1941127137

379

PRZEGLĄD TECHNICZNY — 1937

(UKT

przez narodowe biura Ameryki, Anglii oraz Niemiec, przy czym wykryto, że skala termometrów biura w Sevre różni się aż o 'kilka setnych stopnia od międzynarodowej skali temperatur. Oczywiście, że termometrów rtęciowych Międzynarodowego Biura Miar i Wag w Sevre nie można uważać za wzorce.

Ze względu na wielką doniosłość termometru platynowego oporowego, zajmę się bardziej dokładnie opisaniem tego przyrządu pomiarowego.

Termometr platynowy, oparty na zmianie oporu elektrycznego platyny wraz ze zmianą temperatury, poraź pierwszy skonstruowany był przez Sir Williama Siemensa (10) w r. 1871. Jednak techniczne wykonanie tego termometru pozostawiało wiele do życzenia, tak że Komitet Brjtish Associa-tion zdyskwalifikował w r. 1873 ten nowy przyrząd

(11) . Dopiero prace ogłoszone przez Callendara

(12) w latach 1887 do 1899 oraz przez Callendara i Criifiłhsa (13) w r. 1891 dały podstawy nowoczesnej termometrii oporowej.

Callendar wprowadził nomenklaturę i symbole, które weszły w ogólne użycie.

Temperatura termometru platynowego zdefiniowana jest przez następujące wyrażenie:

pi ■ * jpj . 100,

gdzie jest oporem termometru w 0°C,

Rt jest oporem termometru w /°C,

FI — różnica podstawowa (Fundamental In-terval), przy tym

FI = R_l00 Rq _t

gdzie R_l0n jest to opór teimometru w 100"C.

Callendar wykazał, że różnica między rzeczywistą temperaturą /, wyrażoną w sikali termodynamicznej, a temperaturą termometru platynowego p/, może być określona za pomocą paraboli:

a więc

gdzie 3 jest spółczynnikiem liczbowym, który zostaje oznaczony przez kalibrowanie termometru w temperaturze kondensacji pary siarki pod normalnym ciśnieniem, a jego wartość charakteryzuje czystość platyny. Spółczynnik o nie może być większy od 1,5. To właśnie równanie Callendara stosuje się w praktyce laboratoryjnej.

Wartości R_lU /?,₀₍> i 3 są to stałe danego termometru. Temperaturę oblicza się metodą stopniowych przybliżeń.

Równanie Callendara może być z łatwością przekształcone w formę

R_t — R₀ (l Ą-Al + Bt²)

przy zastosowaniu zależności:

A = C 11 + - 0-1; oraz B

r #100

przy tym C = - ^_R

Do pomiaru temperatur poniżej — 40^MC stosuje się równanie:

przy tym spółczynnik p określa się przez kalibrowanie termometru w ciekłym tlenie.

Kalibrowanie termometru platynowego oporowego odbywa się zgodnie z zaleceniem siódmej Międzynarodowej Konferencji Miar i Wag, przy użyciu czterech temperatur równowag. Dokładność wyznaczenia punktów zasadniczych jest podana niżej, zgodnie z opinią Wydziału Cieplnego (Heat Division) National Bureau of Standards, Washington, D. C., wyrobioną na podstawie wymiany termometrów platynowych między narodowymi biurami Sianów Zjednoczonych Ameryki Północnej, Anglii oraz Niemiec.

Temperatura wrzenia tlenu pod normalnym ciśnieniem — 182,97 ifc 0,005"C. Temperatura topnienia lodu pod normalnym ciśnieniem 0"C, dokładność oznaczenia jest lepsza niż 0,001"C.

Temperatura skraplania pary wodnej pod normalnym ciśnieniem, 100,000"C, dokładność oznaczenia ± 0,002—0,005"C,

Temperatura kondensacji pary siatiki pod normalnym ciśnieniem 444,60°C, dokładności 0,010°C.

Termometr platynowy powinien być sprawdzany co 2 lub 3 lata. Główną przyczyną, dla której stałe termometru zmieniają się, są naprężenia powstałe w drucie platynowym, to też obecne udoskonalenia termometrów oparte są głównie <na usunięciu tych naprężeń. Ostatnim wyrazem techniki budowy termometrów oporowych jest termometr skonstruowany przez C. H. Meyersa (14) w National Bureau of Standards.

Do pomiaru oporu termometru, stosowane są mostki Muellera (15) oraz Smitha (16), znaczenie historyczne posiadają mostki Siemensa, Called-dara i Griffithta.

Jednocześnie z rozwojem metod pomiaru małych sil elektrobodźczych, rozwinęła się technika pomiaru temperatury za pomocą termopary. Obecnie precyzja pomiaru termoelektrycznego ustępuje jedynie dokładności termometru oporowego, a dla temperatur powyżej 1100°C, jest to jedyna dokładna elektryczna metoda pomiaru temperatury.

Układ pomiarowy składa się z termopary oraz potencjometru.

Wybór czystych metali i stopów na termopary zależy przede wszystkim od mierzonej temperatury

Do temperatury 300“C, bardzo dogodne są termopary składające się z miedzi, żelaza lub srebra z konstantanem. Są to układy bardzo wrażliwe, dające dużą siłę elektrobodźczą.

Wielką trwałość okazują termopary, w których jednym z użytych metali jest platyna, drugim stop platyny z jednym z platynowców: rodem lub irydem.

Termopara: platyna — platyina 10% rodu, była poraź pierwszy zastosowana przez Le Chateliera (17) w r. 1886, obecnie uważana jest za najpewniejszą ze wszystkich wypróbowanych układów. Tę termoparę stosuje się do temperatury 1500"C. Wa-