Приборы для измерения температуры поверхности почвы
Основные понятия и единицы измерения
Температура является важнейшей характеристикой теплового состояния среды. Для измерения температуры среды применяют различные виды термометров: жидкостные, деформационные, термоэлектрические.
Сравнимость показаний термометров осуществляется по их градусовочным шкалам. Единицы измерения температуры зависят от выбранной температурной шкалы. Существуют шкалы Фаренгейта, Реомюра, Цельсия, Кельвина.
Наиболее широкое применение получили шкалы Цельсия и Кельвина.
Градус шкалы Цельсия (ºС) составляет 1/100 интервала между точками таяния льда (0ºС) и кипения воды (100ºС).
Градус шкалы Кельвина (К) определяется как 1/273,16 часть термодинамической шкалы между абсолютным нулем и тройной точкой.
Связь между температурой по шкале Кельвина (Т) и по шкале Цельсия (t) равна:
t = Т – 273,16К
Срочный термометр ТМ-3 (рисунок 2.1) – применяется для измерения температуры среды в срок наблюдений. Пределы измерения температуры от -31º С до +50ºС или -35ºС до +41ºС. Представляет собой стеклянный сосуд, заполненный ртутью или спиртом. К резервуару припаяна тонкая стеклянная трубочка (капилляр). Верхний конец капилляра запаян, а нижний соединен с резервуаром. Сзади капилляра расположена шкала в виде пластинки из стекла с нанесенными на ней градусами делениями – цена деления 0,5ºС. Термометр защищен стеклянной оболочкой.
Рисунок 2.1 – Срочный термометр ТМ – 3
Термометр ртутный максимальный ТБ – Б1- служит для определения максимальной температуры среды за промежуток времени между сроками наблюдений. Пределы измерения температур от -35ºС до +50ºС или от -20ºС до +70ºС. Отличается от срочного тем, что в дно его резервуара впаян штифт, верхний конец которого входит в капилляр, оставляя в нем узкое кольцеобразное отверстие. При повышении температуры расширяющаяся ртуть преодолевает суженное место и поднимается вверх. При понижении температуры объем ртути в резервуаре уменьшается и в этот момент происходит разрыв столбика ртути в суженном месте капилляра. После разрыва столбик ртути остается на месте и показывает максимальную температуру.
После снятия отсчета термометр готовят к следующему измерению: встряхивают его, держа резервуар книзу до тех пор пока столбик ртути соединится с резервуаром.
Рисунок 2.2 - Термометр ртутный максимальный ТБ – Б1
Термометр спиртовой минимальный ТМ – 1(рисунок 2.3)- применяется ля измерения минимальной температуры за промежуток времени между сроками наблюдений.
Термометр имеет шкалу из стекла с делениями через 0,5ºС. Измеряет температуры в диапазоне от -75ºС до +41ºС. Сохранение минимальных значений обеспечивается находящимся в капилляре внутри спирта небольшого штифта из темного стекла, имеющего на своих концах круглые утолщения. Утолщения штифта меньше внутреннего диаметра капилляра, поэтому при повышении температуры спирт обтекает штифт не смещая его. При понижении температуры штифт после соприкосновении с мениском перемещается вместе со спиртом к резервуару. Таким образом, положение конца штифта ближайшего к мениску спирта, указывает минимальную температуру.
После снятия отсчета термометр готовят к следующему измерению. Для этого поднимают его резервуаром кверху и держат до тех пор, пока штифт не опустится до мениска спирта.
Установка термометров производится в южной части метеорологической площадки. Участок поверхности земли размером 4×6 метров перекапывается, рыхлится и выравнивается. Термометры укладываются на поверхность земли в центре участка, так чтобы резервуар и оболочка термометра наполовину погружались в почву. Первым с северной стороны кладут срочный, затем минимальный и максимальный термометры на расстоянии 5 – 6 см друг от друга, ориентируя резервуары на восток.
Рисунок 2.3 - Термометр спиртовой минимальный ТМ – 1