Формулы перевода одной температурной шкалы в другую приведены в приложении к теме.

Довольно редко, но все еще встречаются термометры, отградуированные в градусах Реомюра. Шкала Реомюра строится таким образом, что разность температур плавления льда и кипения воды делится на 80 частей.

Причиной этого является тот факт, что спирт с водой (основная термометрическая жидкость) расширяется между точками замерзания воды и точкой кипения на 8% своего объема. Размер градуса в шкале Реомюра можно воспроизвести изменением объема водно-спиртовой жидкости на 0,08/80 = 0,001 первоначального объема.

В приложении приведены еще несколько шкал, которые сейчас уже являются устаревшими.

В системе СИ, как уже упоминалось, основной величиной принята термодинамическая температура, а единица в разных температурных диапазонах определяется по так называемым реперным точкам – фиксированным значениям температур, соответствующих либо тройным точкам, либо плавлению, либо затвердеванию чистых веществ, в основном, чистых металлов. Вещества с фиксированными температурными характеристика ми делятся на определяющие реперные температурные точки и вторичные.

Такое подразделение делается по той причине, что у некоторых веществ температуры плавления или отвердевания хорошо воспроизводятся, а для некоторых при воспроизведении наблюдаются заметные расхождения.

Для обеспечения единства измерений температуры в качестве международного стандарта в 1968 году принята Международная практическая температурная шкала МПТШ-68. В 1990 году в соответствии с решением XVIII Генеральной конференции по мерам и весам введена Международная температурная шкала (МТШ-90). МТШ-90, по сути, является практической температурной шкалой и заменяет собой предыдущую шкалу МПТШ-68. Основные изменения в шкале связаны с изменением температур реперных точек, расширением диапазона определения шкалы, введением новых интерполяционных приборов и новых методик построения интерполяционных зависимостей для платиновых термометров сопротивления. Шкала считается очень близко аппроксимирующей термодинамическую шкалу температур, поэтому слово «практическая» было опущено в ее названии. Перечень основных фиксированных точек МТШ-90 приведен в табл.1

Таблица 1. Перечень основных реперных точек МТШ-90

Реперная точка	Температура, К	Температура, °
Тройная точка водорода	13,8033	-259,3467
Тройная точка кипения равновесного водорода	»20,3	»-252,85
Тройная точка неона	24,5561	-248,5939
Тройная точка кислорода	54,3584	218,7916
Тройная точка аргона	83,8058	-189,3442
Тройная точка ртути	234,3156	-38,8344
Тройная точка воды	273,16	0,01
Точка плавления галлия	302,9146	29,7646
Точка затвердевания индия	429,7485	156,5985
Точка затвердевания олова	505,078	231,928
Точка затвердевания цинка	692,677	419,527
Точка затвердевания алюминия	933,473	660,323
Точка затвердевания серебра	1234,93	961,87

 

Вторичные точки шкалы МТШ-90 определены точками затвердевания и кипения следующих веществ: Hg, H2O, Na, Bi, Cd, Pb, Sb, Ni, Co, Pd, Pt, Rh, Jr, W и ряда других. Вторичные точки, в основном, используются в области высоких температур, что дает возможность продлить температурную шкалу до точки плавления вольфрама – до 3414 К.

Международная температурная шкала постоянно развивается и дополняется. Так, в октябре 2000 года Международный комитет по мерам и весам при утвердил новую предварительную низкотемпературную международную шкалу ПНТШ-2000 (PLTS-2000), которая расширяет диапазон МТШ-90 в низкотемпературной области.

 

3. Одним из основных параметров, определяющих ход технологических процессов в теплоэнергетических агрегатах (котлах, плавильных и нагревательных печах различного назначения, сушилах, газогенераторах, химических реакторах и др.) является температура.

Температурные измерения в этих агрегатах характеризуются:

· широким диапазоном измерения (от –200 до +3000 °С)

· необходимостью измерения температуры твердых, жидких и газообразных сред;

· присутствие агрессивных сред в теплоэнергетических агрегатах.

Перечисленные условия требуют применения различных методов и средств измерения температуры. В настоящее время как в научных исследованиях, так и в промышленности применяются различные способы измерения температуры, в которых используются термометрические свойства веществ. Средство измерения температуры, предназначенное для выработки сигнала в форме, удобной для восприятия наблюдателем, автоматической обработки, передачи и использования в автоматических системах управления, называется термометром.

Термометр - это прибор, применяемый для измерения температуры путём преобразования её в показания или сигнал, являющийся известной функцией температуры. Часть термометра, преобразующая тепловую энергию в другой вид энергии, называется чувствительным элементом.

Известные приборы для контроля температуры можно разделить на две большие группы: бесконтактные и контактные.

Контактные отличаются тем, что у них чувствительный элемент термометра непосредственно соприкасается с измеряемой средой.

Втаблице 2. приведены некоторые виды устройств, используемых для контроля температуры, и пределы их практического применения.

Термометр, не имеющий собственной шкалы, и вторичный прибор, преобразующий сигнал термометра в численную величину, образуют измерительный термокомплект.

 

Таблица 2 – Промышленные средства измерения температуры

Группа	Термометрическое свойство	Наименование средства измерения	Диапазон измерения, °С
1	Изменение объема жидкости или линейных размеров тела	Термометры расширения:        жидкостные	-200 … 750
		биметаллические	-150 … 700
2	Изменение объема жидкости при постоянном объеме вещества	Манометрические термометры:        жидкостные	-150 … 600^7
		газовые	-150 … 600
		конденсационные	-50 … 350
3	Изменение термо-ЭДС	Термоэлектрические преобразователи	-200 … 2200 (2800)
4	Изменение электрического сопротивления	Термопреобразователи сопротивления (ТС):        металлические	-260 … 1100
		полуроводниковые	-272 … 600
5	Тепловое излучение: изменение интенсивности монохроматического излучения нагретого тела	Пирометры излучения:        квазимонохроматические (оптические)	700 … 6000
	измерение распределения энергии в спектре теплового излучения	спектрального отношения (цветовые)	300 … 2800
	изменение мощности излучения нагретого тела	радиационные	-50 … 3500

 

Контрольные вопросы:

1. Что такое температура?

2. По какому принципу создаются температурные шкалы?

3. Какие температурные шкалы Вы знаете?

4. Назовите принципы на которых работают промышленные средства измерения температуры.

Вопросы для самостоятельного изучения:

1. Задача 1. Переведите величины из одной температурной шкалы в градусы другой.

Начальная температурная шкала	Градусы по начальной шкале	Температурная шкала, в которую необходимо перевести
Кельвин	425	Цельсий
Цельсий	49	Фаренгейт
Фаренгейт	312	Реомюр
Реомюр	172	Кельвин

 

2. Известно, что градус Кельвина и градус Цельсия практически одинаковы. Назовите их основное отличие?

 

 

Литература:

1. Крамарухин Ю.Е. Приборы для измерения температуры. – М.: Машиностроение, 1990. – 208 с.; ил.

2. Чистофорова Н.В., Колмогоров А.Г. Технические измерения и приборы. Учебное пособие. Ангарск, 2008. 200с.

3. Преображенский В. П. Теплотехнические измерения и приборы. – Москва. Энергия. 1979 – 704 с.

4. Туяхов А.И. Практическая метрология и измерения. Учебное пособие. – Донецк: РИА ДонНТУ, 2003. – 308 с

 

Приложение.

Перевод единиц измерения температуры из одной системы в другую:

Перевод единиц измерения температуры. Градусы по шкале Фаренгейта (F) в градусы по шкале Цельсия (C) и наоборот. Формулы.

Из шкалы Фаренгейта в шкалу Цельсия:		Из шкалы Цельсия в шкалу Фаренгейта:

Не имеет смысла вводить температуры ниже, чем -273,15 ^oС или -459,67 ^oF, потому что это - абсолютный ноль температуры (0 К).