ГОСТ 8.157-75
Завантажити документ
Формат .docx · доступно зареєстрованим користувачам
Издание официальное
Москв
а
Государственная система обеспечения
единства измерений
State system for ensuring the uniformity of
measurements.
. The temperature practical scales
Постановлением Государственного комитета стандартов Совета Министров СССР от 12 мая 1975 г. № 1246 срок действия установлен
с 01.01. 1976 г.
Настоящий стандарт устанавливает практические: температурные нцрлы, предназначенные для обеспечения единства измерений температуры в диапазоне от 0,01 до 100000 К, и методы их осуществления.
В стандарте учтены рекомендации Международного комитета мер и весов и его Консультативного комитета по термометрии.
1.1. СовокупносУь практических температурных шкал, установленных настоящим „стандартом, образует единую систему температурных шкал, непрерывную от 0,01 до 100000 К. Практические температурные шкалы реализуются различными методами.
1.2. Практические температурные шкалы установлены таким образом, что температуры, измеренные по ним, насколько возможно близки к термодинамическим температурам.
1.3. Единицей температуры по практическим температурным шкалам, установленным настоящим стандартом, так же как и единицей термодинамической температуры, является кельвин (К).
1.4. Допускается применение единицы температуры — градуса Цельсия (°С). Между температурой Т, выраженной в кельвинах, и Температурой t, выраженной в градусах Цельсия, установлено соотношение
t=T-T0, (1)
где То = 273,15К.
Издание официальное Перепечатка воспрещена
Переиздание. Октябрь 1979 г.
' © Издательство стандартов, 1980
Градус Цельсия равен кельвину. Температурные разности выражаются в кельвинах или градусах Цельсия.
1.5. Методы воспроизведения практически# температурных шкал, установленных настоящим стандартом, определяют требования к средствам измерений, входящим в состав государственных эталонов для соответствующих диапазонов температуры.
2.1. Температурная шкала термометра магнитной восприимчивости ТШТМВ, основанная на зависимости магнитной восприимчивости % термометра ий церий-магниевого нитрата от температуры Т, устанавливается для диапазона температур от 0,01 до 0,8 К- Эта зависимость выражается законом Кюри
Х--С/Т, (2).
где С — константа, определяемая градуировкой магнитного термометра.
2.2. .Шкала 3Не 1962 г., основанная на зависимости давления р насыщенных паров изотопа гелия-3 от температуры Т, устанавливается для диапазона температур от 0,8 до 1,5 К. Эта зависимость выражается уравнением
1пр = 2,248461п7'— 4 I 4,80386 0,286001 Г \ 0,198608 Т*2- -
--0,0502237Г I 0,00505486'Р, (.3)
где р ■— давление в мм рт. ст. при 0°С л ускорении свободного падения, равном 9,80665 м/с2.
2.3. Шкала 4Не 1958 г., основанная на зависимости давления р насыщенных паров изотопа гелия-4 температуры 7', устанавливается для диапазона температур от 1,5 до 4,2К. Эта зависимость представлена в табличной форме (приложение 1).
2.4. Температурная шкала германиевого термометра электрического сопротивления ТШГТС, основанная на зависимости сопротивления R германиевого термометра от температуры Т, устанавливается для диапазона температур от 4,2 до 13,81 К- Эта зависимость выражается соотношением
(4) м
где Лі — константы, определяемые градуировкой германиевого s термометра сопротивления по газовому термометру.
2.5. Международная практическая температурная шкала 1968 г. (МПТШ—68) устанавливается для диапазона температур от 13,81 до 6300К.
МПТШ—68 основана на ряде воспроизводимых равновесных состояний, которым приписаны определенные значения температур — основных реперных (постоянных) точек, и на эталонных приборах, градуированных при этих температурах. В интервалах 'между температурами реперных- точек интерполяцию осуществляют по формулам, устанавливающим связь между показаниями эталонных приборов и значениями температуры.
Основные реперные точки реализуются как определенные состояния фазовых равновесий некоторых чистых веществ. Равновесные состояния и приписанные им значения температуры приведены в приложении 2.
2.6. ]. В качестве эталонного прибора для области температур от, 13,81 до 903,89К применяют платиновый термометр сопротивления. Относительное сопротивление Гт термометра определяют по формуле
Гт —^т/^?273,15К, (5)
где Rt — сопротивление термометра при температуре Т;
^?273>15К — сопротивление термометра при температуре 273,15К.
Относительное сопротивление термометра должно , быть не менее
1,39250 при Т-373,15К.
Для области температур ниже 0°С соотношение между сопротивлением термометра и температурой определяют стандартной функцией и специальными уравнениями для вычисления поправок к этой функций (и. 2.5.2.).
Для области от 0 до 630,74°С соотношение между сопротивлением термометра и температурой выражается двумя, уравнениями в форме полиномов (п. 2.5.3).
В качестве эталонного прибора для температур от 630,74 До 1064,43°С применяют термоэлектрический термометр с электродами из платинородия (10% родия) и платины. Соотношение между электродвижущей силой и температурой выражается уравнением второй степени (п. 2.5.4).
Для области температур выше 1337;58К (1064,43°С) температуру определяют в соответствии е законом излучения Планка (п. 2.5.5.).
2.5.2. Для области от 13,81 до~273,15К температуру определяют по формуле
гт=г(!Т(7)+дГ(Т), (бу
где Гт — относительное сопротивление платинового термометра сопротивления;
WCt(T) — относительное сопротивление, соответствующее стан- 4 дартной функции приложения 3 и таблице значений
приложения 4.
, Поправки AIF (Т) при температурах основных реперных точек получают из измеренных значений Ц7Т и соответствующих значений Гст (Т), приведенных в приложении 5. Отличия измеренных значений Гт от значений 1ГСТ (Т) в реперных точках рассчитывают по уравнениям, приведенным в приложении 6.
Поправки A.W (Т) при промежуточных температурах определяют интерполяционными формулами. Область между 13,8*1 и 273,15К разделена на четыре участка, в каждом из которых AlFfT) определяют полиномом от Т. Константы в полиномах определяют из значений Д№ (Т) в реперных точках и из условий равенства производных ДА W(T))dT на границах соседних температурных участков:
) на участке от 13,81 до 20,28К поправочная функция имеет вид -
где Ab Bi, Ci и Di — константы, определяемые из значений поправок (ДЦ7=ЇГ—Гст/ измеренных в тройной точке равновесного водорода, при температуре 17,042К и в точке кипения равновесного водорода, а также из значения производной поправочной функции в точке кипения равновесного водорода, вычисленного по уравнению (8);
) на участке от 20,28 до 54,361 К поправочная функция имеет вид
SW(T)^A2 + B2T+C2r + D2T3, (8)
где А2, В2, С2 и D2 — константы, определяемые из значений поправок (ДЙ7=ЙР—Й7СТ), измеренных в точке кипения равновесного водорода, в точке кипения неона и в тройной точке кислорода, а также из значения производной поправочной функции в тройной точке кислорода, вычисленного по уравнению 9;
) на участке от 54,361 до 90Д88К поправочная функция имеет вид '
ДГ(Т)=Лз + В3Г+С3Г2, (9)
где Дз, В3 и С3 — константы, определяемые из значений поправок (Д|Г=Ц7—IVct), измеренных в тройной точке и в точке кипения кислорода, а также из значения производной поправочной функции в точке кипения кислорода, вычисленного по уравнению 10;
) на участке от 90,188 до 273,15К поправочная функция имеет вид I . '
bW(T)=A4t + C4fl(t—100°С), (10)
где t = T—273,15К; Л4 и С4 — константы, определяемые из значений поправок (i\W=W—WCT), измеренных в точке кипения кислорода и в точке кипения воды или в точке затвердевания олова (примечание к,приложению 2).
где t = — L №(7.)—1J+S| ioo»c)( 100°С—■ ) ’
W(t') = R(t')/R(0°C); (12а)
R(t') и /?(0°С) —сопротивления термометра при температурах t' и 0°С соответственно;
а и 6 константы, определяемые измерением сопротивления в тройной точке воды, точке кипения воды или затвердевания олова (примечание к приложению -2) и точке затре'рдевания цинка -
Уравнение (12а) эквивалентно уравнению
W(t')=A+At' + Bt’l . (126)
где Д = а(1+6/100°С); В =—10-4а-6°С-2.
‘2.5.4. Для области от 630,74 до 1064,43°С температуру рассчитывают по уравнению
ft = a+6/ + cE, (13)
где ft — электродвижущая сила эталонного платинородий-пла- . тикового термоэлектрического термометра, один спац которого находится при температуре 0°С, а другой — при температуре t-
а, Ь, с — константы, вычисляемые по значениям Е при температуре 630,74±0,2°С, измеряемой платиновым термометром сопротивления, и в точках затвердевания серебра'и золота.
Платиновый электрод эталонного термоэлектрического термометра должен иметь относительное сопротивление Ц7(100°С) не менее 1,3920. Платинородиевый элёктрод /должен содержать 10% родия и 90% платины.
Термоэлектрический термометр должен быть' таким, чтобы значения электродвижущей СИЛЫ f (630,74’0 , f(961,93”C) и Е (1064,43=0 удовлетворяли следующим соотношениям в микровольтах:
Е (1064,43=0 = 10300+50; (14)
Е(1064,4з°с) —Е (96і,9з°с) = 1183 + 0,158[Е(10б4,4з°о —10300]+4; (15) f (1064,43=0 —Е (630,74=0 =4,766 + 0,631 [f (1064,43’0 —10300]+8. (16)
2.5.6. Для области выше 1337,58К (1064,43°С) температуру Т определяют по уравнению
(т) _ Єхркт(Аи) ]~! ..
Гл1Г(Аа)] - fCq ’ expL хт J —1
где Ьд (Т) и L х [Т(Аи)]— спектральные плотности энергии излучения черного тела для длины волнЬї к при температуре Т и в точке затвердевания золота Т/Ап). Значение константы С2 = 0,014388 м-К.
2.5.6. Воспроизведение МПТШ—68 осуществляется аппаратурой, методами и технологией для реализации реперных точек и эталонными приборами, соответствующими рекомендациями, указанным в справочном приложении 7.
2.5.5. Ориентировочные значения расхождений между значениями по МПТШ—68 и МПТШ—48 приведены в 'справочном приложении 8.
2.6. Температурная шка