Градус Ньютона (°N)

* Лейденский градус (°L или ÐL)

Планковская температура (TP)

Связанные понятия

Термин гра́дус используется в нескольких шкалах температур. Обычно используемый символ ° предшествует начальной букве названия шкалы измерения, например: “°C” для шкалы Цельсия. Градус можно определить как набор изменений температуры, измеряемой по определённой шкале, например, один градус по Цельсию составляет одну сотую изменения температуры между точками плавления льда и кипения воды.

Для большинства пронумерованных астероидов известны всего несколько физических параметров. Всего несколько сотен астероидов имеют собственные страницы в Википедии, на которых содержится название, обстоятельства открытия, таблица элементов орбиты и ожидаемые физические характеристики.

Антиферромагнетик — вещество, в котором установился антиферромагнитный порядок магнитных моментов атомов или ионов. В антиферромагнетиках спиновые магнитные моменты электронов самопроизвольно ориентированы антипараллельно друг другу. Такая ориентация охватывает попарно соседние атомы. В результате антиферромагнетики обладают очень малой магнитной восприимчивостью и ведут себя как слабые парамагнетики.

Источник

Единицы измерения величин: Температура

Продолжаем публиковать справочную информацию, которая поможет переводить температурные показатели в нужные единицы измерения.

Способ задания значений температуры – температурная шкала. Известно несколько температурных шкал.

  • Шкала Кельвина (по имени английского физика У. Томсона, лорда Кельвина).

Обозначение единицы: К (не «градус Кельвина» и не °К).
1 К = 1/273,16 – часть термодинамической температуры тройной точки воды, соответствующей термодинамическому равновесию системы, состоящей изо льда, воды и пара.

  • Шкала Цельсия (по имени шведского астронома и физика А. Цельсия).

Обозначение единицы: °С .
В этой шкале температура таяния льда при нормальном давлении принята равной 0°С, температура кипения воды – 100°С.
Шкалы Кельвина и Цельсия связаны уравнением: t ( °C) = Т (К) – 273,15.

  • Шкала Фаренгейта (Д. Г. Фаренгейт – немецкий физик).

Обозначение единицы: °F . Применяется широко, в частности, в США.
Шкала Фаренгейта и шкала Цельсия связаны: t (°F) = 1,8 · t (°C) + 32°C. По абсолютному значению 1 (°F) = 1 (°C).

  • Шкала Реомюра (по имени французского физика Р.А. Реомюра).

Обозначение: °R и °r .
Эта шкала почти вышла из употребления.
Соотношение с градусом Цельсия: t (°R) = 0,8 · t (°C).

  • Шкала Рэнкина (Ранкина) – по имени шотландского инженера и физика У. Дж. Ранкина.

Обозначение: °R (иногда: °Rank) .
Шкала также применяется в США.
Температура по шкале Рэнкина соотносится с температурой по шкале Кельвина: t (°R) = 9/5 · Т (К).

Основные температурные показатели в единицах измерения разных шкал:

Данная публикация носит исключительно ознакомительный характер, подбор датчиков сопряжен со множеством факторов. Обратитесь к специалистам компании ООО «РусАвтоматизация» для правильного подбора оборудования.

Подписывайтесь на наш канал, чтобы не пропускать новые публикации.

Источник

Справка по температуре. Виды температурных шкал. Единицы измерения. Термометры и их общая классификация.

физическая величина, характеризующая состояние термодинамического равновесия макроскопической системы.

Единицами измерения температуры служат градусы. Существует несколько основных шкал градусов (Кельвина, Цельсия, Фаренгейта, Реомюра ). При эксплуатации производственных объектов встречаются две из них:

  • шкала градусов Кельвина. Условное обозначений K (ранее °K). Точкой отчета шкалы служит абсолютный нуль. В основном встречается при выполнение инженерных расчетов, связанных с вопросами термодинамики, тепломассообмена (теплотехники), и подбором оборудования на основании расчетов;
  • шкала градусов Цельсия. Условное обозначений °C. Точка отчета принята таким образом, что температура тройной точки воды равна 0,01 °C. Широко применяется при эксплуатации производственных объектов. На данной шкале основаны приборы КиП. Данная шкала широко используется для заполнения эксплуатационной документации, нанесения маркировок, выбора оборудования и средства КиП, не требующих инженерных расчетов.

Перевод единиц измерения температур.

tc=T-273.15 (°C) или T=tc+273.15 (K), где

tc — температура в градусах Цельсия, °C;

T — температура в градусах Кельвина, К.

Измерение температуры.

Для измерения температур используются различный термометры. Различают следующие основные виды термометров:

  • контактные ( есть непосредственный теплового контакта между датчиком термометра и средой, температура которой измеряется);
  • бесконтактные (нет теплового контакта среды и прибора, предусматривается измерение собственного теплового или оптического излучения).

Контактные термометры по принципу действия делятся на:

  • термометры расширения (используются свойства твердых и жидких тел изменять свою длину или объем под влиянием температуры окружающей среды);
  • манометрические термометры (основаны на зависимости давления в замкнутой термосистеме от измеряемой температуры);
  • термометры сопротивления (основаны на явлении изменения электрического сопротивления проводника в зависимости от его температуры);
  • термопары (основан на возникновении напряжения при нагревании, возникающий ток позволяет проводить измерения температуры).

Бесконтактные термометры по принципу действия делятся на:

  • пирометры излучения (основан на определении по тепловому электромагнитному излучению температурного значения его поверхности);
  • радиометры (в преобразовании
    измеряемого теплового потока в спектральном диапазоне
    в электрический сигнал);
  • тепловизоры ( преобразуют инфракрасные излучения, поступающие от объекта наблюдения, последовательно преобразуя из электрической формы в видимую картинку).

Отзывы, рекомендации, замечания по работе программ (калькуляторов) и добавлению новых можно оставлять в комментариях.

Источник

Поделиться с друзьями
Моя стройка
Adblock
detector