國際溫標(biāo)定義
由國際協(xié)議而采用的易于高精度復(fù)現(xiàn),并在當(dāng)時(shí)知識(shí)和技術(shù)水平范圍內(nèi)盡可能接近熱力學(xué)溫度的經(jīng)驗(yàn)溫標(biāo)。
熱力學(xué)溫標(biāo)是最基本的溫標(biāo),但熱力學(xué)溫標(biāo)裝置太復(fù)雜,實(shí)現(xiàn)非常困難,因此為了實(shí)用上的準(zhǔn)確和方便,1927年第七屆國際計(jì)量大會(huì)上決定采用國際溫標(biāo),這是第一個(gè)國際協(xié)議性溫標(biāo)(ITS-27)。
現(xiàn)行的國際溫標(biāo)是ITS-90,ITS-90國際溫標(biāo)替代了1968年國際實(shí)用溫標(biāo)(1975年修訂本)和1976年0.5K到30K暫行溫標(biāo)(EPT-1976)。
熱力學(xué)溫度(符號(hào)為T)是七個(gè)基本物理量之一。熱力學(xué)溫度單位為開爾文(符號(hào)為K),定義為水三相點(diǎn)熱力學(xué)溫度的1/273.16。
由于在以前的溫標(biāo)定義中使用了與273.15K(冰點(diǎn))的差值來表示溫度,因此現(xiàn)在仍保留這一方法。用這種方法表示的熱力學(xué)溫度稱為攝氏溫度(符號(hào)為t),其定義為t/℃=T/K-273.15。攝氏溫度的單位攝氏度(符號(hào)為℃),根據(jù)定義,它的大小等于開爾文(K),溫差可以用開爾文或攝氏度來表示。1990年的國際溫標(biāo)同時(shí)定義了國際開爾文溫度(符號(hào)為T90)和國際攝氏溫度t90,T90和t90之間的關(guān)系為t90/℃=T90/K-273.15,物理量T90的單位為開爾文(符號(hào)為K),t90的單位為攝氏度(符號(hào)為℃),與熱力學(xué)溫度T和攝氏溫度t一樣。
ITS-90由0.65K向上到根據(jù)普朗克定律使用單色輻射,實(shí)際可測(cè)量的最高溫度。ITS-90通過各溫區(qū)和分溫區(qū)來定義T90。某些溫區(qū)或分溫區(qū)是重疊的,重疊區(qū)的T90定義有差異。然而,這些定義應(yīng)屬等效。在相同溫度下使用此有異議的定義時(shí),只有高精度的不同測(cè)量之間的數(shù)值才能探測(cè)出來。在相同溫度下,即使只用一個(gè)定義,對(duì)于兩支可接受的內(nèi)插儀器(例如標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)),亦可得出T90的細(xì)微差值。實(shí)際上這些差值可以忽略不計(jì)。
溫度標(biāo)準(zhǔn)傳遞
ITS-90國際溫標(biāo)是最高溫度標(biāo)準(zhǔn)。我國根據(jù)ITS-90建立起的溫度標(biāo)準(zhǔn)叫國家基準(zhǔn),保存在中國計(jì)量科學(xué)研究院;各省市根據(jù)國家基準(zhǔn)建立起的地方標(biāo)準(zhǔn)定期與國家基準(zhǔn)比對(duì),以保證標(biāo)準(zhǔn)傳遞的可靠性和本地區(qū)測(cè)溫標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一;各制造溫度計(jì)的企業(yè)根據(jù)省市標(biāo)準(zhǔn)建立起自己的計(jì)量標(biāo)準(zhǔn),并每年向省市法定計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)機(jī)構(gòu)作比對(duì),以保證出廠溫度計(jì)產(chǎn)品計(jì)量準(zhǔn)確;各使用溫度計(jì)的企業(yè)要購買昌暉儀表制造有限公司等生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)產(chǎn)品,并每年送當(dāng)?shù)胤ǘㄓ?jì)量檢定機(jī)構(gòu)或原制造企業(yè)檢定一次。
1990國際溫標(biāo)定義
0.65K到5.0K之間,T90由3He和4He的蒸汽壓和溫度的關(guān)系式來定義。0.3K到氖三相點(diǎn)(24.5561K)之間,T90是用氦氣體溫度計(jì)來定義的。它使用了3個(gè)定義固定點(diǎn)及利用規(guī)定的內(nèi)插方法來分度。這3個(gè)定義固定點(diǎn)是可以實(shí)現(xiàn)復(fù)現(xiàn),并具有給定值的。
平衡氫三相點(diǎn)(13.8033K)到銀凝固點(diǎn)(961.78℃)之間,T90是用標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)來定義的,在一組規(guī)定的定義固定點(diǎn)上級(jí)利用所規(guī)定的內(nèi)插方法來分度。
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