温度测量的基本概念

  温度是表征物体冷热程度的物理量。温度只能通过物体随温度变化的某些特性来间接测量，而用来量度物体温度数值的标尺叫温标。它规定了温度的读数起点（零点）和测量温度的基本单位。目前上用得较多的温标有华氏温标、摄氏温标、热力学温标和实用温标。

一、华氏温标

华氏温标（ºF）规定：在标准大气压下，冰的熔点为32度，水的沸点为212度，中间划分180等分，每第分为报氏1度，符号为ºF。

二、摄氏温度

摄氏温度（℃）规定：在标准大气压下，冰的熔点为0度，水的沸点为100度，中间划分100等分，每第分为报氏1度，符号为℃。

摄氏温度值t和华低温度值tF有如下关系：

三、热力学温标

热力学温标又称开尔文温标，或称温标，它规定分子运动停止时的温度为零度，记符号为K。

四、实用温标

实用温标是一个协议性温标，它与热力学温标相接近，而且复现精度高，使用方便。目前通用的温标是1975年第15届权度大会通过的《1968年实用温标—1975年修订版》，记为：IPTS—68（Rev—75）。但由于IPTS—68温示存在一定的不足，计量委员会在18届计量大会第七号决议授权予1989年会议通过了1990年温标ITS—90，ITS—90温标替代IPTS—68。我国自1994年1月1日起全面实施ITS—90温标。

1990年温标（ITS—90）简介如下。

1、温度单位

热力学温度（符号为T）是基本功手物理量，它的单位为开尔文（符号为K），定义为水三相点的热力学温度的1/273.16。由于以前的温标定义中，使用了与27K（冰点）的差值来表示温度，因此现在仍保留这各方法。用这种方法表示的热力学温度称为摄氏温度，答号为t，定义为：

式中：t/℃--分子为摄氏温度，分母为摄氏温度的单位；T/K—分子为开尔文温度，分母为开尔文温度的单位。

根据定义，摄氏度的大小等于开尔文，温差亦可以用摄氏度或开尔文来表示。

温标ITS—90同时定义开尔文温度（符号为T90）和摄氏温度（符号为t90）。T90和t90之间的关系与T和t一样，即：

它们的单位及符号热力学温度T和摄氏温度t一样。

2、温标ITS—90的通则

ITS—90由0.65K向上到普朗克辐射定律使用单色辐射实际可测量的高温度。ITS—90是这样制订的，即在全量程中，任何温度的T90值非常接近于温标采纳时T的估计值，与直接测量热力学温度相比，T90的测量要方便得多，而且更为精密，并具有很高的复现性。

3、ITS—90的定义

   一温区为0.65K到5.00K之间， T90由3He和4He的蒸气压与温度的关系式来定义。

第二温区为3.0K到氖三相点(24.5661K)之间T90是用氦气体温度计来定义，

第二温区为平衡氢三相点(13.8033K)到银的凝固点(961.78℃)之间，T90是由铂电阻温度计来定义.它使用一组规定的定义固定点及利用规定的内插法来分度，

银凝固点(961.78℃)以上的温区，T90是按普朗克辐射定律来定义的，复现仪器为光学高温计，

ITS—90的定义固定点共17个，列于表

表 ITS—90定义固定点

  注：1、除3He外，其他物质均为自然同位素成分， e-H2为正、促分子态处于平衡浓度的氢。

      2、对于这些不同状态的定义，以及关复现这些不同状态的建议，可参“ITS—90补充资料”。

表中各符号的含义为：V—蒸气压点；T—三相点，在此温度下，固、液和蒸气相呈平衡；C—气体温度计；M、F—熔点和凝固点，在101325Pa压力下，固、液相的平衡温度。