Большая Советская Энциклопедия (ТЕ)

Большая Советская Энциклопедия

Наиболее распространены термометры жидкостные , термометры манометрические , термометры сопротивления , Т. термоэлектрические (см. Термопара ). Для измерения низких температур применяют, кроме того, конденсационные Т., газовые термометры , акустические Т., магнитные Т. Существуют Т. специального назначения, например термометры метеорологические , гипсотермометры , глубоководные Т.

Иногда применяют биметаллические Т., основанные на различии теплового расширения веществ, из которых изготовлены пластины их чувствительных элементов; кварцевые Т., основанные на температурной зависимости резонансной частоты пьезокварца ; ёмкостные Т., основанные на зависимости диэлектрической восприимчивости сегнетоэлектриков от температуры, и др.

Д. И. Шаревская.

Термометр жидкостный

Термо'метр жидко'стный (реже — жидкостный термометр), прибор для измерения температуры , принцип действия которого основан на тепловом расширении жидкости. Т. ж. относится к термометрам непосредственного отсчёта.

Широко применяется в технике и лабораторной практике для измерения температур в диапазоне от –200 до 750 °С. Т. ж. представляет собой прозрачный стеклянный (редко кварцевый) резервуар с припаянным к нему капилляром (из того же материала). Шкала в °С наносится непосредственно на толстостенный капилляр (так называемый палочный Т. ж.) или на пластинку, жестко соединённую с ним (Т. ж. с наружной шкалой, рис. , а). Т. ж. с вложенной шкалой (рис. , б) имеет внешний стеклянный (кварцевый) чехол. Термометрическая жидкость заполняет весь резервуар и часть капилляра. В зависимости от диапазона измерений Т. ж. заполняют пентаном (от -200 до 20 °С), этиловым спиртом (от -80 до 70 °С), керосином (от -20 до 300 °С), ртутью (от -35 до 750 °С) и др.

Наиболее распространены ртутные Т. ж., так как ртуть остаётся жидкой в диапазоне температур от -38 до 356 °С при нормальном давлении и до 750 °С при небольшом повышении давления (для чего капилляр заполняют азотом). Кроме того, ртуть легко поддаётся очистке, не смачивает стекло, и её пары в капилляре создают малое давление. Т. ж. изготавливают из определённых сортов стекла и подвергают специальной термической обработке («старению»), устраняющей смещение нулевой точки шкалы, связанное с многократным повторением нагрева и охлаждения термометра (поправку на смещение нуля шкалы необходимо вводить при точных измерениях). Т. ж. имеют шкалы с различной ценой деления от 10 до 0,01 °С. Точность Т. ж. определяется ценой делений его шкалы. Для обеспечения требуемой точности и удобства пользуются Т. ж. с укороченной шкалой; наиболее точные из них имеют на шкале точку 0 °С независимо от нанесённого на ней температурного интервала. Точность измерений зависит от глубины погружения Т. ж. в измеряемую среду. Погружать Т. ж. следует до отсчитываемого деления шкалы или до специально нанесённой на шкале черты (хвостовые Т. ж.). Если это невозможно, вводят поправку на выступающий столбик, которая зависит от измеряемой температуры, температуры выступающего столбика и его высоты. Основные недостатки Т. ж. — значительная тепловая инерция и не всегда удобные для работы габариты. К Т. ж. специальных конструкций относят термометры метеорологические , метастатические термометры , медицинские и др. Медицинские ртутные Т. ж. имеют укороченную шкалу (34—42 °С) и цену деления шкалы 0,1 °С. Действуют они по принципу максимального термометра — ртутный столбик в капилляре остаётся на уровне максимального подъёма при нагревании и не опускается до встряхивания термометра.

Лит.: см. при ст. Термометрия .

Д. И. Шаревская.

Жидкостные термометры: а — комнатный термометр с наружной шкалой; б — лабораторный термометр с вложенной шкалой, имеющий на шкале точку 0°С.

Термометр манометрический

Термо'метр манометри'ческий, прибор для измерения температуры , действие которого основано на одном из трёх принципов: тепловом расширении жидкости, температурной зависимости давления газа и температурной зависимости давления насыщенных паров жидкости. Различают Т. м. газовые (азот), жидкостные (ртуть) и конденсационные, или парожидкостные (хлористый этил и др.). Конструктивно они представляют собой герметичную систему, состоящую из баллона, соединённого капилляром с пружинным манометром (показывающим или самопишущим). Т. м. широко распространены в качестве приборов технического назначения в диапазоне температур от -60 до 550 °С. Благодаря длине капилляра (до 60 м ) они могут служить дистанционными термометрами. Шкала манометра, измеряющего давление в баллоне, градуирована непосредственно в °С.

Лит. см. при ст. Термометрия .

Д. И. Шаревская.

Термометр опрокидывающийся

Термо'метр опроки'дывающийся глубоководный, ртутный термометр для измерения температуры

воды в водоёмах на различных глубинах. Капилляр Т. о. 1 (см. рис. ) выше резервуара 2 имеет сужение в виде вилки 3, после чего он расширяется и образует петлю, а далее переходит в обычный цилиндрический канал, оканчивающийся небольшим расширением 4. После того как показания термометра установились, его резко поворачивают вверх резервуаром, вызывая этим отрыв столбика ртути, вошедшей в капилляр через сужение. Длина столбика ртути в капилляре служит мерой температуры. Петля предохраняет капилляр от дополнительного попадания в него ртути из резервуара при повышении температуры в более высоких слоях воды. В защитную стеклянную трубку Т. о. вмонтирован также обычный термометр 5, который показывает температуру в момент отсчёта и служит для внесения поправки в показания Т. о.

Лит.: Руководство по гидрологическим работам в океанах и морях, Л., 1967; Дерюгин К. К., Степанюк И. А,, Морская гидрометрия, Л., 1974.

Глубоководный опрокидывающийся термометр.

Термометр сопротивления

Термо'метр сопротивле'ния, прибор для измерения температуры , принцип действия которого основан на изменении электрического сопротивления чистых металлов, сплавов и полупроводников с температурой (на увеличении сопротивления R с повышением температуры Туметаллов и обратная зависимость R от Т у полупроводников ).

Широкое распространение получили Т. с. из чистых металлов, особенно платины (температурный коэффициент сопротивления

 град^{– 1} ) и меди (a = 0,0044 град^{– 1} ), которые конструктивно представляют собой металлическую проволоку или ленту, намотанную на жёсткий каркас (из кварца, фарфора, слюды), заключённый в защитную оболочку (из металла, кварца, фарфора, стекла) с головкой, через которую проходят 2, 3 или 4 (наиболее точные Т. с.) вывода, соединяющие Т. с. с измерительным прибором (рис. ). Платиновые Т. с. применяют для измерения температур в пределах от -263 до 1064 °С, медные — от -50 до 180 °С. Материал и конструкция Т. с. должны обеспечивать его чувствительность и стабильность, достаточные для требуемой точности измерений в заданном диапазоне температур при определённых условиях применения (вибрации, агрессивные среды и др.). Точность измерений температуры зависит также от точности прибора, которым измеряют сопротивление. Т. с. технического применения работают в комплекте с мостами измерительными , потенциометрами , логометрами (показывающими и самопишущими), шкалы которых градуированы непосредственно в °С в соответствии с таблицами зависимости R от Т для данного типа Т. с. При помощи высокоточных платиновых Т. с. воспроизводится Международная практическая температурная шкала , проводятся точные измерения температуры и градуировка др. термометров в диапазоне 14—900 К.

В качестве лабораторных иногда применяют индиевые Т. с. (4—300 К) и бронзовые Т. с. (1—4 К).

Т. с. из полупроводников (композиционный углерод, легированный германий и др.) широко применяются для измерения низких температур (0,1—100 К) благодаря их высокой чувствительности. Т. с. этого вида представляют собой полупроводниковые пластинки (плёнки) различных габаритов и формы с приваренными металлическими выводами, помещаемые часто в защитную оболочку. В диапазоне температур 4,2—13,8 К применяют как особо точные германиевые Т. с. При температурах выше 100 К применение полупроводниковых Т. с. ограничено (сказываются их нестабильность и разброс индивидуальных характеристик, см. Терморезистор ).

Лит. см. при ст. Термометрия .

Д. И. Шаревская.

Общий вид платинового термометра сопротивления (а) и его чувствительный элемент (б): 1 — стальной чехол; 2 — чувствительный элемент; 3 — штуцер для установки термометра; 4 — головка для присоединения термометра к электроизмерительному прибору; 5 — слюдяной каркас; 6 — бифилярная обмотка платиновой проволоки; 7 — серебряная лента; 8 — слюдяная накладка; 9 — серебряные выводы.