Чем измеряется температура воды

Единицы измерения температуры

Международная система единиц (СИ)

В международной системе единиц (СИ), единицами измерения температуры являются градус Кельвина и градус Цельсия.

Градус Цельсия назван в честь шведского учёного Андерса Цельсия, предложившего в 1742 году новую шкалу для измерения температуры. В этой системе 0 градусов соответствует температуре замерзания воды, а 100 градусов − точке кипения воды.

Шкалы Цельсия и Кельвина сдвинуты на 273.15 градуса, и пересчитываются следующим образом:

Шкала Фаренгейта

Температура в США и в некоторых других англоязычных странах измеряется в градусах Фаренгейта.

В 1724 немецкий учёный Габриель Фаренгейт, предложил эту шкалу для измерения температуры. На шкале Фаренгейта точка таяния льда равна +32 °F, а точка кипения воды +212 °F.

Формула для перевода из градусов Цельсия в Фаренгейты имеет следующий вид:

Шкала Ранкина

Используется в англоязычных странах для инженерных термодинамических расчётов. Начинается при температуре абсолютного нуля, а точка замерзания воды соответствует 491,67°Ra, точка кипения воды 671,67°Ra. Число градусов между точками замерзания и кипения воды по шкале Фаренгейта и Ранкина одинаково и равно 180.

Формула для перевода из градусов Цельсия в Ранкина имеет следующий вид:

Шкала Реомюра

В шкале Реомюра температура замерзания и кипения воды приняты за 0 и 80 градусов, соответственно. Предложена в 1730 году Р. Реомюром. В настоящее время практически не употребляется.

Формула для перевода из градусов Цельсия в Реомюра имеет следующий вид:

Источник

Измерение температуры воды.

Температура воды является важнейшей характеристикой воды, поскольку влияет на физические, химические, биохимические и биологические процессы, которые протекают в водоемах. От температуры в значительной степени зависят также кислородный режим и интенсивность процессов самоочистки. Значения температуры используют для вычисления степени насыщенности воды кислородом, разных форм щелочности, состояния карбонатно-кальциевой системы во время многих гидрохимических и гидробиологических исследований для изучения тепловых загрязнений.

Измерение температуры воды и температуры воздуха во время отбора пробы является неотделимой частью анализа.

Температура воды измеряется одновременно с отбором пробы ртутным термометрам с ценой деления 0,1—0,5°С

Там, где позволяют местные условия, температуру поверхност­ных вод измеряют погружением термометра в воду (прямой сол­нечный свет необходимо затенить). Если непосредственное измере­ние в водоеме выполнить невозможно, то температуру измеряют в бутыли сразу же после отбора пробы. Температура бутыли ем­костью не менее 1 л перед отбором пробы должна быть приведена к температуре воды погружением в исследуемую воду, и при изме­рении температуры она не должна подвергаться влиянию каких-либо источников тепла или действию прямого солнечного света. При отборе пробы прямо из крана температура измеряется в струе.

В большинстве случаев температуру отсчитывают после уста­новления на неизменном уровне ртутного столбика термометра, по­груженного в исследуемую воду. Только при измерении температу­ры проб, температура которых значительно отличается от окружа­ющей среды (например, вода из родников, из глубины водохрани­лища), не выжидают установления столбика ртути на постоянном уровне, а записывают наивысшее показание термометра при изме­рении пробы, температура которой выше температуры окружаю­щей среды, и самое низкое показание термометра при измерении пробы, температура которой ниже температуры окружающей среды.

Для измерения температуры воды водоема на различных глу­бинах можно применить также специальные термометры. Способ работы ими зависит от типа применяемого прибора.

Температуру воздуха измеряют сухим термометром в тени вне воздействия какого-либо источника тепла на высоте 1 м от поверх­ности земли в течение времени, необходимого для установки ртут­ного столбика термометра на постоянном уровне.

4.5. Измерение органолептических характеристик воды.

Вода, в которой много взвешенных частиц, не пригодная для рекреационного использования. Потому во время контроля процессов биологической и физико-химической обработки стоковых вод и оценивания состояния естественных вод целесообразно проводить количественное определение взвешенных частиц.

Мутность и прозрачность. Чтобы оценить качество воды, определяют ее мутность и прозрачность. Мутность воды предопределена наличием в ней тонкодисперсных нерастворенных и коллоидных веществ неорганического и органического происхождения. Примеси коллоидной степени дисперсности образуют с водой кинетически и агрегативно устойчевые системы, которые практически не оседают.

Мутность воды определяют визуально, а также фотоколориметрическим или нефелометричним методами.

При качественном визуальном оценивании прозрачности воду за степенью прозрачности условно разделяют на прозрачную, опалесцентную, слегка мутную, мутную и сильно мутную.

Определение прозрачности производится в поверхностных водах на месте отбора пробы и при оценке работы водоочистных станций.

Определения прозрачности применяют два метода: по кресту и по стандартному шрифту. Определение по кресту применя­ют при контроле работы очистных сооружений водопроводов и ка­чества воды в водопроводной сети; в остальных случаях применяют определите прозрачности по «шрифту». Пробы для определения прозрачности нельзя консервировать определение производят сразу на месте взятия пробы, в крайнем случае нe позже чем через сутки; для одного определения прозрач­ности по кресту требуется 2 л воды, для одного определения про­зрачности по шрифту требуется 0,5 л воды. Прозрачность воды выражают в сантиметрах, отмечая способ измерения.

Запахвызывают летучие вещества, которые пахнут. Оны попадают в водув результате жизнедеятельности водных организмов, биохимического распада органических соединений, химического взаимодействия веществ, которые содержатся в воде, и также с промышленными, сельскохозяйственными и бытовыми сточными водами. Из неорганических веществ запах может давать только сероводород.

1. Гидрографические характеристики речных бассейнов европейской территории СССР. – Л.: Гидрометеоиздат–Л., 1971. –100 с.

2. Государственный водный кадастр. Многолетние данные о ресурсах поверхностных вод суши. Том 1. Вып. 3. – Л.: Гидрометеоиздат–Л., 1986 г. – 560 с.

3. Государственный водный кадастр. Основные гидрологические характеристики за 1971–1975 гг. и весь период наблюдений. Том 6. Вып. 3. – Л.: Гидрометеоиздат–Л., 1980 г. – 204 с.

4. Петин А.Н., Сердюкова Н.С., Шевченко В.Н. Малые водные объекты и их экологическое состояние. – Белгород: БелГУ, 2005. – 240с.

5. Ежегодные данные о ресурсах поверхностных вод суши. Том 1. Вып. 3 за 1944-2011 гг.

6. Наставление гидрометеорологическим станциям и постам. Вып. 2. Ч. 2. – Л.: Гидрометеоиздат–Л., 1975 г. – 264 с.

7. Наставление гидрометеорологическим станциям и постам. Вып. 6. Ч. 1. – Л.: Гидрометеоиздат– Л., 1978 г. – 384 с.

8. Техническое дело водпоста р. Болховец – г. Белгород 1946–2012 гг. – Белгородского ЦГМС.

Источник

О различных температурных шкалах

История

Слово «температура» возникло в те времена, когда люди считали, что в более нагретых телах содержится большее количество особого вещества — теплорода, чем в менее нагретых. Поэтому температура воспринималась как крепость смеси вещества тела и теплорода. По этой причине единицы измерения крепости спиртных напитков и температуры называются одинаково — градусами.

Шкала Кельвина

В термодинамике используется шкала Кельвина, в которой температура отсчитывается от абсолютного нуля (состояние, соответствующее минимальной теоретически возможной внутренней энергии тела), а один кельвин равен 1/273.16 расстояния от абсолютного нуля до тройной точки воды (состояния, при котором лёд, вода и водяной пар находятся в равновесии). Для пересчета кельвинов в энергетические единицы служит постоянная Больцмана. Используются также производные единицы: килокельвин, мегакельвин, милликельвин и т.д.

Шкала Цельсия

Шкала Фаренгейта

В Англии и, в особенности, в США используется шкала Фаренгейта. В этой шкале на 100 градусов раздёлен интервал от температуры самой холодной зимы в городе, где жил Фаренгейт, до температуры человеческого тела. Ноль градусов Цельсия — это 32 градуса Фаренгейта, а градус Фаренгейта равен 5/9 градуса Цельсия.

Шкала Реомюра

Предложенна 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)

В настоящее время шкала вышла из употребления, дольше всего она сохранялась во Франции, на родине автора.

Пересчёт температуры между основными шкалами

Источник

Чем измеряется температура воды. Смотреть фото Чем измеряется температура воды. Смотреть картинку Чем измеряется температура воды. Картинка про Чем измеряется температура воды. Фото Чем измеряется температура воды

Для измерения температуры воды предусмотрено специальное приспособление, которое называется термометром. Его присутствие в доме просто незаменимо, особенно если в семье имеются маленькие дети. Да и вообще, в бытовых условиях такая вещь всегда пригодится, и должна находиться в каждой ванне. Ассортимент термометров особенно велик, поэтому перед покупкой необходимо правильно определиться с выбором.

Что такое термометр для воды

Это специальный термоприбор, необходимый для измерения температуры воды в ванной или других емкостях. Устройство компактное, отличается небольшими габаритами и обтекаемой формой, поэтому не занимает много места, всегда должно храниться среди бытовых мелочей. Измеритель температуры воды удобен при повседневном применении, а в зависимости от назначения предусматривает такую условную классификацию:

Виды термометров для воды

В некоторых ваннах устанавливают специальные датчики температур (световые или звуковые), но в бытовых условиях такую функцию выполняет термометр для горячей воды. Несколько известных брендов занимаются серийным выпуском столь актуальной продукции, отличия заключаются в устройстве, принципе действия, назначении и ценовой политике рейтинговых позиций. Самое время изучить каждую из классификаций и ее ярких представителей.

Чем измеряется температура воды. Смотреть фото Чем измеряется температура воды. Смотреть картинку Чем измеряется температура воды. Картинка про Чем измеряется температура воды. Фото Чем измеряется температура воды

Детский­

Температура воды в выносной детской ванночке должна быть не более 37 градусов, иначе при купании новорожденному или грудному ребенку можно навредить. Поэтому многие молодые мамочки выбирают не ртутные, а более точные цифровые модели, которые активно используют в повседневной жизни. Выбор сугубо индивидуальный. Ниже представлено несколько рейтинговых позиций, которые можно заказать из каталога и купить в интернет-магазине по доступной цене:

Это был бюджетный вариант, многие доверяют продукции подороже, ссылаясь на ее высокое качество. Второй не менее надежный и проверенный временем измеритель воды:

Чем измеряется температура воды. Смотреть фото Чем измеряется температура воды. Смотреть картинку Чем измеряется температура воды. Картинка про Чем измеряется температура воды. Фото Чем измеряется температура воды

Если интересует продукция подешевле, вот одна отечественная позиция, которая пользуется повышенным спросом среди современных мам. Ниже представлено ее краткое описание:

Безртутный­

За последние годы такие позиции особенно актуальные, поскольку для ребенка считаются самыми надежными и безопасными. Прежде чем определиться с выбором, необходимо изучить рейтинг фаворитов и их особенности:

Если покупателей больше интересует импортная продукция, имеется достойная альтернатива. Второе название хорошо знакомо современной педиатрии, является оптимальным соотношение цены и качества:

Чем измеряется температура воды. Смотреть фото Чем измеряется температура воды. Смотреть картинку Чем измеряется температура воды. Картинка про Чем измеряется температура воды. Фото Чем измеряется температура воды

Модели без ртути более практичные, безопасны для детского здоровья. Третий вариант популярного термометра, распространенный в массах, таков:

С щупом

Выбирая градусник для измерения температуры воды, многие отдают предпочтение моделям с щупом. Это очень удобно, поскольку термоприбор является универсальным в кухонных и бытовых целях. По конструкции погружной, оснащен индикацией. Термометр для жидкостей и спиртовой настойки в том числе должен быть на каждой кухне, ниже представлены самые рейтинговые модели:

Термометры с щупом можно приобрести в аптеке, обязательно проверить на целостность. Второе, не менее актуальное предложение известных производителей:

Такое приспособление отличается своей универсальностью, но некоторых покупателей не устраивает цена. Бюджетный термометр для измерения температуры воды с щупом описан ниже:

Чем измеряется температура воды. Смотреть фото Чем измеряется температура воды. Смотреть картинку Чем измеряется температура воды. Картинка про Чем измеряется температура воды. Фото Чем измеряется температура воды

Электронный­

Такие приборы считаются «фаворитами», имеют большой экран и крупные цифры. Отличаются высокой точностью измерения, удобством повседневного применения, обширным модельным и ценовым рядом. Покупая термометр для горячей воды, необходимо обратить внимание на такие электронные позиции:

Второе предложение по цене не сильно отличается, но привлекает своим оригинальным дизайном. Вот о какой модели от известных производителей идет речь:

Можно найти другой детский градусник для воды, который отличается оптимальным соотношением параметров «цена – качество». Вот краткое описание:

Чем измеряется температура воды. Смотреть фото Чем измеряется температура воды. Смотреть картинку Чем измеряется температура воды. Картинка про Чем измеряется температура воды. Фото Чем измеряется температура воды

Для воды и воздуха

Водный термометр можно активно задействовать для измерения температуры окружающей среды. Вариантов много, самые востребованные представлены ниже, имеются в свободной продаже:

Второе предложение является бюджетным и стоит не так дорого, как вышеописанный термометр. Вот краткое описание с преимуществами и недостатками:

Еще один термометр для воздуха и жидкости описан ниже. Предложенная модель идеально подходит для домашнего применения изо дня в день:

Чем измеряется температура воды. Смотреть фото Чем измеряется температура воды. Смотреть картинку Чем измеряется температура воды. Картинка про Чем измеряется температура воды. Фото Чем измеряется температура воды

Аквариумный­

Если в доме имеется аквариум с рыбками, то и термометр для измерения температуры воды тоже найдется. Это обязательная составляющая для ухода за домашней фауной, причем в данном вопросе требуется высокая точность. Вот несколько удачных предложений, которые можно найти в свободной продаже:

Второй вариант для аквариума, не менее удобный и практичный, имеет весомые преимущества. Его характеристики представлены ниже:

Третье предложение, актуальное при содержании аквариума, стоит дороже, но отличается высоким качеством материала, универсальностью. Краткое описание представлено ниже:

Чем измеряется температура воды. Смотреть фото Чем измеряется температура воды. Смотреть картинку Чем измеряется температура воды. Картинка про Чем измеряется температура воды. Фото Чем измеряется температура воды

Как выбрать термометр для воды

Прежде чем купить водный термометр для ванной комнаты или в кулинарных целях, требуется внимательно изучить основные критерии выбора. В противном случае решение о покупке может оказаться ошибочным, а деньги потрачены зря. Вот основные параметры оценки всех существующих в свободной продаже термометров:

Видео

Отзывы

Арина, 31 год Термометр – незаменимая вещь, если дома малыш. У меня один случайно разбился, так будто без рук была, пока новый в аптеке не купила. В данном вопросе лучше не экономить, а покупать электронные варианты. Очень удобно, точно, быстро и без погрешностей показывает температуру. Всем рекомендую приобрести, поскольку сама без него сильно намучилась.

Лада, 24 года От безртутных измерителей температуры я вообще не в восторге, поскольку они дают высокую погрешность. На себе испытала такие неточности. Лучше сразу купить электронный и не мучиться. Стоит на порядок дороже, но работает исправно, без сбоев. Когда дома растет грудной ребенок, это очень важно. Использую прибор перед его купанием и очень довольна.

Марго, 35 лет Не понимаю, зачем нужны такие домашние измерители, когда проверить температуру в детской ванночке можно старым дедовским методом – своим локтем. Работает исправно, без сбоев и лишних денежных затрат. Дома есть два термометра, но они лежат без надобности, хотя при беременности по рекомендации гинеколога я, как примерная мамочка, их в аптеке купила.

Инга, 26 лет У меня один прибор для измерения и воды, и температуры воздуха в помещении. Удобно и без лишних финансовых затрат. Не рекомендую излишне тратиться на такой покупке, все равно использовать ее предстоит лишь время от времени. Врачи настаивали на приобретении отдельного детского термометра, но мне и без него удается не ошпарить кипятком собственного ребенка.

Источник

Методы и приборы для измерения температуры

Что такое температура

Измерение температуры — предмет теоретической и экспериментальной дисциплины — термометрии, часть которой, охватывающая температуры свыше 500° С, называется пирометрией.

Наиболее общее строгое определение понятия температуры, следующее из второго начала термодинамики, формулируется выражением:

где Т — абсолютная температура изолированной термодинамической системы, d Q — приращение тепла, сообщаемого этой системе, и d S — приращение энтропии этой системы.

Приведенное выражение интерпретируется следующим образом: температура есть мера приращения тепла, сообщенного изолированной термодинамической системе и соответствующего приращению энтропии системы, происходящему при этом, или, иначе говоря, возрастанию неупорядоченности ее состояния.

Чем измеряется температура воды. Смотреть фото Чем измеряется температура воды. Смотреть картинку Чем измеряется температура воды. Картинка про Чем измеряется температура воды. Фото Чем измеряется температура воды

В статистической механике, описывающей фазы системы с учетом микропроцессов, протекающих в макросистемах, понятие температуры определяется через выражение распределения частиц молекулярной системы между рядом невырожденных энергетических уровней (распределения Гиббса).

Такое определение (согласующееся с предыдущим) подчеркивает вероятностный, статистический аспект понятия температуры как основного параметра микрофизической формы передачи энергии от одного тела (или системы) к другому, т. е. хаотического теплового движения.

Малая наглядность строгих определений понятия температуры, справедливых к тому же только для термодинамически равновесных систем, привела к широкому распространению «утилитарного» определения, исходящего из существа явления передачи энергии: температура — это тепловое состояние тела или системы, характеризующееся его способностью обмениваться теплом с другим телом (или системой).

Эта формулировка применима и к термодинамически неравновесным системам, и (с оговорками) к психофизиологическому понятию «сенсорной» температуры, непосредственно воспринимаемой человеком с помощью органов термического осязания.

Чем измеряется температура воды. Смотреть фото Чем измеряется температура воды. Смотреть картинку Чем измеряется температура воды. Картинка про Чем измеряется температура воды. Фото Чем измеряется температура воды

«Сенсорная» температуpa субъективно оценивается человеком непосредственно, но лишь качественно и в относительно узком интервале, физическая же температуpa измеряется количественно и объективно, с помощью измерит, приборов, но только косвенно — по значению какой-либо физической величины, зависящей от измеряемой температуры.

Поэтому в последнем случае устанавливают какое-либо опорное (реперное) состояние выбранной для этой цели температурозависимой физической величины и приписывают ему некоторое определенное числовое значение температуры с тем, чтобы любое изменение состояния выбранной физической величины относительно опорного могло быть выражено в единицах температуры.

Совокупность значений температуры, соответствующих ряду последовательных изменений состояния (т. е. ряду значений) выбранной температурозависимой величины, образует температурную шкалу. Наиболее распространенные температурные шкалы: Цельсия, Фаренгейта, Реомюра, Кельвина и Ранкина.

Чем измеряется температура воды. Смотреть фото Чем измеряется температура воды. Смотреть картинку Чем измеряется температура воды. Картинка про Чем измеряется температура воды. Фото Чем измеряется температура воды

Температурные шкалы Кельвина и Цельсия

Оказалось, что она в большой степени зависит от атмосферного давления. Цельсий предложил оговорить давление при градуировке шкалы и весь температурный диапазон разбил на 100, но отметку 100 присвоил точке таяния льда. Позднее швед Линней или немец Штрёмер (по разным источникам) поменяли обозначения опорных точек.

Так появилась широко применяемая теперь температурная шкала Цельсия. Ее калибровка производилась при нормальном атмосферном давлении 1013,25 гПа.

Температурные шкалы создавались Фаренгейтом, Реомюром, Ньютоном (последний неосторожно выбрал опорной точкой температуру тела человека. Что ж, и великие ошибаются!) и многими другими. Они не выдержали испытания временем.

Температурная шкала Цельсия принята на I Генеральной конференции по мерам и весам в 1889 г. В настоящее время градус Цельсия — официальная единица измерения температуры, установленная Международным комитетом мер и весов, но с некоторыми уточнениями в определении.

Согласно приведенным доводам нетрудно заключить, что температурная шкала Цельсия не является плодом деятельности одного человека. Цельсий был лишь одним из последних участвовавших в ее разработке исследователей и изобретателей. До 1946 г, шкала называлась просто стоградусной. Только тогда Международный комитет мер и весов присвоил градусу стоградусной шкалы наименование «градус Цельсия».

Чем измеряется температура воды. Смотреть фото Чем измеряется температура воды. Смотреть картинку Чем измеряется температура воды. Картинка про Чем измеряется температура воды. Фото Чем измеряется температура воды

Несколько слов о рабочем теле термометров. Первые создатели приборов естественно стремились расширить их рабочий диапазон. Единственный жидкий металл в обычных условиях — ртуть.

Созданные термометры годились для измерения температур от —100 до +300° С, что было достаточно для решения большинства практических задач. Например, минимальная температура воздуха —89,2° С (станция Восток в Антарктиде), а максимальная +59° С (пустыня Сахара). Большинство процессов тепловой обработки водных растворов проходило при температурах, не превышающих 100° С.

Чем измеряется температура воды. Смотреть фото Чем измеряется температура воды. Смотреть картинку Чем измеряется температура воды. Картинка про Чем измеряется температура воды. Фото Чем измеряется температура воды

Основной единицей измерения термодинамической температуры и одновременно одной из основных единиц Международной системы единиц (СИ) является градус Кельвина.

Размер (температурный промежуток) 1 градуса Кельвина определяется тем, что значение термодинамической температуры тройной точки воды установлено равным в точности 273,16°К.

Эта температура, при которой вода равновесно сосуществует в трех фазах: твердой, жидкой и газообразной, принята в качестве основного репера вследствие ее высокой воспроизводимости, на целый порядок лучшей, чем воспроизводимость температур замерзания и кипения воды.

Измерение температуры тройной точки воды — задача технически довольно сложная. Поэтому в качестве репера она была утверждена только в 1954 г. на X Генеральной конференции по мерам и весам.

Градус Цельсия, в единицах которого также может быть выражена термодинамическая температура, по своему температурному промежутку в точности равен градусу Кельвина, но числовое значение любой температуры в градусах Цельсия на 273,15 градусов больше значения той же температуры в градусах Кельвина.

Чем измеряется температура воды. Смотреть фото Чем измеряется температура воды. Смотреть картинку Чем измеряется температура воды. Картинка про Чем измеряется температура воды. Фото Чем измеряется температура воды

Размер 1 градуса Кельвина (или 1 градуса Цельсия), определенный из числового значения температуры тройной точки воды, при современных точностях измерения не отличается от его размера, определенного (что было принято ранее) как сотая доля температурного промежутка между точками замерзания и кипения воды.

Классификация методов и приборов для измерения температуры

Измерение температуры тела или среды может быть осуществлено двумя принципиально различными косвенными путями.

Первый путь ведет к измерению значений одного из температурозависимых свойств или параметров состояния непосредственно самого тела или среды, второй — к измерению значений температурозависимых свойств или параметров состояния вспомогательного тела, приведенного (прямо или косвенно) в состояние теплового равновесия с телом или средой, температуpa которых измеряется.

Вспомогательное тело, служащее для этих целей и являющееся датчиком комплектного прибора для измерения температуры, называется термометрическим (пирометрическим) зондом, или термоприемником. Поэтому все методы и приборы для измерения температуры разделяются на две принципиально различные группы: беззондовые и зондовые.

Чем измеряется температура воды. Смотреть фото Чем измеряется температура воды. Смотреть картинку Чем измеряется температура воды. Картинка про Чем измеряется температура воды. Фото Чем измеряется температура воды

Термоприемник или какое-либо вспомогательное устройство прибора может быть приведено в прямое механическое соприкосновение с телом или средой, температура которых измеряется, или же между ними может осуществляться лишь «оптический» контакт.

В зависимости от этого все методы и приборы для измерения температуры делятся на контактные и бесконтактные. Наибольшее практическое значение имеют зондовые контактные и бесконтактные методы и приборы.

Чем измеряется температура воды. Смотреть фото Чем измеряется температура воды. Смотреть картинку Чем измеряется температура воды. Картинка про Чем измеряется температура воды. Фото Чем измеряется температура воды

Погрешности при измерении температуры

Всем контактным, в первую очередь зондовым, методам измерения температуры, в отличие от других методов, свойственны т. н. тепловые или термические методические погрешности, обусловленные тем, что комплектный зондовый термометр (или пирометр) измеряет значение температуры только чувствительной части термоприемника, усредненное по поверхности или объему этой части.

Между тем эта температура, как правило, не совпадает с измеряемой потому, что термоприемник неизбежно искажает температурное поле, в которое его вносят. При измерении установившейся постоянной температуры тела или среды между ним и термоприемником устанавливается определенный режим теплообмена.

Постоянная разность температур термоприемника и измеряемой температуры тела или среды характеризует статическую термическую погрешность при измерении температуры.

Если измеряемая температуpa изменяется, то термическая погрешность оказывается функцией времени. Такую динамическую погрешность можно рассматривать как состоящую из постоянной части, эквивалентной статической погрешности, и переменной части.

Последняя возникает потому, что при всяком изменении теплообмена между телом или средой, температура которых измеряется, новый режим теплообмена устанавливается не сразу. Обусловленное отставанием искажение показаний термометра или пирометра, являющееся функцией времени, характеризуется тепловой инерцией термоприемника.

Тепловые погрешности и тепловая инерция термоприемника зависят от тех же факторов, что и теплообмен между телом или средой и термоприемником: от температур термоприемника и тела или среды, от их размеров, состава (а значит и свойств) и состояния, от конструкции, размеров, геометрической формы, состояния поверхности и свойств материалов термоприемника и окружающих его тел, от их взаиморасположения, от того, по какому закону изменяются во времени измеряемая температура тела или среды.

Чем измеряется температура воды. Смотреть фото Чем измеряется температура воды. Смотреть картинку Чем измеряется температура воды. Картинка про Чем измеряется температура воды. Фото Чем измеряется температура воды

Тепловые методические погрешности при измерении температуры, как правило, в несколько раз превосходят инструментальные погрешности термометров и пирометров. Их снижение достигается применением рациональных методик измерения температуры и конструкций термоприемников и целесообразным монтажом последних на местах применения.

Улучшение теплообмена термоприемника и среды или тела, температура которых измеряется, достигается форсированием полезных и подавлением вредных факторов теплообмена.

Например, при измерении температуры газа в замкнутом объеме увеличивают конвективный теплообмен тероприемника с газом, создавая искусств, быстрое обтекание газом термоприемника («отсосная» термопара), и снижают лучистый теплообмен со стенками объема, экранируя термоприемник («экранированная» термопара).

Для снижения тепловой инерции в термометрах и пирометрах с электрическим выходным сигналом применяют также специальные схемы, искусственно сокращающие время нарастания сигнала при быстром изменении измеряемой температуры.

Бесконтактные методы измерения температуры

Возможность применения контактных методов при измерениях определяется не только искажением контактным термоприемником измеряемой температуры, но также реальными физическими и химическими характеристиками материалов термоприемника (коррозионной и механической стойкостью, жаропрочностью и т. д.).

Бесконтактные методы измерения свободны от этих ограничений. Однако важнейшим из них, т.е. основанным на законах температурного излучения, присущи особые погрешности, обусловленные тем, что используемые законы в точности справедливы лишь для абсолютно черного излучателя, от которого по свойствам излучения более или менее значительно отличаются все реальные физические излучатели (тела и среды).

Чем измеряется температура воды. Смотреть фото Чем измеряется температура воды. Смотреть картинку Чем измеряется температура воды. Картинка про Чем измеряется температура воды. Фото Чем измеряется температура воды

В соответствии с законами излучения Кирхгофа любое физическое тело излучает энергии меньше, чем черное тело, нагретое до той же температуры, что и физическое.

Поэтому прибор для измерения температуру, отградуированный по черному излучателю, при измерении температуры реального физического излучателя покажет температуру, меньшую действительной, а именно такую, при которой свойство черного излучателя, использованное при градуировании (энергия излучения, его яркость, его спектральный состав и т. п.), совпадает по своему значению со свойством физического излучателя при данной действительной его температуре, подлежащей определению. Измеренная заниженная псевдотемпература называется черной температурой.

Различные методы измерения приводят к различным, как правило, не совпадающим черным температурам: пирометр радиационный показывает интегральную или радиационную, пирометр оптический — яркостную, пирометр цветовой — цветовую черные температуры.

Переход от измеренных черных к действительным температурам осуществляется графически или аналитически, если известна излучательная способность объекта, температуpa которого измеряется.

Чем измеряется температура воды. Смотреть фото Чем измеряется температура воды. Смотреть картинку Чем измеряется температура воды. Картинка про Чем измеряется температура воды. Фото Чем измеряется температура воды

Излучательной способностью называется отношение значений используемого для измерения свойства излучения физического и черного излучателей, имеющих одинаковую температуру: при радиационном методе излучательная способность равна отношению суммарных (по всему спектру) энергий, при оптическом — спектральная излучательная способность равна отношению спектральных плотностей энергетической яркости. При прочих равных условиях наименьшие погрешности от нечерноты излучателя дает пирометр цветовой.

Радикальное решение задачи измерения лучистыми методами действительной температуры нечерного излучателя достигается искусств, созданием для него условий, превращающих его в черный излучатель (например, помещением его в практически замкнутую полость).

В некоторых частных случаях возможно измерение действительной температуры нечерных излучателей обычными пирометрами излучения при применении особых методик измерения температуры (например, подсветки, в лучах трех длин волн, в поляризованном свете и др.).

Распространенные приборы для измерения температуры

Громадный диапазон значений измеряемых температур и неисчерпаемое количество различных условий и объектов измерения обусловливают чрезвычайное разнообразие и многочисленность методов и приборов для измерения температуры.

Чем измеряется температура воды. Смотреть фото Чем измеряется температура воды. Смотреть картинку Чем измеряется температура воды. Картинка про Чем измеряется температура воды. Фото Чем измеряется температура воды

Самые распространенные приборы для измерения температуры:

Чем измеряется температура воды. Смотреть фото Чем измеряется температура воды. Смотреть картинку Чем измеряется температура воды. Картинка про Чем измеряется температура воды. Фото Чем измеряется температура воды

Самые популярные электрические приборы для измерения температуры:

Приборы многих видов, перечисленные выше, используются для измерений различными методами. Например, термоэлектрический термометр используется:

Вместе с тем многие методы измерения температуры могут быть реализованы приборами различных видов.

Чем измеряется температура воды. Смотреть фото Чем измеряется температура воды. Смотреть картинку Чем измеряется температура воды. Картинка про Чем измеряется температура воды. Фото Чем измеряется температура воды

Так, например, температуpa наружного и комнатного воздуха может быть измерена приборами по меньшей мере 15 видов. На фотографии — биметаллический термометр.

Чем измеряется температура воды. Смотреть фото Чем измеряется температура воды. Смотреть картинку Чем измеряется температура воды. Картинка про Чем измеряется температура воды. Фото Чем измеряется температура воды

Самый большой в мире термометр в Бейкере, Калифорния

Применение приборов для измерения температуры:

Источник

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *