Как проверить уличный термометр

Эта страничка была специально создана для развёрнутого описания методики калибровки 0°С для термометра ТЕ-166.

Что даёт калибровка?
Прежде всего, вы будете уверены, что термометр правильно показывает 0 (ноль) градусов цельсия. Однако, калибровка вовсе не обязательна, особенно, если не понимаете зачем она нужна, ведь термометр уже был откалиброван в заводских условиях.

Точность калибровки.
Точность показаний модели ТЕ-166 составляет ±1°С. Разрешение составляет 0,1°С.
Несмотря на калибровку, у каждого термометра имеется "дрейф" показаний. Т.о. с течением времени только что откалиброванный термометр будет менять показания на 0,1°С-0,3°С. Эти флуктуации укладываются в точность прибора и зависят от множества факторов, которые на 99% компенсирует сам прибор: температуры окружающей среды, напряжения питания батареи, относительной влажности окружающего воздуха и т.д. Точность показаний снижается к краям диапазона измерений. Вблизи 300°С точность прибора составит ±3°С.

Что потребуется для калибровки?
Прежде всего, потребуется термос и лёд из морозильника. Акцентируем внимание на том, что стакан, кружка и любые другие ёмкости, кроме термоса, не подходят. Уже было множество случаев, когда люди приносили термометр и говорили, что он неправильно показывает после проведённой калибровки. При этом таким покупателям очень трудно объяснить, что они откалибровали ноль по температуре стенок стакана, а это совсем не 0°С, а, к примеру, +1°С

+3°С. Но это вы сможете увидеть только после того, когда откалибруете термометр с использованием термоса, а затем возьмёте стакан со льдом и попробуете замерить в нём температуру.
Поэтому: возьмите термос и только термос (любой, из металла или стекла). При отсутствии термоса не экспериментируйте и довольствуйтесь заводской калибровкой!

С чего начать? Приготовим сперва воду с температурой 0°С
Откройте кран, включите холодную воду, пролейте 5 литров воды. Зимой температура холодной воды из под крана составляет 3°С

15°С. Поэтому летом потребуется больше льда. В общем случае, потребуется 1 стакан холодной воды. Вода должна закрывать 5-7 см щупа. Добавьте лёд, подождите 3 минуты. Перемешайте лёд с водой. Если льда остальсь мало, добавьте ещё льда. Ждите ещё 3 минуты. На поверхности воды в термосе должны постоянно в течение всего времени калибровки плавать несколько кусков тающего льда. Из курса физики нам известно, что это 0°С. А нам как раз нужна стабильная точка отсчёта 0°С. Вот мы и подошли вплотную к моменту калибровки. Приступим.

Подготока термометра к калибровке
Возьмите термометр. Вставьте заведомо исправную батарею питания с напряжением без нагрузки не менее 1,5V, жалательно новую или мало б/у. Вставьте штекер провода с сенсором в разъём термомтра. Нажмите кнопку "ON/OFF", чтобы включить прибор, подождите примерно пол минуты, чтобы термометр прошел этап самотестирования. Опустите на 3-5 минут щуп прибора в термос с тающим льдом. Меньшее количество времени для калибровки не показано, ведь мы хотим достичь максимальной точности!

Теперь всё готово к калибровке. Поскольку термометр уже откалиброван на заводе, в него вшита "защита от неправильной калибровки" с той простой целью, чтобы он не показывал 0°С при температуре +20°С и, если вы случайно нажмёте кнопку калибровки при комнатной температуре, ничего страшного не случится и термометр не изменит показаний, т.к. термометр можно откалибровать за 1 приём только на 1°С!

Калибровка
Положите щуп в термос так, чтобы он был погружён на глубину 5-7 сантиметров. Ждите 3 минуты. Затем нажмите и удерживайте 2-3 секунды кнопку "CAL"("Калибровка"). Всё, термометр откалиброван. Не вынимая щуп термотра из термоса, перемешайте им плавающий лёд с водой, далее наблюдайте за дрейфом температуры на несколько десятых градусов и, если потребуется, повторите калибровку.

Меры предосторожности при проверке:
Нельзя перегревать сенсор температуры – он гарантированно выйдет из строя. Категорически запрещено держать сенсор на открытом огне, будь то зажигалка, газовая горелка или костёр. Также нельзя касаться стенок металлической посуды, стоящей на огне, даже в том случае, когда внутри посуды налита вода. Нельзя также оставлять термометр, например в мясе, в процессе его непосредственного приготовления, т.е. жарить, держать на огне. В этом случае ваш щуп также может выйти из строя, а без него измерительный блок бесполезен. Ну и, конечно, оберегайте сам измерительный блок от воздействия высокой температуры, пара и воды.

Проверим?
Теперь можно приступать к точным измерениям. Можно изменять температуру жидких неагрессивных жидкостей, а также вязких и сыпучих продуктов. При измерениях нужно учитывать, что термометр – прибор инерционный. Его щуп постепенно приходит в состояние термодинамического равновесия с окружающей средой. Следовательно, чем больше времени вы уделите измерению температуры измеряемой среды, тем точнее будут показания. Т.е., если вы опустите в кипяток предварительно охлаждённый щуп на 10 секунд, показания могут быть 80-90°С. Но в течение 1,5-2 минут вы достигните точности в десятые доли градуса и увидите, к примеру, 99,1°С. Не пугайтесь этого. Во первых, точность прибора составляет примерно 1°С, а к краям диапазона измеряемых температур точность падает примерно ещё больше, вплоть до ±3°С. Во вторых, проверьте, на какой высоте вы кипятите воду, а точнее, при каком давлении. Дело в том, что температура кипения воды, оказывается, зависит от атмосферного давления. Поэтому на высоте Эвереста вы даже яйцо не сварите в кипящей воде. Там температура кипения пресной воды составит всего 82°С! На уровне моря при давлении 760 мм ртутного столба вода кипит при 100°С. Так что запаситесь ещё и барометром для проверки давления. Поправку ±1°С нужно брать от табличных значений, которое стоит напротив атмосферного давления. Ниже мы приводим (в справочных целях) таблицу зависимости температуры кипения пресной воды от атмосферного давления.

Температура кипения пресной воды при атмосферном давлении в мм рт. ст.

Одним из анахронизмов, перекочевавшим в жизнь современного человека, является уличный термометр, по установившейся привычке прикручиваемый или приклеиваемый на оконную раму с целью определения температуры воздуха на улице. Почему анахронизм и почему он не нужен? Мы попытаемся рассказать в предлагаемой вашему вниманию статье. Уличные градусники на пластиковые окна устанавливают повсеместно. В большинстве случаев даже не задумываясь о том, есть ли смысл тратить время на это бесполезное занятие.

Но, коль такая потребность у определенной категории граждан существует, мы, конечно же, ответим на вопросы, как это лучше сделать.

Нужен ли градусник за пластиковым окном?

Со времени своего изобретения и до недавнего исторического прошлого уличные градусники худо-бедно справлялись со своими обязанностями – показывать температуру воздуха на улице. Так же как и сегодня и пятьдесят и сто лет назад они безбожно врали. Связано это было не с особенностями самих приборов, а с тем, что их устанавливали, где попало и как попало. Поэтому не редки были случаи споров о том, насколько холодно или жарко в конкретный день. Спорщики просто забывали, что уличные градусники, на показания которых они ориентировались, были размещены в различных условиях. У одних — на окне с утра освещаемом Солнцем, у других – на раме вечно затененного балкона, а у третьих – на столбике во дворе частного дома.

В XXI веке начисто отпала потребность в этом приборе за окном. Почти каждый имеет сотовый телефон или смартфон, который в одно касание может показать на дисплее абсолютно точные и объективные данные о температуре воздуха, влажности, силе ветра и «субъективных» ощущениях погоды, при необходимости добавив к показаниям величину атмосферного давления и прогноз по осадкам на ближайшие сутки или целую неделю.

Но сила инерции мышления и привычки столь сильны, что вместо того, чтобы, не вставая с постели узнать, какая погода ждет вас на улице, многие бредут к уличному градуснику за окном и с радостью или скорбью узнают, что на улице совсем не такая погода, какая им приснилась во сне.

Немного о градусниках (термометрах)

Традиционно в быту для измерения температуры воздуха на улице применяются два вида термометров: спиртовые и биметаллические.
Первые представляют собой герметично запаянную капиллярную трубочку с окрашенным спиртом, который по мере повышения или понижения температуры воздух либо расширяется, либо сжимается, скользя по капилляру вдоль нанесенной метрической шкалы.

Биметаллические градусники – это пружина, состоящая из сплава двух металлов имеющих различный коэффициент расширения, на конце которой установлена стрелка. При нагревании или охлаждении пружина либо сжимается, либо раскручивается. В соответствии с этим перемещается и стрелка, расположенная на конце такой пружины, показывая определенное значение на дугообразной градусной шкале.

Третьей разновидностью уличных градусников являются электронные, которые получаю сигналы от расположенного вне помещения датчика и передают его на электронное устройство, отображающее температуру в цифровом виде на ЖК дисплее.

В настоящее время эти три модели распространены примерно в одинаковой мере и служат предметом бесконечных сетований владельцев на качество приборов и поводом для математических вычислений среднего арифметического, в случае несовпадения показаний на двух или более термометрах.

Наиболее точные показания при всех равных условиях дают электронные градусники. Поскольку их выносные теплоизмеряющие элементы проходят более строгий метрологический контроль (кроме китайских) и их термодатчики можно прикрепить в местах, недоступных прямым солнечным лучам.

Наименьшей степенью достоверности отличаются биметаллические градусники. Среднее и наиболее популярное среди населения положение занимают спиртовые градусники. Но следует учитывать возраст прибора. Чем дольше он служит вам, тем больше он вас обманывает. Связано это с постепенным испарением спиртовой жидкости и конденсацией её в верхней части капилляра.

В результате чего столбик окрашенной жидкости становится постепенно все короче и короче, а температура на улице все «ниже» и «ниже».

Что делать, чтобы термометр не врал?

Получить абсолютно достоверные сведения о температуре воздуха с уличного термометра, расположенного на раме пластикового окна практически невозможно. Первой причиной является тепловое излучение, исходящее от дома. Если известно, что до 30% тепла теряется через окна, то соответственно, излучаемое тепло будет вносить коррективы в показания градусника в сторону повышения температуры.

Вторым фактором является неправильная установка термометра. Обычно их монтируют на окнах, к которым обеспечен самый легкий и постоянный доступ. Это кухонные окна или окна в спальне. При этом мало кто задумывается о том, чтобы перед установкой градусника сверится с компасом или программой 2ГИС и определить, в каком направлении ориентированы ваши пластиковые окна. Если в восточном – градусник будет «врать» с утра, если в западном – ближе к вечеру, если в южном – на протяжении всего дня. Связано это с Солнечной активностью. Даже в пасмурную погоду южная стена дома будет прогреваться сильнее и исходящее от неё тепло не позволит вашему градуснику показать достоверную температуру.

Самые точные, насколько это возможно, показания дают уличные градусники, расположенные с северной стороны. Они объективны потому, что на них не воздействует прямой солнечный свет.
Третьей ошибкой, которая влияет на неправильные показания, является игнорирование требований экранирования термометра. Он обязательно должен быть прикрыт снаружи светоотражающим экраном, который защитит его от влияния прямой Солнечной радиации.

Четвертым условием является наличие достаточного зазора между градусником и стеной (даже не рамой или стеклом) дома.
Из этого следует, что не соблюдая этих условий, вы всегда будете получать очень приблизительные показания в интервале +/- 3-5° С.

Установка термометра

Если приведенные аргументы не убедили вас, и вы по прежнему хотите прикрепить термометр у себя за окном, то внимательно отнеситесь к его выбору. Как уже отмечалось, самые большие погрешности дают биметаллические градусники. Связано это с тем, что очень трудно подобрать и откалибровать шкалу для каждой конкретной пружины, расположенной внутри приборчика. Достаточно отклонения толщины одной из полосок металла на несколько микронов, чтобы показания двух термометров отличались. При массовом производстве никто не изготавливает для конкретной пружины собственную шкалу. Поэтому показания градусников неточны.

Наиболее распространенные спиртовые термометры могут служить вам долгие годы, но с каждым годом их показания, по мере испарения жидкости, будут отличаться в сторону «понижения» температуры. Выбирая спиртовой градусник надо стремиться купить прибор с как можно более длинной трубочкой-капилляром. Многочисленные сувенирные термометры, снабженные бумажными шкалами внутри колбы, изначально не калибруются и показывают температуру с большими погрешностями.

Если вы остановите свой выбор на электронной метеостанции – то её выбор будет зависеть исключительно от ваших финансовых возможностей и количества функций, которые прибор может выполнять.

Закрепить термометр лучше всего не на раме пластикового окна, так как надежное закрепление возможно только механическим прикручиванием саморезами с пластику. А портить профиль ради установки градусника вряд ли стоит. Можно приклеить градусник, предварительно промыв и обезжирив ПВХ профиль, на двусторонний скотч, но он весьма недолговечен и в один прекрасный день вы можете не обнаружить градусник за своим окном, причиной тому могут быть и птицы, особенно любопытные синички, которые готовы примоститься на любой поверхности.

Можно приклеить строительными прозрачными клеями, используемыми для ПВХ пластиков или прозрачным сантехническим силиконовым герметиком. Не рекомендуется приклеивать клеями «Секунда» содержащими цианоакрилат. Несмотря на свои выдающиеся качества по скорости и прочности первоначального схватывания, само вещество под действием влажности воздуха и УФ-излучения довольно быстро разлагается и примерно через год клей перестает держать.

Поэтому оптимальным вариантом будет закрепить градусник на стене дома на выносном кронштейне с фиксацией его небольшими шурупами или гвоздиками. Не забудьте снабдить градусник простейшим самодельным экранчиком из фольгированного материала, который будет защищать его от прямых лучей Солнца. Термометр следует закрепить со стороны не открывающейся створки окна, чтобы приоткрытая на проветривание створка не вносила коррективы в показания прибора за счет теплого воздуха из комнаты.

1)Налейте в стакан теплую воду. Поместите в стакан ртутный и электронный термометр так, что бы измерительный элемент электронного термометра и ртутная колба ртутного градусника были на одном уровне.

2)Подождите 10 минут.

3)После того как показания на ртутном термометре перестанут изменяться, сравните показания термометров. Если разница показаний меду термометрами не превышает 0.1 градуса, то электронный градусник исправен.