Измерение температуры.
Температура с физической точки зрения характеризует среднюю кинетическую энергию движения молекул. Это экстенсивный параметр, его нельзя измерить.
Методы измерения температуры:
Контактные.
Бесконтактные.
Температурные шкалы.
0
– замерзание соленой воды
96 – температура тела
0 – застывание воды
1
00
– кипение воды
Уравнение температурной шкалы.
В природе нет веществ с линейной зависимостью объемного расширения и температуры.
На основании этого равенства мы определяем температуру.
0 – точка абсолютного нуля.
Х – тройная точкам воды (Она выведена из цикла Карно).
1968 г. – МПТШ68 (Международная Практическая Температурная Шкала 1968 г.)
Реперные точки:
Тройная точка равновесия водорода 13,81 К
Точка кипения H2 20,28 K
Точка кипения Ne 27,102 K
Тройная точка O2 54,361 K
Точка кипения O2 90,188 K
Тройная точка воды 273,16 К
Точка кипения воды 373,15 К
Точка затвердевания Zn 692,73 K
Точка затвердевания Ag 1235,08 К
Точка затвердевания Au 1337,58 К
Образцовые средства измерения:
113,81 К – 903,89 К – Платиновый термометр сопротивлений.
903,89 К – 1337,58 К – Термопара.
свыше 1337,58 К – Спектральный пирометр.
|
Метод |
Термометрическое свойство |
Средство измерения |
Вых. величина |
Наличие линий связи |
|
контактный |
|
|
|
|
|
1. Теплового расширения. |
Линейное тепловое расширение |
Дилатометрический термометр |
Линейное перемещение |
+ |
|
Разность температурных коэффициентов линейного расширения |
Биметаллический термометр |
Линейное и угловое перемещение |
+ | |
|
Объемное тепловое расширение жидкости |
Термометр расширения |
Перемещение |
+ | |
|
Термозависимость давления газа или паров, либо жидкости |
Манометрический термометр |
Измерение давления |
+ | |
|
2.Терморезисторный. |
Термозависимость активного электрического сопротивления |
Термопреобразователь сопротивления |
Изменение сопротивления, Ом |
+ |
|
3. Термоэлектрический. |
Термозависимость электродвижущей силы |
Термоэлектрический преобразователь (термопара) |
Напряжение, мВ |
+ |
|
4. Термошумовой. |
Термозависимость уровня тепловых шумов сопротивления |
Термошумовой термометр |
Среднее значения напряжения шумов, микро В |
+ |
|
5. Магнитный. |
Термозависимость магнитной восприимчивости парамагнитного вещества (О2) |
Магнитный термометр |
Напряжение, В |
+ |
|
6. Ультразвукового резонанса. |
Термозависимость скорости распространения звука в веществе |
Акустический термометр |
Частота, Гц |
+ |
|
7. Расплавления образцов. |
Температура фазового перехода |
Набор плавных образцов |
Изменение формы образцов |
- |
|
8. Люминофорный. |
Термозависимость интенсивности излучения в видимом диапазоне спектра |
Люминофоры |
Изменения яркости |
- |
|
9. Жидко-кристалический. |
Термозависимость цвета |
ж/к пленки, термокраски |
Изменение цвета |
- |
|
10. Частотный метод измерения температуры |
Термозависимость частоты колебаний спец. кварцевого кристалла |
Кварцевый термометр |
Частота, Гц |
+ |
Бесконтактный