1.3 Рідинні скляні термометри

За призначенням рідинні скляні термометри ділять на лабораторні, технічні, медичні та метеорологічні. Основний елемент термометрів (рисунок Л1.4) скляний балон 1 з капіляром 2, заповнений термометричною рідиною. Шкала 3 може бути вкладена в оболонку 4, або нанесена на її зовнішню поверхню (паличні термометри). Термометри з вкладеною шкалою випускаються прямого виконання (див. рисунок Л1.4) та кутового (термобалон 1 зігнутий під кутом 90° відносно шкали 3). Скляні рідинні термометри розраховані або на часткове занурення в середовище, температура якого вимірюється (термометри неповного занурення), або на занурення до відлікової температури (термометри повного занурення). На термометрах повного занурення є вказівки про глибину занурення та температуру градуювання.

Як термометричну рідину в скляних термометрах використовують ртуть за ГОСТ 4658-73, толуол, спирт, гас за ГОСТ 4753-68, поліетилсілоксан за ГОСТ 1З004-67, петролійний ефір та інш. Термометрична рідина нертутних термометрів підфарбовується фарбниками, які не знебарвлюються в процесі експлуатації.

Можливість вимірювання температури рідинним термометром витікає з різниці в коефіцієнтах об'ємного розширення скляного балона з капіляром та термометричної рідини. Приймаючи початкову температуру t₀ = 0°С, скляні термометри градуюють у відповідності з залежністю [1]

(Л1.11)

де t₁ - вимірювана температура, °С;

ΔV = ΔV_P – ΔV_c - сумарна зміна об'ємів рідини та скла

(ΔV_P = V_P1 – V_P0 ; ΔV_C = V_c1 – V_c0 ; V_P1 та V_c1 відповідно об'єми рідини та скла при температурі t₁) ,м³;

V_P0 та V_c0 - початкові об'єми рідини та скла при температурі 0°С, м³; β_P та β_с - коефіцієнти теплового об'ємного розширення рідини та скла, 1/°С. Коефіцієнт об'ємного розширення скла β_с≈3α_с ( α_с = 8,1 · 10^-6 °С^-1 - коефіцієнт лінійного розширення скла).

Скляні термометри виготовляють: лабораторні ртутні - за ГОСТ 2І5-73; технічні - за ГОСТ 2823-73; нертутні - за ГОСТ 9І77-74; для випробовувань нафтопродуктів - за ГОСТ 400-80Е. Діапазон вимірювання ртутних термометрів - 30...+ 600°С, нертутних від - 200°С до + 200°С при допустимій похибці не більше ціни поділки /1%/. Скляні рідинні термометри дешеві, але мають невелику механічну міцність та інерційність.

Якщо термометри неповного занурення застосовують при температурі навколишнього середовища відмінній від 20°С, то вимірювану температуру визначають з урахуванням поправки [4]

Δt = 0,00016K(20-t_n), (Л1.12)

де K - коефіцієнт, який залежить від типу термометричної рідини (K = 1 - ртуть; K = 6,5 - спирт; K= 7,5 - толуол; K = 5,6 - гас; K = 9,3 – ефір); t_n - температура навколишнього середовища, °С. Дійсна температура

t_д = t_т + Δ t, (Л1.13)

де t_т - значення температури за термометром, °С.

Приклад позначення технічного термометра прямого виконання № 5 з ціною поділки 2°С, з довжиною верхньої частини 160 мм та нижньої частини 66мм:

Термометр П 52 160 66 ГОСТ2823-73.