КОМИТЕТ СТАНДАРТОВ,

МЕР И ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ ПРИБОРОВ ПРИ СОВЕТЕ МИНИСТРОВ СССР

ИНСТРУКЦИЯ

159-60

ПО ПОВЕРКЕ СТЕКЛЯННЫХ ЖИДКОСТНЫХ ТЕРМОМЕТРОВ

Издание официальное

КОМИТЕТ СТАНДАРТОВ, МЕР И ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ ПРИБОРОВ ПРИ СОВЕТЕ МИНИСТРОВ СССР

ИНСТРУКЦИЯ

159—60

ЛО ПОВЕРКЕ СТЕКЛЯННЫХ ЖИДКОСТНЫХ ТЕРМОМЕТРОВ

Издание официальное

ИЗДАТКЛЬСТВО КОМИТЕТА СТАНДАРТОВ. МЕР И ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ ПРИБОРОВ ПРИ СОВЕТЕ МИНИСТРОВ СССР

Москва— 1970

б) после ее окончания (сразу после снятия отсчетов при температуре верхнего предела шкалы термометра). Положения нулевой точки в обоих случаях могут не совпадать.

Расхождение в отсчетах, т. е. временное понижение нулевой точки (депрессия), после нагревания термометров до 100°С не должно превышать 0,1 град. Если депрессия превышает указанную величину, термометры бракуются.

Примечание. При поверке термометров, не оговоренных в п. 26. положение нулевой точки проверяется один раз после окончании поверки (непосредственно после прогрева термометра при максимальной температуре).

27.    Поверка постоянства показаний, т. е. качества искусственного старения термометров с ценой деления менее 0,2 град и тер-мометроз с верхним пределом шкалы свыше 200°С, обеспечивается поверкой положения нулевой точки;

а)    до начала поверки перед контрольным старением;

б)    до начала поверки после контрольного старения;

в)    после окончания поверки.

28.    Для контрольного старения, которое осуществляется для 10% из общего количества поверяемых термометров одного вида, резервуар термометра погружают в среду, имеющую температуру соответствующую верхнему пределу шкалы, и выдерживают в тече ние 5 н, после чего температуру среды постепенно снижают до температуры окружающего воздуха.

Примечания:

\ Термометры из термометрического стекла ГОСТ 1224-41 не рекомендуется подвергать перегреву выше. 360°С, а термометры из специального термометри ческого бороенликатпого стекла — выше 500°С.

2. При контрольном старении термометры погружаются неполностью,- и при определении температуры по их показаниям следует учитывать поправку на выступающий столбик.

29.    Смещение положения нулевой точки после контрольного старения не должно превышать:

а)    для термометров, основные резервуары которых- изготовлены из термометрического стекла по ГОСТ 1224-41;

после нагревания термометра до 200°С на 0,3 град; после нагревания термометра до 300°С на 0,5 град\ после нагревания термометра до 360°С на 0,7 град;

б)    для термометров, основные резервуары которых изготовлены из специального термометрического стекла:

после нагревания термометра до 450^СС на 1 град\ после нагревания термометра от 451 до 600°С на 2 град-Если смещение положения нулевой точки хотя бы одного термометра из взятых 10% превышает указанные величины, то вся партия термометров подвергается контрольному старению.

Термометры, не удовлетворяющие требованиям данного пункта, бракуются.

30.    Поверку постоянства показаний теомометров, не имеющих нулевой отметки, производят по нижней точке шкалы до и после

контрольного старения. Если термометры имеют отметку 100 С, рекомендуется поверять не нижнюю точку шкалы, а точку 100 С.

31.    Приборы для определения положения нулевой точки наполняют до краев чистым размельченным речным льдом, который предварительно хорошо промывают и затем заливают дистиллированной водой, насыщенной воздухом при 0°С, перемешивают и уплотняют деревянной лопаткой. Излишек воды сливают через от-нерстие в нижней части прибора. Лед должен быть увлажнен во всей массе и тщательно утрамбован, чтобы в смеси льда и воды не было пузырей воздуха.

Чистота смеси в приборе может быть проконтролирована по показаниям образцового термометра, положение нулевой точки ко торого известно.

32.    Перед погружением в лед термометры следует вымыть водой. Особенно тщательно следует мыть термометры после поверки в солевом термостате.

Термометры, которые поверялись при высоких температурах, необходимо предварительно охлаждать в воздухе до 50^СС, избегая резких изменений температуры.

33.    Термометры устанавливают в приборе для нулевой точки н вертикальном положении так, чтобы нулевая отметка шкалы возвышалась над поверхностью льда не более чем на 5 мм. Для термометров следует предварительно сделать углубление во льду с помощью деревянной или стеклянной палочки.

34.    Термометры выдерживают не менее 8 мин в приборе для нулевой точки. Рекомендуется термометры предварйтельно охлаждать в тающем снегу.

После прекращения видимого смещения столбика термометрической жидкости производят серию отсчетов положения нулевой точки. Все отсчеты производят с помощью катетометра или зрительной трубы; допускается применение лупы.

После окончания работы необходимо удалить весь лед из прибора. вымыть последний чистой водой и закрыть крышкой.

35.    В случае завышения положения нулевой точки термометра следует проверить, не касается ли его резервуар стенок прибора. Затем вынуть термометр и тщательно осмотреть его капилляр для обнаружения разрывов столбика жидкости.

Если положение нулевой точки занижено, то надо осмотреть капилляр выше отметки 0°С, так как причиной занижения может быть наличие жидкости в верхней части капилляра. Занижение нулевой точки возможно в случае загрязнения смеси льда с водой солями, кислотами, щелочами

После устранения указанных дефектов надо заново определить положение нулевой точки.

36.    Для поверки положения нулевой точки у образцовых ртутных термометров палочного типа с ценой деления 0,01; 0,02 и 0,05 град используют прибор тройной точки воды (рис. 1).

3 За*. 292

Тройную точку воды осуществляют следующим образом:

а)    с целью предварительного охлаждения сосуд погружают на I—2 часа в термостат со льдом или снегом;

б)    протирают насухо колодец сосуда и заполняют его до половины растертой в порошок твердой углекислотой так, чтобы в

нижней части сосуда образовалась ледяная рубашка толщиной 15—20 мм:

в)    затем снова насыпают углекислоту до половины сосуда, закрывают его отверстие сеткой и переворачивают, в результате чего получают ледяную рубашку в верхней части сосуда.

По мере испарения в колодец добавляют углекислоту до получения ледяной рубашки цилиндрической формы, при этом уровень льда получается выше уровня воды на 15—20 мм;

г)    после получения ледяной рубашки колодец протирают сухой вагой и наливают в него воду комнатной температуры для получения водяного зазора между ледяной рубашкой и стенками колодца, образующегося в результате частичного таяния ледяной рубашки. В наличии водяного зазора убеждаются поворачиванием сосуда так, чтобы ледяная рубашка свободно вращалась;

Л) затем отсасывают воду из колодца, не переворачивая сосуд, и заменяют ее предварительно охлажденной до 0°С дистиллированной водой; после этого сосуд с тройной точкой воды помещают на все время работы в снеговую ванну; измерения начинают через 1—2 часа после помещения сосуда в снеговую ванну;

е)    исследуемый термометр предварительно охлаждают в размельченном льду в течение 10 мин и погружают в сосуд тройной точки воды так, чтобы нулевая отметка выступала над поверхностью льда на 4—5 мм;

ж)    отсчеты производят с помощью катетометра или зрительной .трубы.

Г. Поверка в термостатах

37.    Поверку жидкостных стеклянных термометров в термостатах производят путем сличения с образцовыми термометрами, за исключением поверки в точках 0 и 100°С (см. п. 19).

38.    При поверке в водяном кипятильнике поверяемые термометры помещают в отверстия крышки кипятильника и плотно укрепляют в пробках; при этом соблюдается необходимое погружение термометров (см. п. 21).

Резервуары термометров, помещенных в кипятильник, должны находиться на достаточном расстоянии от поверхности воды, для того, чтобы на них не попадали брызги кипящей воды.

При кипении воды, находящейся в нижней части кипятильника, образовавшийся пар должен заполнить термостат и выходить непрерывной струей наружу из пароотводной трубки, что является признаком готовности кипятильника к поверке термометров в точке 100°С.

В случае применения водяного кипятильника с холодильником для конденсации пара готовность термостата определяется по стабильности значения избыточного давления пара, измеряемого по водяному манометру.

Перед началом отсчетов термометры выдерживают в кипятильнике не менее 5 мин.

39.    При поверке термометров в кипятильнике допускается применение образцовых термометров, которые следует установить рядом с поверяемыми. После выдержки (п. 38) производят не менее трех отсчетов при неизменном положении столбика ртути. В протокол поверки заносят показания образцового и поверяемых термометров в порядке их установки.

Температуру кипения воды определяют как среднее арифметическое из отсчетов показаний образцового термометра с введением к нему поправки по свидетельству. При разбросе показаний образцового термометра во время поверки, превышающих- 0,1 град, поверку производить нельзя.

40.    Температуру насыщенных паров в водяном кипятильнике определяют по величине атмосферного давления После выдержки поверяемых термометров в кипятильнике производят отсчеты:

а)    температуры барометра;

б)    атмосферного давления по барометру;

s) избыточного давления пара в кипятильнике по водяному манометру;

г)    показаний поверяемых термометров (нс менее 5 отсчетов).

После окончания отсчетов повторно записывают атмосферное

давление по барометру и избыточное давление пара.

К отсчету по ртутному барометру (с латунной шкалой) прибавляют следующие поправки:

д)    инструментальную поправку;

е)    поправку на приведение показания барометра к 0°С;

ж)    поправку на приведение к нормальному ускорению силы тяжести (т. е. к значению ускорения на уровне моря на географической широте 45°);

з)    поправку, учитывающую разность высот расположения поверяемого термометра и барометра.

Первая поправка берется из свидетельства к барометру, вторая и третья из таблиц приложений 2 и 3. При вычислении четвертой поправки следует помнить, что у поверхности земли 10 м воздуш-

3*

ного столба соответствуют около 1 мм рт. ст. В большинстве случаев четвертой поправкой пренебрегают. Все поправки алгебраически складываются с отсчетом по барометру.

Давление пара в водяном кипятильнике определяют как сумму атмосферного и избыточного давлений.

Избыточное давление определяют по показаниям водяного стеклянного манометра, присоединенного к паровому пространству кипятильника, причем отсчеты избыточного давления, из мм вод. ст. пересчитывают в мм рт. ст. (см. приложение 4).

Для вычисления температуры насыщенного пара t_p в пределах от 680 до 780 мм р’г. ст. следует пользоваться таблицей приложения 5.

Пример. Температура барометра 25°С. Отсчет но барометру равен 748,1 мм рт. ст. и производится в месте, находящемся на 60 градусе географической широты на высоте 200 м над уровнем моря.

Избыточное давление в кипятильнике равно 10 мм вод. ст. Резервуары термометров расположены на 1 м выше уровня ртути в чашке барометра.

Отсчет............. 748,1 мм    рт. ст.

Поправки:

инструментальная    .    .......—0,1

на приведение к 0°С (приложение 2)    ......—3,0

на широту (приложение За)........+1,0

на высоту над уровнем моря (приложение 36)    .    .    .    0

на разность высот ..........—0,1

Избыточное давление в кипятильнике (приложение 4)    .    .    +0,7

Давление паров воды.......... 746,6 мм рт. cm.

Температура пара, найденная с помощью приложения 5, рав на 99,50°С.

41. Поверку термометров в точке— 182^СС производят в сосуде Дьюара, наполненном чистым жидким кислородом; в интервале от —80 до 0°С — в криостате, наполненном спиртом, охлаждаемым углекислотой или жидким азотом.

Примечание. Температуру, близкую к —20*С, можно получить при помощи охлаждающей смеси снега или размельченного льда с поваренной солью. На 100 весовых частей снега или льда берется 32 весовых части поваренной соли. Температура смеси равна приблизительно —21,2^СС.

Смешивание снега или льда с солью производят небольшими порциями при постоянном перемешивании в металлическом бачке, окруженном теплоизоляцией.

После приготовления смесь помещают в вакуумный сосуд для уменьшении притока тепла. Температура смеси контролируется образцовым термометром. Резервуары поверяемого и образцового термометров должны располагаться и непосредственной близости.

Поверка при помощи охлаждающей смеси допустима только в случае крайней необходимости и требует исключительной тщательности для получения правильных результатов.

42 Поверку термометров в температурном интервале от 1 до 95°С производят в водяном термостате, а в интервале от 95 до 300°С в масляном термостате.

Масляный термостат для интервала 95—150°С заполняется маслом марки «веретенное АУ>, имеющим температуру вспышки 165°С, а для интервала 150—300°С маслом марки «цилиндровое 52» (вапор), имеющим температуру вспышки 310°С.

43.    Селитровый термостат в интервале температур 250—550°С заполняется смесью 55% азотнокислого натрия и 45% азотнокислого калия; солевой в интервале 550—600°С — смесью солей 25% NaCl и 75% СаС1₂.

После постепенного нагревания и расплавления селитры (соли) включают мешалку и в термостат осторожно погружают образцовый и поверяемые термометры, выполняя требование к глубине погружения (см. п. 21).

Для предохранения стекла термометров от разъедания солью в солевых термостатах обязательно применяют предохранительные трубки, размеры которых должны обеспечивать необходимую глубину погружения термометров.

Излишек селитры (соли), образующийся вследствие ее расширения при нагревании, должен свободно стекать через сливную трубу термостата.

Удаление термометров из солевого термостата производится медленно и осторожно, чтобы избежать ожогов и слишком быстрого неравномерного охлаждения термометров.

После окончании поверки d селитровом термостате термометры вытирают мягким асбестовым волокном, а после остывания до комнатной температуры промывают водой и насухо вытирают чистой тряпкой.

44.    Термометры помещают в термостат на необходимую глубину (см. п. 21).

Для термометров с полным погружением необходимо, чтобы отметка отсчитываемого деления возвышалась над крышкой не более чем на 5—10 мм.

45.    Для удобства отсчетов образцовый ртутный термометр лучше поставить крайним слева. В случае, когда для повышения надежности поверки применяют два образцовых термометра, второй образцовый следует поставить крайним справа.

46.    Поверку следует вести, переходя от более низких температур к более высоким.

Примечание. Повторную поверку термометров с ценой деления менее 0,1° производят не ранее чем через сутки после поверки при температуре, соответствующей верхнему пределу шкалы.

47.    Если первая поверяемая отметка соответствует отрицательной температуре, спирт в криостате охлаждают на несколько градусов ниже этой температуры, а затем устанавливают необходимый для отсчетов режим нагрева.

48.    Если первая поверяемая отметка соответствует положительной температуре, но ниже температуры помещения, где производится поверка, водяной термостат необходимо заполнить охлажденной водой или охладить его, добавляя в воду размельченный

лед при интенсивном перемешивании. Отсчеты показаний термометров производят не ранее чем через 5 мин после охлаждения термостата, когда температура воды начнет повышаться, при этом весь лед должен растаять.

49.    При поверке отметок, соответствующих температурам выше температуры помещения, воду, масло или солевую смесь нагревают, плавно повышая температуру. Когда масло станет менее вязким, надо включить мешалку. В соляном термостате мешалку включают после таяния соли. Когда температура жидкости в термостате приблизится к требуемой, следует замедлить нагревание термостата, уменьшая силу тока в нагревателе-

Перед отсчетами показаний термометров температура термостата должна медленно и плавно повышаться.

50.    Во время отсчетов показаний термометров температура термостата также должна слегка повышаться. При этом надо так отрегулировать силу тока в нагревателе, чтобы в момент окончания отсчетов температура оказалась приблизительно настолько же выше поверяемой точки, насколько она была ниже ее в момент начала отсчетов. В период отсчетов должно быть обеспечено хорошее перемешивание жидкости.

Примечание Мешалка должна быть включена не позднее чем за 10—15 мин до начала отсчетов.

5!. Отсчеты показаний поверяемых термометров можно начинать. если температура термостата отличается от номинального значения поверяемой отметки не более, чем на два наименьших деления шкалы поверяемого термометра.

52.    Отсчеты показаний как по образцовому, так и по поверяемым термометрам производят с точностью до десятых долей деления шкалы.

53.    Сначала снимают отсчет по образцовому термометру, затем по поверяемым в порядке их установки слева направо; повторные отсчеты снимают и обратном порядке (справа налево).

Число серий отсчетов определяется типом поверяемых термометров (см. пп 66, 78, 107).

При применении двух образцовых термомстроз показание второго образцового отсчитывают после отсчетов всех поверяемых термометров. Повторные отсчеты производят в обратном порядке, начиная со второго образцового термометра и заканчивая первым. Все отсчеты необходимо вести с одинаковой скоростью.

54.    Поверку термометров прекращают и термометры бракуют в случае:

я) образования видимых в лупу мелких капелек ртути в верхней части капилляра или изменения ее цвета при нагревании термометра (свидетельствующих о наличии влаги в ртути);

0) выделения из термометрической жидкости пузырьков газа и обесцвечивания ее при нагревании.

Д. Обработка результатов поверки

55.    Результаты поверки термометров заносят в протокол установленной формы (ем. приложение 6).

Примечание. При массовой поверке термометров общего назначения ведение протокола ке обязательно.

56.    Действительную температуру термостата определяют по показаниям образцового термометра. При применении двух образцовых термометров за действительную температуру принимают среднее арифметическое значение из результатов, полученных для каждого термометра в отдельности.

57.    Для вычисления действительной температуры по показаниям образцового ртутного термометра надо к среднему арифметическому из отсчетов по нему алгебраически прибавить поправку из свидетельства для данной поверяемой отметки

Примечания:

1. Если для произведенного отсчета поправка в свидетельстве отсутствует, то она вычисляется линейным интерполированием по двум соседним поправкам

Пример. Отсчет по образцовому термометру равен 62,35°С.

В свидетельстве имеются поправки:

для отметки 65°С.........—0,02 град

для отметки 60°С.........—0,07    град

На 5 град разность поправок равна:

— 0,02 - ( - 0.07) = + 0,05 град.

На 2,35 град изменение поправки равно 3:

0,05 • 2,35 5

а с округлением до сотых долей -+-0.02 град. Поправка к отсчету 62,35°С будет равна:

-0.07 + 0,02 -- 0,05    град.

Действительная температура термостата будет равна:

62,35 - 0,05 - 62,30°С.

2. Поправки к образцовым термометрам, приведенные в свидетельстве, соответствуют положению нулевой точки, зафиксированному во время поверки этих термометров. В случае изменения положепия нулевой точки необходимо соответственно изменить значение поправок. Для получения новых поправок надо определить изменение положения нулевой точки и прибавить его алгебраически к поправкам, приведенным в свидетельстве.

Пример. Среднее арифметическое из отсчетов по образцовому термометру равно 60,26^СС. Поправка по свидетельству к точке 60°С равна — 0.07 град и относится к положению нулевой точки -f 0,02°С. Новое положение нулевой точки из опыта равно +0,03°С. Изменение положения нулевой точки равно:

- 0,02 - (+0,03) = - 0,05 град, а новая поправка при точке 60°С будет:

— 0,07+( —0.05) .ж —0,\2град.

Отсюда действительная температура термостата равна:

60,26 -0,12^ 60,14*0.

58.    Положение нулевой точки образцовых термометров, приме¹ нявшихся для поверки, определяют после поверки каждой партии термометров.

Перед определением положения нулевой точки термометр должен быть предварительно выдержан в течение получаса при температуре, соответствующей верхнему пределу шкалы: термометры с пределом измерения до +24°С выдерживают при температуре + 24°С. Для перехода от тройной точки воды к нулевой точке следует от поправки, полученной в тройной точке воды, отнять 0,01 град.

59.    При поверке образцовых термометров и термометров повышенной точности путем сличения с образцовым платиновым термометром сопротивления температуру термостата можно подсчитать одним из двух приведенных ниже способов.

а) Определение температуры термостата с помощью функций влияния, которые обозначаются

фт-р (/); ф.оо № <tzn (0¹

Сопротивление платинового термометра при температуре, близкой к измеряемой, определяют по следующей формуле:

Pt ^& фтр (0 • Rrр Фюо (0 '    Фг/7    (0 ¹ Rzn-    (^)

Значения R /> Rm и R _2п указаны в свидетельстве о градуировке платинового термометра.

Измеряемую температуру 11 находят по формуле:

U « t + At,    (4)

AR — разность между измеренным значением сопротивления термометра /?д и рассчитанным по формуле R(, т. е.

A R =• Rf — Rfi.

Значение производной (■^)_/. рассчитывается по формуле:

\^Tt)_t ⁼ Фгр(0 ' Rtp ■+ Фюо(0 * #io© 4* Ф_2nV) ' Rzn (5)

б) Температуру термостата определяют по «платиновой температуре». Последняя находится по формуле:

V“ L . R₀ ’

где /?/ — среднее арифметическое из измеренных значений сопротивления термометра,

Ro — сопротивление термометра при ОХ,

L — температурный коэффициент сопротивления платины, значение которого указано в свидетельстве термометра.

Зная «платиновую температуру» и коэффициент б , указанный в свидетельстве, находят действительную температуру t.

Примечание. Коэффициент g учитывают при температуре ниже —40°С.

60.    При поверке термометров общего назначения методом сличения с образцовыми платиновыми термометрами сопротивления рассчитывается таблица значений R_t для данного платинового термометра с интервалом в 10°, которая применяется при расчете температуры методом линейной интерполяции-

61.    Из полученных отсчетов вычисляют среднее арифметическое значение, округленное до десятой доли деления шкалы, для образцового и каждого поверяемого термометра.

62.    Поправку к поверяемым термометрам определяют как разность между средним значением действительной температуры термостата и средним арифметическим из отсчетов для каждого поверяемого термометра с учетом поправки па выступающий столбик, если этого требует метод поверки.

Величина поправок не должна превышать соответствующих допустимых погрешностей, указанных в табл. 1, 2, 3, 4 технических требований (приложение 1).

63.    Все поправки термометров записывают в сводный журнал поверок, форма которого указана в приложении 7. Поправки округляют до величины, соответствующей десятой доле наименьшего деления поверяемого термометра.

Е. Указании по поверке термометров широкого применения

64.    Поверку термометров широкого применения производят не менее чем в трех отметках шкалы.

Примечания:

1.    Поверку технических термометров по ГОСТ 2823-59 производят в отметках, указанных в табл. 2.

2.    Поверку термометров с безнулевой шкалой осуществляют не менее чем в трех отметках, равномерно расположенных по шкале.

3.    У термометров с. укороченной шкалой, имеющих расширение капилляра ниже основной шкалы, первая поверяемая отметка должна отстоять нс менее чем на 15 мм от расширения капилляра..

4.    Поверку термометров, предназначенных для измерения температуры наружного воздуха и жилых помещений, производят не менее чем в двух отметках шкалы с интервалом не менее 20 град.

Таблица 2

Пределы измерения в °С Числовые значения поверяемых отметок ОТ до -35 50 -20; 0; 50 0 100 0; 50; 100; 0 150 0; 100; 150 0 250 0; 100; 200; 250 0 350 0; 100; 200; 300 0 400 0; 100; 200; 300; 400 0 450 0; 100; 200; 300; 400; 450 0 500 0; 100; 200; 300; 400; 500

65.    Поверку термометров производят без металлических оправ.

Можно поверять термометры в оправах, защищающих только

верхнюю часть термометра и оставляющих свободными резервуар и нижнюю часть капиллярной трубки.

Б остальных случаях, если термометры по своей конструкции не могут быть освобождены от металлической оправы, поверку их должны осуществлять органы ведомственного надзора на месте установки.

66.    При поверке термометров, имеющих шкалу с ценой деле ния 0,2 град и меньше, производят пять или шесть отсчетов, а для прочих термометров не менее 7'рех отсчетов в каждой поверяемой отметке.

67.    Поверку показаний медицинских и ветеринарных термометров производят в водяном термостате путем сравнения с показаниями специального образцового термометра.

Показания термометров поверяются в отметках 37 и 41°С — для медицинских и 37 и 42°С — для ветеринарных термометров.

Примечание. Кроме поверки в указанных отметках, может быть произведена поверка любой отметки шкалы термометра, которая вызывает сомнения.

68.    Поверку медицинских и ветеринарных термометров производят следующим образом: поверяемые и образцовый термометры помещают в термостат в вертикальном положении, первые — до начала шкальной пластины, вторые — до полного погружения.

Температуру в термостате поднимают медленно при интенсивном перемешивании. Достигнув температуры на 0,03—0,05 град ниже поверяемой отметки дают выдержку в течение 2 мин.

После выдержки при температуре, соответствующей поверяемой отметке, термометры вынимают из термостата и отсчет производят в воздухе в горизонтальном положении.

Инструкция разработана Всесоюзным научно-исследовательским институтом метрологии им. Д. И. Менделеева взамен инструкции 159—54; утверждена Комитетом стандартов, мер и измерительных приборов при Совете Министров Союза СОР 17 июня 1960 г. и введена в действие 1 февраля г.

ИНСТРУКЦИЯ 159—60

ПО ПОВЕРКЕ СТЕКЛЯННЫХ ЖИДКОСТНЫХ ТЕРМОМЕТРОВ

I. НАЗНАЧЕНИЕ И УСТРОЙСТВО ТЕРМОМЕТРОВ

Стеклянные жидкостные термометры применяются для измерения температур в области от 200 до Ч 600°С.

Действие жидкостных термометров основано на тепловом расширении термометрической жидкости в оболочке (обычно в стеклянной).

Жидкостный термометр представляет собой резервуар (шаровой, цилиндрической или иной формы) с припаянной к нему капиллярной трубкой. Жидкость полностью заполняет резурвуар и часть капиллярной трубки.

При изменении температуры объем жидкости в резурвуаре изменяется, вследствие чего мениск жидкостного столбика в капилляре поднимается или опускается на величину, пропорциональную изменению температуры. Капилляр снабжается шкалой с делениями в градусах стоградусной температурной шкалы.

Для заполнения жидкостных термометров в зависимости от предела измерения применяется одна из жидкостей, приведенных в табл. 1.

Таблица 1

Жидкость Область применения (температурный интервал в °С) Коэффициент у видимого расширения жидкости в стекле (по ГОСТ 1224-41) от до Ртуть........... -30 1200 0.0001G Толуол ............. —80 100 0,00107 Этиловый спирт „ . . -80 80 0,00103 Керосин ........ 0 300 0.00093 Петролейный эфир ..... -120 20 0,00140 Пентан .... ........ -200 20 0,00170

2 Зак. 292 Переиздание. Январь 1970 г. 3

1.    Инструкция распространяется на стеклянные жидкостные термометры следующих видов²:

а)    термометры, применяющиеся без введения поправок к их показаниям (термометры широкого применения);

ртутные термометры (область измерений от —35 до + 600Х);

жидкостные термометры с органическим наполнителем (область измерений от —185 до +300°С);

б)    термометры, к показаниям которых вводятся подранки согласно свидетельству (термометры повышенной точности):

ртутные термометры (область измерений от —35 до +600°С);

жидкостные термометры с органическим наполнителем (область измерений от —80 до + 100Х);

в)    образцовые термометры:

ртутные термометры 1-го разряда (область измерений от —35 до +100°С);

ртутные термометры 2-го разряда (область измерений от —35 до +500²0;

ртутные термометры 3-го разряда (область измерений от —35 до +600X1.

2.    Инструкция не распространяется на:

а)    метеорологические термометры, которые поверяются организациями гидрометеорологической службы СССР;

б)    термометры в оправах, правильность показаний которых зависит не только от качества самого термометра, но и от устройства оправы и от способа монтажа термометра в оправе;

в)    термометры, конструкция которых не допускает их погружения в жидкостные термостаты.

II. ПОВЕРЯЕМЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ И СРЕДСТВА ПОВЕРКИ

3.    Поверка стеклянных жидкостных термометров состоит из следующих операций:

а)    внешний осмотр;

б)    поверка показаний термометров;

в)    поверка постоянства показаний.

Поверочное оборудование и образцовые приборы

4.    Для поверки стеклянных жидкостных термометров применяется следующее оборудование:

а) сосуд Дьюара для поверки при температуре кипения жидкого кислорода (—183°С);

б)    криостат для поверки при температурах от 0 до ~ 80°С, в котором рабочей жидкостью служит спирт или другая незамерзающая при —80°С жидкость;

в)    сосуд Дьюара для поверки при температуре возгонки СО* (—78,5°С);

г)    приборы для осуществления точки плавления льда или тройной точки воды (+0,0100°С) для определении положения нулевой точки;

д)    водяной термостат для интервала температур от -f 1 до +95°С;

е)    водяной кипятильник для поверки в точке 100°С;

ж)    масляный термостат для интервала температур от 95 до 300°С;

з)    солевой термостат для интервала температур от 300 до 600°С

Примечания:

1.    Поверку термометров в интервале от 300 до 600°С можно также производить в трубчатой горизонтальной электрической печи с металлическим блоком (медным, алюминиеныи, никелевым) с длиной каналов, обеспечивающей необходимое погружение термометров и достаточную равномерность температурного поля.

2.    Каждый термостат может быть допущен к применению- только после его испытания;

и)    центрифуга;

к)    катетометры, зрительные трубы или лупы для отсчета показаний;

л)    барометр.

5.    Для поверки термометров общего назначения и повышенной точности с ценой деления 0,2°С и выше применяются следующие образцовые приборы:

а)    образцовые ртутные термометры 2-го разряда от —30 до 0°С;

б)    образцовые медь-нонстантановые термопары 2-го разряда от — 100до0°С;

в)    образцовые ртутные термометры 2-го разряда от 0 до 500°С или 3-го разряда от 0 до 600°С;

г)    образцовые платиновые термометры сопротивления 2-го разряда от—182 до 600°С;

д)    образцовые ртутные термометры переменного наполнения 2-го разряда от 20 до 100°С.

6.    Для поверки образцовых термометров 2-гО разряда и термометров повышенной точности с ценой деления 0,05°С и меньше применяется:

а)    набор образцовых ртутных равноделеиных термометров 1-го разряда от 0 до 100°С;

б)    образцовые ртутные термометры 1-го разряда от —30 до 0°С;

в)    образцовый платиновый термометр сопротивления 1-го разряда.

Для поверки образцовых термометров 3-го разряда применяются образцовые термометры 2-го или 1-го разрядов.

7. Поверка образцовых-термометров 1-го разряда производится по эталонным платиновым термометрам сопротивления

В. При-поверке с помощью образцовых термопар или термомет^ ров сопротивления необходимо иметь комплект компенсационной установки, состоящий из:

а)    низкоомного потенциометра 1-го класса;

б)    низкоомного зеркального гальванометра с осветителем и шкалой;

в)    набора образцовых катушек сопротивления I, 10, ИХ) ом, класса 0,01 или 0,02;

г)    нормального элемента I или II класса;

д)    миллиамперметра;

е)    переключателей и аккумуляторных батарей (емкостью не менее 50 а-ч);

ж)    реостатов для регулировки тока в цепи термометров сопротивления.

9.    Измерение атмосферного давления при поверке термометров в точке 100°С необходимо производить по барометру с точностью до 0,2 мм рт. ст.

10.    Все применяемые образцовые приборы должны иметь свидетельства о поверке, выданные соответствующими поверочными учреждениями Комитета стандартов, мер и измерительных приборов при Совете Министров СССР.

III. ПОВЕРКА А. Внешний осмотр

11.    При внешнем осмотре термометров необходимо установить, удовлетворяют ли они общим техническим и дополнительным требованиям, предъявляемым к данному виду термометра. Технические требования даны в приложении 1.

Термометры, не удовлетворяющие предъявляемым к ним требованиям, бракуются и поверка их не производится.

12.    Чтобы убедиться в чистоте термометрической жидкости (п. 2 приложения 1), следует тщательно ее осмотреть при помощи зрительной трубы или лупы.

Необходимо также установить отсутствие прилипания капелек жидкости на стенках запасного резервуара и капилляра.

В случае, если столбик ртути разрывается на несоединимые части, термометр бракуется.

Плавность движения термометрической жидкости устанавливается в процессе поверки.

Примечание. Устранение разрывов термометрической жидкости и -пузырьков воздуха у вакуумных термометров достигается путем легкого постукивания и опрокидывания термометра или его подогрева; у газонаполненных__пу

тем пагревания и последующего охлаждения.

13.    Отсутствие возгонки термометрической жидкости (п. 3 приложения 1) устанавливается в процессе поверки термометров. При наличии возгонки на стенках капилляра появляется налет термометрической жидкости, образовавшийся в результате ее возгоняй

14.    Выполнение требований п. 4 приложения I устанавливается при внешнем осмотре, а наличие влаги на стенках оболочки термометра в процессе поверки.

1о. Поверка состояния капиллярной трубки (пп. 5 и 6 приложения 1) осуществляется путем внешнего осмотра.

У вакуумных термометров для поверки требований п. 6 следует пропустить ртуть но всему капилляру, придавая термометру наклонное положение. Видимое изменение, толщины ртутного столби ка свидетельствует об изменении диаметра капилляра или о повороте большой оси овального капилляра (капилляр «скручен»).

16. Испытание на неизменность положения шкалы производит ся только для термометров с вложенной, но не припаянной шкальной пластиной.

Для этого при вертикальном положении термометра резервуаром вниз надо постучать рукой по оболочке термометра и заметить положение нанесенной метки по отношению к делению шкалы, затем перевернуть термометр резервуаром вверх и постукивая по термометру, наблюдать смещение шкалы но положению метки.

Смещение шкалы по отношению к нанесенной метке не должно превышать наименьшего деления.

Если метка на оболочке тормометра отсутствует, поверитель наносит ее кончиком тонкого пера, смоченным чернилами или краской.

17 Для проверки зазора между капилляром и шкальном пластиной надо поднять термометр на уровень глаз и смотреть со сто роны ребра шкальной пластины.

В таком положении легко оценить на глаз величину зазора между капилляром и пластиной.

18.    Термометры следует хранить в вертикальном или наклонном положении резервуаром вниз. Недопустимы резкие толчки термометров в процессе поверки.

Б. Поверка показаний термометров

19.    Поверка показаний жидкостных термометров производится в термостатах путем сличения с образцовыми приборами.

Поверка в точке плавления льда и в точке кипения воды может производиться без образцовых приборов по методике, указанной в пп. 26 40.

20.    Отсчеты показаний термометров лучше всего производить с помощью катетометра или зрительной трубы. Разрешается производить отсчеты через лупу, которую следует держать так, чтобы поверяемая отметка была в центре лупы. Глаз наблюдателя должен находиться на уровне горизонтальной касательной к мениску.

Положение глаза должно быть таким, чтобы штрих шкалы в месте отсчета был видим прямолинейным, при неправильно* положении глаза — штрих будет казаться выпуклым книзу или кверху.

Показания ртутных термометров отсчитываются по касательной к вершине выпуклого мениска Показания термометров с органическим наполнителем отсчитываются но касательной к низшей точке вогнутого мениска. Отсчеты показаний производят после легкого постукивания по термометрам.

Отсчеты при поверке образцовых термометров или термометров повышенной точности, во избежание ошибок, должны производить два госповерителя поочередно.

21.    Поверяемые термометры должны погружаться в среду постоянной температуры на глубину, обозначенную на термометре.

Прямые хвостовые термометры погружаются всей нижней частью до места спая ее с верхней шкальной частью. Метастатический термометр погружается до первой оцифрованной отметки шкалы; угловые — нижней частью до изгиба.

Нели указание о глубине погружения на термометре отсутствует, термометр поверяется при погружении до отсчитываемого деления («полное погружение»).

22.    Нели размеры поверяемого термометра не позволяют осуществить полное погружение, то к показаниям термометра следует добавлять поправку на выступающий столбик, вычисляемую по формуле:

Д t = y(t — t_l)n,    (1)

где А / — поправка в °С;

у — коэффициент видимого тепловою расширения термометрической жидкости в стекле (см. л. 75, табл. 3); t — температура в термостате, определяемая но показаниям образцового термометра;

/| — средняя температура выступающего столбика жидкости, определяемая при помощи вспомогательного термометра (см. п 23); п — число градусов в выступающем столбике.

Для термометров с ценой деления больше 0,05°С значение п округляетей до целого числа градусов, для термометров с ценой деления 0,05°С и меньше — до десятых долей градуса.

Пример. Образцовый термометр погружен до деления 130° и показывает /“130,5°С, поверяемый термометр погружен до деления 50° и показывает 127,8°С, причем температура выступающего столбика, определяемая по показаниям вспомогательного термометра, fi=32°C. Длина выступающего столбика: п= 127,8—50» «78 град.

Поправка на выступающий столбик в этом случае будет: Af=0,00016(130,5—32) .78=0,00016.98,5.78 = 1,2°С.

Эту величину прибавляют к отсчету термометра. Исправленное на выступающий столбик показание термометра будет: 127,8+1,2— 129°С.

23.    Для измерения средней температуры выступающего столбика пользуются небольшим палочным термометром (вспомогательным), резервуар которого укрепляют на середине высоты выступающего столбика так, чтобы он касался поверяемого термометра

Для того, чтобы избежать влияния температуры тела наблюдателя, надо обмотать станиолевой полоской резервуар вспомогатель ного термометра вместе с основным термометром. После установки вспомогательного термометра выжидают 10—15 мин, чтобы уста новилось тепловое равновесие. Перед началом отсчета поверяемого термометра записывают показание вспомогательного. Для отсчетов лучше применять зрительную трубу. Пользуясь лупой, надо тщательно избегать приближения рук к резервуару вспомогательного термометра.

24.    Если при поверке термометра, предназначенного для работы с неполным погружением, температура выступающего столбика отличается от температуры выступающего столбика при градуировке, указанной на термометре, то к показаниям последнего следует добавлять поправку, вычисляемую по формуле

А = у —

где Л — поправка для приведения показаний поверяемого термометра к температуре выступающего столбика t'\ у — коэффициент видимого теплового расширения термометрической жидкости в стекле (см. пп. 22 и 75) ;

? — температура выступающего столбика при градуировке термометра;

I" — средняя температура выступающего столбика во время поверки, определяемая при помощи вспомогательного термометра (см. п. 23); п — число градусов в выступающем столбике.

25.    Если на термометре, градуированном при неполном погружении, не указана температура выступающего столбика, при которой была произведена градуировка, то следует считать, что градуировка производилась при температуре выступающего столбика, равной +20°С.

В. Поверка при 0°С и поверка постоянства показаний

26 Поверка положения нулевой точки обязательная для всех термометров, на шкале которых она нанесена, и производится дважды, в том случае, если термометры снабжаются свидетельством или подвергаются старению:

а) до начала поверки термометра;

1

Расчет проводится по формуле:

_ttr /,Ч _    ('    -100) (1-419.505)_.

VT_P\4 _((><01 _ ₁₀₀₎ . ₍₀ 01 ._ 4(9,505)»

_    (t    —    419,505) • (/ — 0,01)    .

⁴⁴⁰⁰ 4    (100    —    419,500)    •    (100 - 0.01)' ’

m lf\    —    0.01)    • {t — 100)    _

VznW ■    (419,505    —    0,01)    •    (419.505-- 100)    ’

где    t    —    температура,    близкая    к    измеряемой    б; разница между ними

не должна превышать 0,5 град;

0,01; 100; 419,505 — значения реперных точек: соответственно тройной точки воды, температуры кипения воды и температуры затвердевания цинка.

2

Настоящая инструкция составлена в соответствии с ГОСТ 4658-49; ГОСТ 2045-43; ГОСТ 302-41 (с 1/1—69 вводится в действие ГОСТ 302-68); ГОСТ 2823-59; ГОСТ 215-57; ГОСТ 400-64; ГОСТ 630-51 (с 1/1—70 вводится в действие ГОСТ 630- 69); ГОСТ 1224-41.