Подпишитесь на наши новости
Вернуться к началу с статьи up
 

ТЕРМО́МЕТРЫ

  • рубрика

    Рубрика: Физика

  • родственные статьи
  • image description

    В книжной версии

    Том 32. Москва, 2016, стр. 76

  • image description

    Скопировать библиографическую ссылку:




Авторы: А. С. Дойников

ТЕРМО́МЕТРЫ (от тер­мо... и ...метр), при­бо­ры для из­ме­ре­ний тем­пе­ра­ту­ры по ус­та­нов­лен­ным тем­пе­ра­тур­ным шка­лам. Вы­де­ля­ют кон­такт­ные и бес­кон­такт­ные Т. Пер­вые для про­ве­де­ния из­ме­рений не­об­хо­ди­мо при­вес­ти в те­п­ло­вое рав­но­ве­сие с объ­ек­том ис­сле­до­ва­ния. Вто­рые оп­ре­де­ля­ют темп-ру по­сред­ст­вом из­ме­ре­ния па­ра­мет­ров те­п­ло­во­го из­лу­че­ния, ис­пус­кае­мо­го ис­сле­дуе­мым объ­ек­том в оп­тич. диа­па­зо­не спек­тра (пи­ро­мет­ры для из­ме­ре­ния вы­со­ких тем­пе­ратур, бы­то­вые ИК-тер­мо­мет­ры). Все опи­сан­ные ни­же Т. от­но­сят­ся к кон­такт­ным. Дей­ст­вие Т. ос­но­ва­но на за­ви­си­мо­сти от темп-ры разл. из­ме­ряе­мых ве­ли­чин. В раз­ных Т. ис­поль­зу­ют­ся: те­п­ло­вое рас­ши­ре­ние га­зов, жид­ко­стей и твёр­дых тел; за­ви­си­мость от темп-ры дав­ле­ния га­за (на­сы­щен­ных па­ров), элек­трич. со­про­тив­ле­ния, маг­нит­ной вос­при­им­чи­во­сти па­ра­маг­не­ти­ка, элек­трич. ём­ко­сти сег­не­то­элек­три­ка, ре­зо­нанс­ной час­то­ты пьезо­к­вар­ца; тер­мо­элек­трич. эф­фект и др.

В кон­ст­рук­ции Т. все­гда при­сут­ст­ву­ют пер­вич­ные из­ме­ри­тель­ные пре­об­ра­зо­ва­те­ли, ко­то­рые час­то из­го­тав­ли­ва­ют в ви­де отд. из­де­лия и так­же на­зы­ва­ют Т. или дат­чи­ка­ми темп-ры. По прин­ци­пу дей­ст­вия этих пре­об­ра­зо­ва­те­лей Т. под­раз­де­ля­ют на га­зо­вые тер­мо­мет­ры, жид­ко­ст­ные тер­мо­мет­ры, ма­но­мет­рич. Т. (из­ме­ря­ют дав­ле­ние жид­ко­сти или га­за, изме­не­ние ко­то­ро­го свя­за­но с темп-рой), Т. со­про­тив­ле­ния (напр., тер­мо­ре­зи­сто­ры), тер­мо­элек­трич. Т. (тер­мо­па­ры). При­ме­ня­ют так­же би­ме­тал­лич. Т. (их пре­об­ра­зо­ва­те­ли из­го­тов­ле­ны из двух­слой­ных пла­стин ме­тал­лов с разл. ко­эф­фи­ци­ен­та­ми ли­ней­но­го те­п­ло­во­го рас­ши­ре­ния), квар­це­вые Т. (ис­поль­зую­щие тем­пе­ра­тур­ную за­ви­си­мость ре­зо­нанс­ной час­то­ты кри­стал­ла квар­ца); ём­ко­ст­ные Т. (ос­но­ва­ны на за­ви­си­мо­сти свойств сег­не­то­элек­три­ков от темп-ры) и др. Для из­ме­ре­ния низ­ких тем­пе­ра­тур при­ме­ня­ют так­же кон­ден­са­ци­он­ные Т. (из­ме­ря­ют уп­ру­гость на­сы­щен­ных па­ров над ки­пя­щей жид­ко­стью, напр. над жид­ким ге­ли­ем), аку­стич. Т. (ис­поль­зу­ет­ся за­ви­си­мость от темп-ры ско­ро­сти зву­ка в сре­де) и маг­нит­ные Т. (ос­но­ван­ные на Кю­ри за­ко­не для иде­аль­но­го па­ра­маг­не­ти­ка, см. Маг­нит­ная тер­мо­мет­рия).

Га­зо­вые Т., прин­цип дей­ст­вия ко­то­рых ос­но­ван на урав­не­нии со­стоя­ния иде­аль­но­го га­за, из­ме­ря­ют темп-ру по тер­мо­ди­на­мич. тем­пе­ра­тур­ной шка­ле и по­это­му ис­поль­зу­ют­ся для мет­ро­ло­гич. ис­сле­до­ва­ний при по­строе­нии Ме­ж­ду­на­род­ной прак­ти­че­ской тем­пе­ра­тур­ной шка­лы. В мет­ро­ло­гич. ис­сле­до­ва­ни­ях так­же при­ме­ня­ют га­зо­вые аку­стич. Т.; для из­ме­ре­ния темп-ры до не­сколь­ких кель­ви­нов час­то при­ме­ня­ют маг­нит­ные тер­мо­мет­ры.

Для обыч­ных тех­ни­че­ских, мед. и бы­то­вых из­ме­ре­ний ши­ро­ко при­ме­ня­ют­ся наи­бо­лее про­стые по кон­ст­рук­ции жид­ко­ст­ные Т. Од­на­ко жид­ко­ст­ные Т. не­при­год­ны для ав­то­ма­ти­за­ции из­ме­ре­ний и при не­об­хо­ди­мо­сти их за­ме­ня­ют элек­трич. Т. Сре­ди элек­трич. Т. наи­бо­лее рас­про­стра­не­ны Т. со­про­тив­ле­ния, элек­трич. со­про­тив­ле­ние ко­то­рых обыч­но ре­ги­ст­ри­ру­ют отд. при­бо­ром. Их дей­ст­вие ос­но­ва­но на за­ви­си­мо­сти от темп-ры со­про­тив­ле­ния ме­тал­лов вы­со­кой чис­то­ты (ча­ще все­го ис­поль­зу­ют пла­ти­ну, ни­кель и медь). Чув­ст­ви­тель­ный эле­мент та­ко­го Т. де­ла­ют из про­во­ло­ки, ук­ре­п­лён­ной на элек­тро­изо­ли­рую­щем кар­ка­се, или из ме­тал­лич. плён­ки, на­не­сён­ной на под­лож­ку. Тех­нич. Т. со­про­тив­ле­ния име­ют по­греш­но­сти по­ряд­ка 0,1–1 К. Эта­лон­ные Т., ис­поль­зую­щие пла­ти­но­вую про­во­ло­ку без об­на­ру­жи­вае­мых при­ме­сей, име­ют по­греш­ность 1–10 мК. В об­лас­ти тем­пе­ра­тур от 0,5 до 14 К наи­бо­лее точ­ны и чув­ст­ви­тель­ны Т. из спла­вов, со­дер­жа­щих не­боль­шое ко­ли­че­ст­во (0,5%) маг­нит­но­го ме­тал­ла (напр., сплав ро­дия с же­ле­зом или сплав пла­ти­ны с ко­баль­том). По­лупро­вод­ни­ко­вые Т. со­про­тив­ле­ния раз­но­об­раз­ны как по ис­поль­зуе­мо­му осн. ве­ще­ст­ву, так и по ле­ги­рую­щим ма­те­риа­лам, их кон­цен­тра­ци­ям и спо­со­бам ле­ги­ро­ва­ния. Час­то при­ме­ня­ют­ся вы­со­ко­чув­ст­ви­тель­ные Т. из гер­ма­ния, ле­ги­ро­ван­но­го сурь­мой или мышь­я­ком: их элек­трич. со­про­тив­ле­ние ме­ня­ет­ся на де­ся­тые до­ли при из­ме­не­нии темп-ры на 1 К вбли­зи 20 К и в неск. раз вбли­зи 2 К.

Для раз­ных об­лас­тей при­ме­не­ния скон­ст­руи­ро­ва­ны Т. спец. на­зна­че­ния: ме­тео­ро­ло­гич. Т., ме­ди­цин­ские Т., глу­бо­ко­вод­ные Т. и др.

Лит.: Ку­инн Т. Тем­пе­ра­ту­ра. М., 1985.

Вернуться к началу