Все о датчиках температуры.
Первый универсальный русскоязычный портал

Символ нового года

Государственный первичный эталон единицы температуры (ГПЭ) в диапазоне 0,8-273,16 К (Информация с официального сайта ФГУП «ВНИИФТРИ» www.vniiftri.ru)

Эталон создан во ВНИИФТРИ (1972–1990 гг.), утвержден Госстандартом СССР в 1991 г. Переутвержден в 2010 году (ГЭТ 35-2010). Эталон представляет собой набор термометров сопротивления, помещенных в два блока сравнения.
Передача международной температурной шкалы МТШ-90 термометрам – вторичным эталонам – осуществляется приведением последних в тепловой контакт с блоком и сличением в криостате.
В набор контрольной аппаратуры (помимо устройств для точных измерений сопротивлений и давлений) входят: комплект установок для реализации температур реперных точек, газовый интерполяционный термометр и криостаты сравнения. Набор контрольной аппаратуры, помимо поверки, позволяет также в случае крайней необходимости провести полную градуировку термометров эталона согласно Положению о МТШ-90.


Метрологические характеристики

Диапазон измерений, К.......................................................................................... 0,8–273,16
Случайная погрешность, К.........................................................................................0,001
Систематическая погрешность, К.............................................................................0,003

Область применения

Эталон возглавляет поверочную схему и обеспечивает единство измерений температуры в стране на современном уровне точности.

Развитие эталона

ВНИИФТРИ Росстандарта разработал акустический газовый термометр, предназначенный для определения термодинамической температуры по скорости звука в газообразном гелии с высокой точностью. Эта установка впервые была представлена на 14-м Московском международном форуме «Точные измерения – основа качества и безопасности», как новый шаг в обеспечении точности измерений температуры. Акустический газовый термометр является уникальной аппаратурой, которой в настоящее время обладают только США, Франция, Англия и Италия.

В рамках данной работы ВНИИФТРИ планирует ввести акустический газовый термометр в состав государственного первичного эталона температуры ГЭТ 35-2010 и участвовать в международных ключевых сличениях. На базе акустического газового термометра будут организованы разработка и производство новых эталонов температуры для поверки и калибровки платиновых и родий-железных термометров сопротивления нулевого разряда, а также эталонов-копий для нужд метрологических организаций.

Необходимость совершенствования Государственного первичного эталона температуры ГЭТ 35-2010 путем ввода в его состав акустического газового термометра обусловлена увеличением точности воспроизведения единицы температуры на эталоне. За основу был взят метод развития акустической газовой термометрии, так как именно он является одним из наиболее точных для измерения термодинамической температуры и рекомендован экспертами Консультативного комитета по термометрии при Международном бюро мер и весов (ККТ МБМВ) в качестве первичного метода термометрии.

Менее чем за пять лет, усилиями научного коллектива ВНИИФТРИ был разработан экспериментальный образец измерительной установки на базе акустического газового термометра для государственного первичного эталона единицы температуры ГЭТ 35-2010 с целью реализации нового определения единицы температуры кельвина на основе фундаментальной физической константы Больцмана. В 2017 г. сотрудники ВНИИФТРИ измерили с высокой точностью постоянную Больцмана. Новое значение соответствует показателям, полученным в других зарубежных метрологических институтах: NIST, LNE, INRIM, NPL. 

В настоящее время, в рамках международного проекта INK-2, проводимого EURAMET, ФГУП «ВНИИФТРИ» участвует в исследованиях по разработке новой Международной температурной шкалы. На акустическом термометре проводятся работы по исследованию отклонения температуры, определённой по действующей Международной температурной шкале МТШ-90, от термодинамической температуры. (источник информации - сайт ВНИИФТРИ)

Историческая справка

Лаборатория низких температур была создана в 1947 г. в МГИМИП по инициативе П. Л. Капицы. Ее создание было продиктовано возросшими потребностями бурно развивавшихся в тот период в нашей стране исследований в области ядерной физики и физики конденсированных состояний (низких температур). Поскольку к этому времени стало ясно, что одному Институту физических проблем АН СССР не справиться с решением всех аспектов проблемы низкотемпературных исследований, решено было создать отдельную лабораторию в системе Госстандарта, возложив на нее задачу измерения низких температур и исследования свойств веществ при низких температурах.

Первым руководителем лаборатории был назначен П. Г. Стрелков, в дальнейшем член-корреспондент АН СССР, директор Института теплофизики Сибирского отделения АН СССР.

В 1948 г. была принята Международная температурная шкала (МТШ). Перед лабораторией встала задача воспроизводить МТШ-48, а также создать национальную температурную шкалу в области ниже точки кипения кислорода. Для этих целей потребовалась разработка газового термометра для воспроизведения температурной шкалы, а в качестве ее носителя платинового термометра сопротивления.

В 1955 г. по инициативе П. Г. Стрелкова Лаборатория низких температур вошла в состав ВНИИФТРИ.

К 1968 г. лаборатория завершила работы по созданию основ Международной практической температурной шкалы (МПТШ-68) в диапазоне 10-90 К, в том числе реализованы реперные точки шкалы по зависимости температуры кипения неона, водорода, кислорода. Одновременно были разработаны новые термометры типа ТСПН-1. Шкала была установлена и принята Консультативным комитетом по термометрии (ККТ) МКМВ. Таким образом, ВНИИФТРИ стал одним из создателей МПТШ-68.

Проблема физики конденсированного состояния, сформулированная П. Л. Капицей, потребовала создания низкотемпературных средств измерения теплофизических величин (теплоемкости, температурного коэффициента линейного расширения (ТКЛР), теплопроводности). Первые такие приборы для измерения теплоемкости ТКЛР были разработаны П. Г. Стрелковым. Они стали выпускаться Опытным производством ВНИИФТРИ.

В дальнейшем исследования теплофизических свойств веществ и материалов были продолжены, поскольку знание этих свойств было необходимо при создании газового термометра (1970 — 1982 гг.). В результате этих исследований были созданы государственные специальные эталоны теплоемкости (Н. П. Рыбкин), теплопроводности (К. В. Кури ленок, В. И. Свириденко), эталон ТКЛР (Я. С. Агранович).

Значительная часть работ по исследованию конструкционных материалов и морозостойкости бетонов выполнена в подразделении под руководством И. И. Лифанова. Важное значение имел большой объем работ, выполненный В. А. Медведевым и В. М. Малышевым, по созданию автоматизированных средств измерения теплофизических величин, необходимых при исследовании конструкционных материалов для космических целей.

За период с 1955 г. по настоящее время по направлению низкотемпературных исследований в институте защищено 5 докторских и около 70 кандидатских диссертаций.