---

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

СОЮЗА ССР

ГОСУДАРСТВЕННАЯ СИСТЕМА ОБЕСПЕЧЕНИЯ
ЕДИНСТВА ИЗМЕРЕНИИ

ШКАЛЫ ТЕМПЕРАТУРНЫЕ

П РАКТИЧЕСКИЕ

ГОСТ 8.157—75

Издание официальное

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО СТАНДАРТАМ
Москв

а

Г

ГОСТ

8.157-75

Взамен

ГОСТ 8550—61
(в части МИТНІ—40) и
ГОСТ 112442—66

ОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

Государственная система обеспечения
единства измерений

ШКАЛЫ ТЕМПЕРАТУРНЫЕ ПРАКТИЧЕСКИЕ

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. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

   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.

   2. Практические температурные шкалы установлены таким образом, что температуры, измеренные по ним, насколько воз­можно близки к термодинамическим температурам.

   3. Единицей температуры по практическим температурным шкалам, установленным настоящим стандартом, так же как и единицей термодинамической температуры, является кельвин (К).

   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 Т_о = 273,15К.

Издание официальное Перепечатка воспрещена

Переиздание. Октябрь 1979 г.

' © Издательство стандартов, 1980Градус 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. ПРАКТИЧЕСКИЕ ТЕМПЕРАТУРНЫЕ ШКАЛЫ И МЕТОДЫ
   ИХ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

   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.

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.

(4) м

где Лі — константы, определяемые градуировкой германиевого s термометра сопротивления по газовому термометру.

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.

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

г_т=г_(!Т(7)+дГ(Т), (бу

где Г_т — относительное сопротивление платинового термометра сопротивления;

W_Ct(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 Ц7_Т и соответствующих значений Г_ст(Т), приведенных в приложении 5. Отличия изме­ренных значений Г_т от значений 1Г_СТ(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:

1. на участке от 13,81 до 20,28К поправочная функция имеет вид -

АГ(7’)=А₁ + В₁Г+С₁Р+£)₁7’³_/ (7)

где A_bBi, 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);

2. на участке от 20,28 до 54,361 К поправочная функция имеет вид

SW(T)^A₂+ B₂T+C₂r + D₂T³, (8)

где А₂, В₂, С₂и D₂— константы, определяемые из значений поп­равок (ДЙ7=ЙР—Й7_СТ), 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;

3. 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;

4. 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 (iW=W—W_CT), измеренных в точке кипения кислорода и в точке кипения воды или в точке затвердевания олова (примечание к,приложению 2).г

0,045 I

2.5.3. Для области от 0 до 630,74°С температуру t в градусах Цельсия рассчитывают по уравнению

100°с/1 100°С ^—1 /V 19,58°С ¹ /630„74°С ““¹ / ’t¹¹)

1 г 1 / Г / f

де 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) ]~^! ..

Г_л1Г(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 шкала пирометра микроволнового излуче­ния (ТШПМИ), основанная на зависимости спектральной плот­ности энергии излучения L(T") черного тела от температуры Т в микроволновом диапазоне излучения, устанавливается для диа­пазона температур от 6300 до 100000 К.

Эта зависимость выражается уравнением

ЫТ(Аи)1- T(Au) ’ ^v ’

где L(T) и L[T(Au)] — спектральная плотность энергии излуче­ния черного тела в диапазоне микроволнового радиоизлучения при температуре Т и в точке затвердевания золота Т (Au).

Для построения температурной шкалы по микроволновому излучению используют тепловое излучение с длинами волн более 1 мм.ПРИЛОЖЕНИЕ 1