«Термометрия»

см. Термометр.

(от термо (См. Термо...)

... и

...метрия (См. …метрия)

раздел прикладной физики, посвященный разработке методов и средств измерения температуры. Т. является также разделом метрологии (См. Метрология), в её задачи входит обеспечение единства и точности температурных измерений: установление температурных шкал (См. Температурные шкалы), создание Эталонов, разработка методик градуировки (См. Градуировка) и поверки (См. Поверка) приборов для измерения температуры.

Температура не может быть измерена непосредственно. Об её изменении судят по изменению других физических свойств тел (объёма, давления, электрического сопротивления, эдс, интенсивности излучения и др.), связанных с температурой определёнными закономерностями. Поэтому методы измерения температуры являются по существу методами измерения указанных выше термометрических свойств, которые должны однозначно зависеть от температуры и измеряться достаточно просто и точно. При разработке конкретного метода или прибора необходимо выбрать термометрическое вещество, у которого соответствующее свойство хорошо воспроизводится и достаточно сильно изменяется с температурой.

Для измерения температуры (при любом методе) необходимо определить температурную шкалу.

Методы измерения температуры разнообразны; они зависят от принципов действия используемых приборов, диапазонов измеряемых температур, условий измерений и требуемой точности. Их можно разделить на две основные группы: контактные методы — собственно термометрия, и бесконтактные методы — Т. излучения, или Пирометрия.

Общим и существенным для всех контактных методов измерения температуры является то, что всякий прибор, измеряющий температуру среды, должен находиться с ней в тепловом равновесии (см. Температура), то есть иметь одинаковую со средой температуру.

Основными узлами всех приборов для измерения температуры являются: чувствительный элемент, где реализуется термометрическое свойство, и связанный с ним измерительный прибор, который измеряет численные значения этого свойства.

В газовой Т. термометрическим свойством является температурная зависимость давления газа (при постоянном объёме) или объёма газа (при постоянном давлении), соответственно различают — Газовый термометр постоянного объёма и газовый термометр постоянного давления. Термометрическое вещество в этих термометрах — газ, приближающийся по своим свойствам к идеальному. Уравнение состояния идеального газа pV=RT устанавливает связь абсолютной температуры Т с давлением р (при постоянном объёме V) или Т с объёмом V (при постоянном давлении). Газовым термометром измеряют термодинамическую температуру. Точность прибора зависит от степени приближения используемого газа (азот, гелий) к идеальному.

В конденсационных термометрах термометрическим свойством является температурная зависимость давления насыщенных паров жидкости. Чувствительный элемент — резервуар с жидкостью и находящимися с ней в равновесии насыщенными парами — соединён капилляром с манометром. Термометрические вещества — обычно низкокипящие газы: кислород, аргон, неон, водород, гелий. Для вычисления температуры по измеренному давлению пользуются эмпирическими соотношениями. Диапазон применения конденсационного термометра ограничен. Высокоточные термометры (до 0,001 град) служат для реализации реперных точек (см. Международная практическая температурная шкала).

В термометрах жидкостных (См. Термометр жидкостный) термометрическим свойством является Тепловое расширение жидкостей, термометрическим веществом — главным образом ртуть. При определении температуры не производят измерений объёма жидкости; для этого при изготовлении калибруют капилляр термометра в °С, то есть по его длине наносят отметки с интервалами, соответствующими изменению объёма при заданном изменении температуры. Точность термометра зависит от точности калибровки.

В термометрах манометрических (См. Термометр манометрический), которые являются приборами технического применения, используются те же термометрические свойства, что и в жидкостных или газовых термометрах.

В термометрах сопротивления (См. Термометр сопротивления) термометрическим свойством является температурная зависимость электрического сопротивления чистых металлов, сплавов, полупроводников; термометрического вещества выбираются в зависимости от области температурных измерений и требуемой точности. Для определения температуры по измеренному электрическому сопротивлению пользуются эмпирическими формулами или таблицами. Термометры для точных измерений (платина, легированный германий) градуируются индивидуально.

В термометрах термоэлектрических с термопарой (См. Термопара) в качестве чувствительного элемента термометрическим свойством является термо-эдс термопары; термометрические вещества разнообразны и выбираются в зависимости от области применения и требуемой точности. Для определения температуры по измеренной эдс также пользуются эмпирическими формулами или таблицами. В связи со спецификой термоэлектрического термометра (дифференциального прибора) его точность зависит от точности поддержания и измерения температуры одного из спаев термопары («реперного» спая).

Измерительные приборы, которыми определяют численные значения термометрических свойств (Манометры, Потенциометры, Логометры, мосты измерительные (См. Мост измерительный), милливольтметры и т. д.), называются вторичными приборами. Точность измерения температуры зависит от точности вторичных приборов. Термометры технического применения обычно индивидуально не градуируются и комплектуются соответствующими вторичными приборами, шкала которых нанесена непосредственно в °С.

В диапазоне криогенных (ниже 90 К) и сверхнизких (ниже 1 К) температур, кроме обычных методов измерения температур, применяются специфические (см. Низкие температуры). Это — Магнитная термометрия (диапазон 0,006—30 К; точность до 0,001 град); методы, основанные на температурной зависимости Мёссбауэра эффекта и анизотропии γ-излучения (ниже 1 К), термошумовой термометр с преобразователем на Джозефсона эффекте (ниже 1 К). Особой сложностью Т. в диапазоне сверхнизких температур является осуществление теплового контакта между термометром и средой.

Для обеспечения единства и точности температурных измерений служит Государственный эталон единицы температуры — Кельвин, что позволяет в диапазоне 1,5—2800 К воспроизводить Международную практическую температурную шкалу (МПТШ) с наивысшей достижимой в настоящее время точностью. Путём сравнения с эталоном значения температур передаются образцовым приборам, по которым градуируются и проверяются рабочие приборы для измерения температуры. Образцовыми приборами являются германиевые (1,5— 13,8 К) и платиновые [13,8—903,9 К (630,7 °С)] термометры сопротивления, платинородий (90% Pt, 10% Rd) — платиновая термопара (630,7—1064,4 °С) и оптический пирометр (См. Пирометры) (выше 1064,4 °С).

Лит.: Попов М. М., Термометрия и калориметрия, 2 изд., М., 1954; Методы измерения температуры. Сб., ч. 1—2, М., 1954; Температура и её измерение. Сб., пер. с англ., М., 1960; Сосновский А. Г., Столярова Н. И., Измерение температур, М., 1970.

Д. Н. Астров, Д. И. Шаревская.

1. термометри́я;
2. термометри́и;
3. термометри́и;
4. термометри́й;
5. термометри́и;
6. термометри́ям;
7. термометри́ю;
8. термометри́и;
9. термометри́ей;
10. термометри́ею;
11. термометри́ями;
12. термометри́и;
13. термометри́ях.

и термометри́я, -и, ж.

Раздел физики, изучающий методы измерения температуры.

термом`етрия, термометр`ия

ж.

Раздел экспериментальной физики, изучающий методы измерения температуры.

ТЕРМОМЕТРИЯ (от термо... и ... метрия) - раздел физики, изучающий методы измерения температуры. В задачи термометрии входит разработка методов воспроизведения температурных шкал, создание эталонных и рабочих термометров.

thermometry

ж. физ.

termometría f

ТЕРМОМЕТРИЯ

раздел физики, посвящённый методам и средствам измерения темп-ры. Одновременно Т.— раздел метрологии, в задачи к-рого входит обеспечение единства температурных измерений: установление температурных шкал, создание эталонов, разработка методик градуировки и поверки приборов для измерения темп-ры.

Темп-ра не может быть измерена непосредственно. Об изменении темп-ры судят по изменению других физ. св-в тел (объёма, давления, электрич. сопротивления, эдс, интенсивности излучения и др.), однозначно с ней связанных (т. н. термометрич. св-в). Любой метод измерения темп-ры связан с определением температурной шкалы.

Методы измерения темп-ры различны для разных диапазонов измеряемых темп-р, они зависят от условий измерений и требуемой точности. Их можно разделить на две осн. группы методов: контактные (собственно термометрия) и бесконтактные (Т. излучения, или пирометрия). Для контактных методов характерно то, что прибор, измеряющий темп-ру среды, должен находиться с ней в тепловом равновесии, т. е. иметь с ней одинаковую темп-ру. Осн. узлами всех приборов для измерения темп-ры являются чувствит. элемент, где реализуется термометрич. св-во, и связанный с ним измерит. прибор (см. ТЕРМОМЕТРЫ).

Измерит. приборы, к-рыми определяют значения термометрич. св-ва (манометры, потенциометры, логометры, измерит. мосты, милливольтметры и т. д.), наз. вторичными приборами. Точность измерения темп-ры зависит от точности вторичных приборов, шкалы к-рых обычно градуированы в °С.

В диапазоне криогенных (ниже 120 К) и сверхнизких (ниже 1 К) темп-р, кроме обычных методов измерения темп-р, применяют специфич. методы. Это — магнитная термометрия, (диапазон 0,006—30 К; точность до 0,001 К); метод, основанный на температурной зависимости Мёссбауэра эффекта (ниже 1 К); метод термошумового термометра с преобразователем на Джозефсона эффекте (ниже 1 К). Особо сложно при измерении сверхнизких темп-р осуществить тепловой контакт между термометром и средой.

Для обеспечения единства температурных измерений служит Гос. эталон единицы темп-ры кельвина, что позволяет в диапазоне 1,5—2800 К воспроизводить Междунар. практич. температурную шкалу (МПТШ-68). Путём сравнения с эталоном значения темп-р передаются образцовым приборам, по к-рым градуируются и проверяются рабочие приборы для измерений темп-р. Образцовыми приборами явл. германиевые (1,5—13,8 К) и платиновые (13,8—903,9 К (630,7°С)) термометры сопротивления, платинородий (90% Pt, 10% Rh)—платиновая термопара (630,7—1064,4 °С) и оптич. пирометр (выше 1064,4°С).

IТермометри́я (греч. thermē теплота, + metreō мерить, измерять)

совокупность методов и способов измерения температуры, в том числе температуры тела человека.

Основной единицей измерения температуры является градус Кельвина. В медицинской практике в нашей стране и большинстве других стран для Т. используется шкала температур Цельсия, однако в США и Великобритании продолжают пользоваться шкалой Фаренгейта. Температура по Фаренгейту (t_F) и температура по Цельсию (t_C) связаны зависимостью t_F = 32 + 1,8t_C.

Все методы измерения температуры делят на контактные, основанные на передаче тепла прибору, измеряющему температуру путем непосредственного контакта, и бесконтактные, когда передача тепла прибору осуществляется путем излучения через промежуточную среду, обычно через воздух. Соответственно приборы для измерения температуры (термометры) подразделяются на контактные и бесконтактные. Главное место в медицинской практике занимает контактная Т., основным достоинством которой является надежность передачи тепла от объекта термочувствительному звену термометра. Для получения термотопографической картины отдельных областей тела применяют бесконтактную термографию (радиационную термометрию, или тепловидение), основанную на восприятии специальными датчиками инфракрасного излучения с поверхности тела, или контактную жидкокристаллическую термографию, в основе которой лежит свойство жидких кристаллов менять цвет при изменении температуры контактирующей среды (см. Термография).

Для измерения температуры тела используют главным образом медицинский ртутный термометр, относящийся к жидкостным термометрам, принцип действия которых основан на тепловом расширении жидкостей. Ртутный термометр представляет собой прозрачный стеклянный резервуар с впаянной шкалой и капилляром, имеющим на конце расширение, заполненное ртутью. Температурный коэффициент расширения ртути приблизительно в 500 раз больше температурного коэффициента расширения стекла, что обеспечивает заметное перемещение ртутного столба в капилляре при относительной неизменности размеров последнего. Диапазон измерения температуры составляет 34—42°, цена деления 0,1°. Ртутный термометр используется для измерения температуры в подмышечной впадине, паховой складке, прямой кишке, ротовой полости.

Локальные измерения температуры (локальная Т.) осуществляются с помощью электротермометров, термочувствительным звеном которых является терморезистор — полупроводниковый резистор, электрическое сопротивление которого зависит от температуры. Термочувствительные элементы выполнены как точечные термощупы, площадь контакта которых с исследуемым объектом 1—2 мм². Серийно выпускаемый медицинский электротермометр ТПЭМ-1 имеет три таких термощупа (для измерения температуры кожи, мягких тканей и полостей тела) и две шкалы общим диапазоном 16—42° с ценой деления 0,2°. Электротермометры широко используются для сегментарной Т., а также для длительных наблюдений за температурой тела во время хирургических операций, у тяжелобольных, в условиях реанимации. При длительных наблюдениях термощупы обычно вводят в прямую кишку, иногда в пищевод.

Температуру в полости желудочно-кишечного тракта в ряде случаев измеряют телеметрически с помощью проглатываемой обследуемым радиокапсулы, представляющей собой миниатюрный радиопередатчик, соединенный с датчиком температуры. Термочувствительным звеном датчика служит сегнетокерамический элемент, диэлектрическая проницаемость которого изменяется в зависимости от температуры, обусловливая соответственные изменения частоты передаваемых колебаний. Эти колебания воспринимаются приемным устройством, находящимся вне тела обследуемого.

Термометрия тела является одним из обязательных компонентов обследования больного (Обследование больного); с помощью Т. распознают лихорадочные и гипотермические состояния (см. Лихорадка, Охлаждение организма). Чаще всего используют ртутный медицинский термометр. Температуру измеряют в подмышечной впадине, реже в паховой складке, полости рта, прямой кишке или во влагалище. При измерении температуры в подмышечной впадине или в паховой складке кожу следует предварительно вытереть досуха. Чтобы термометр плотно прилегал к коже, плечо прижимают к груди. У тяжелобольных, находящихся в бессознательном состоянии, а также у детей термометр удерживают в подмышечной впадине определенным положением руки больного. Перед введением прямую кишку термометр смызывают вазелином. Продолжительность измерения температуры в подмышечной впадине составляет примерно 10 мин. Температуру, как правило, измеряют 2 раза в день (в 7—8 ч утра и в 17—19 ч вечера), при необходимости измерение проводят чаще — каждые 2 или 4 часа. После измерения температуры термометр следует протереть дезинфицирующим раствором или поместить его в сосуд с таким раствором.

При измерении в подмышечной впадине нормальной считают температуру 36,4—36,8°. Наиболее высокая температура в течение дня наблюдается между 17 и 21 часами, а наиболее низкая — между 3 и 6 часами утра; разница температур при этом у здоровых лиц, как правило, не превышает 0,6°. После еды, больших физических и эмоциональных напряжений, в жарком помещении температура тела несколько повышается. Зависит температура и от возраста; у детей она выше в среднем, чем у взрослых на 0,3—0,4°, в преклонном возрасте может быть несколько ниже. Асимметрия аксиллярной температуры встречается весьма часто (54%), при этом слева она несколько выше.

Сегментарную и локальную Т. кожи осуществляют с помощью электротермометров после 10—15 мин адаптации обследуемого к температуре помещения, в котором проводится обследование. Изменения кожной температуры косвенно отражают изменения степени кровоснабжения подлежащих тканей, например при локальном воспалении (кровоток и температура повышаются), облитерации артерии (кровоток и температура снижаются). При этом абсолютные значения температуры обычно не учитывают, обращая внимание на ее различия в строго симметричных участках: разность, превышающая 0,5°, считается признаком патологии. Т. кожи отдельных сегментов конечностей используется при диагностике нарушений периферического кровообращения. В обычных условиях понижение температуры кожи конечностей идет в направлении от проксимальных отделов к дистальным. Разность температур кожи, измеренных над подвздошной или подмышечной артерией и I пальцем стопы или IV пальцем кисти, носит название кожно-температурного коэффициента. В норме его величина составляет 3,8—4° для верхних конечностей и 4,9—5,2° для нижних. Чем хуже приток крови к периферии, тем выше кожно-температурный коэффициент Т. кожи используется также при изучении механизмов потоотделения в норме и патологии, механизмов терморегуляции (Терморегуляция) в целом.

С помощью термографии можно изучать характер распределения температуры кожи в пределах всего тела или отдельных его областей. Успешно применяют ее, например, для выявления злокачественных опухолей молочной железы.

в медицине — измерение температуры тела человека.

Термометри́я инфракра́сная — Т., при которой регистрируют интенсивность инфракрасного (теплового) излучения поверхности кожи.

(от греч. therme-тепло и metreo-измеряю), изучает и создает методы измерения температуры. Задачи Т.: разработка методов воспроизведения температурных шкал, создание эталонных и рабочих измерит. приборов.

Температурные шкалы. Методы Т. различаются по лежащим в их основе термометрич. св-вам и используемым рабочим, или термометрич., в-вам. Термометрич. св-во должно быть связано с т-рой однозначно и определяться достаточно просто; выбранное для термометрич. в-ва св-во должно хорошо воспроизводиться и сильно изменяться с изменением т-ры.