А.П. Волошина, Т.В. Евневич, А.И. Земцова - Руководство к лабораторным занятиям по метеорологии и климатологии, страница 10

После наблюдений термометр опускают в трубу. Для измерения температуры поверхностного слоя вод ы служит термометр, заключенный в специальную оправу (рис. 28). Цена деления шкалы этого термометра 0,2'. Оправа состоит из металлической трубки ! и стаканчика 2, которые свинчи- Рис 28 Термометр длв воды Рас. 29. Установка термометров в псикрометркческай буд- ке Термометры для измерения температуры воздуха Наибольшее распространение и применение для измерения температуры воздуха получили жидкостные термометры. На ме- 55 ваются между собой.

Трубка имеет прорезь для шкалы. Поверх трубки надет металлический чехол, с помощью которого закрывают прорезь в трубке оправы и тем самым предохраняют термометр от механических повреждений. Металлический стаканчик имеет отверстия в верхней части, которые служат для наполнения его водой.

При измерении температуры воды термометр погружают в воду на шнуре и выдерживают около 5 мин. Затем его вынимают и, не выливая воды из стакана, быстро делают отсчет. теорологическнх станциях температуру воздуха измеряют по сухому термометру станционного психрометра, который предназначен также для определения характеристик влажности (рис.

29). Станционный психрометр устанавливается в психрометрической будке (подробно о приборе см. гл. У1). Рис. 30. Схема движения воэдуха в аспирапиовнам психро- метре Рис. 31. Термометр-пращ с футляром и шнуром Психрометрические термометры имеют вставную шкалу из молочного стекла с ценой деления 0,2'.

Отсчеты производятся с точностью до 0,1'. Эти термометры очень чувствительные и малоинерционные. Резервуар термометра имеет форму шара. На верхнем конце защитной трубки имеется металлический колпачок с закраиной, который служит для установки термометра. Психрометрические термометры изготовляются с различными пределами шкалы: ртутные (от +41 до — 35') и ртутно-талневые (от +35 до — 55'). Последние применяются в районах с низкими температурами воздуха.

Для измерения температуры воздуха в полевых условиях применяют сухой термометр аспирационного психрометра и термометр-пращ. Термометр аспирационного психрометра (рнс. 30) — ртутный, имеет вставную шкалу из молочного стекла; цена деления шкалы 0,2'. От психрометрического станционного термометра он отличается меньшими размерами и формой резервуара. Этот термометр является частью аспирацнон. ного психрометра, служащего для измерения температуры н влажности воздуха в полевых условиях (описание прибора и методики наблюдений см в гл. Ч1). Терм о м ет р-п р а щ — ртутный палочный термометр (рис.

31) представляет собой толстостенную трубку с узким капилляром и с резервуаром, выдутым в конце этой же трубки. Шкала нанесена на передней внешней стороне. Для удобства и быстроты отсчета противоположная стенка термометра покрыта молочным стеклом; цена деления шкалы 0,5'. На верхнем конце термометра имеется шарик, к которому привязывают шнур. При измерениях температуры воздуха термометр вращают за шнур в горизонтальной плоскости на высоте вытянутой руки.

Для того чтобы термометр принял температуру воздуха, рекомендуется вращать его 2 — 3 мин. Затем шнур наматывают на указательный палец н быстро делают отсчет. Для измерения максимальной и минимальной температуры воздуха применяются такие же термометры, как и для измерения максимальной и минимальной температуры поверхности почвы.

Устанавливаются термометры в психрометрической будке на штативе в горизонтальном положении (рис. 32). В отсчет по штифтику минимального термометра кроме инструментальной вводят еще особую добавочную поправку. Она необходима потому, что спирт частично испаряется и конденсируется на стенках в верхней части капилляра. В результате объем спирта в резервуаре уменьшается, н показания термометра оказываются заниженными. Добавочная поправка определяется следующим образом: ежедневно по наблюдениям в 9 и 12 час находят разность показаний психрометрического термометра и спирта минимального термометра. Затем вычисляют среднюю месячную величину этих разностей, которая и является добавочной поправкой.

Вводится поправка в ежедневные отсчеты по штифтику минимального термометра в конце каждого месяца. Психрометрнческая будка Психрометрическая будка представляет собой небольшой деревянный шкаф размером 29Х46Х59 см (рис. 33). Боковые ее стенки сделаны из двойного ряда наклонных планок в виде жа- люзи, Одна из стенок служит дверцей. Сверху будка имеет горизонтальный потолок, над которым располагается крыша.

Размеры крыши больше размеров потолка, ее скат сделан на юг. Дно будки состоит из трех отдельных планок, причем средняя расположена немного выше крайних. Между планками образуются широкие просветы. Жалюзийные стенки и пол обеспечивают свободный Рис. 32. Внутренний вид психромет- Рис. ЗЗ. Общий вид психрометричерической будки с установкой прибо- ской будки ров доступ воздуха к приборам, Но хорошая вентиляция будки наблюдается только при ветре, в тихую погоду в будке может оказаться застой воздуха. Психрометрическая будка предназначена для защиты термометров от радиационных воздействий.

Устанавливают ее на деревянной подставке так, чтобы резервуары термометров были на высоте 2 м от почвы. Будку ориентируют дверцей на север. Это делается для того, чтобы во время наблюдений солнечные лучи не могли попасть на термометры. Будка внутри и снаружи, подставка н лесенка окрашены белой масляной краской. 58 Термограф Кроме жидкостных термометров на метеорологических станциях употребляются термографы, основанные на принципе изменения линейных размеров твердых тел с изменением температуры воздуха во времени. бреда тук Чеглдерг 7 Ггягпнииа 8 Рис.

34. Термограф Рис. 33. Лента термографа Приемной частью термографа, реагирующей на изменения температуры воздуха, служит изогнутая биметаллическая пластинка 1 (рис. 34), Она состоит из двух металлических пластинок, обладающих различными коэффициентами расширения. Обычно применяются железные и медные пластинки '. Один конец биметаллической пластинки закреплен неподвижно, к другому концу с помощью системы рычагов присоединена стрелка, на конце которой насажено перо 2, наполняемое анилиновыми чернилами с глицерином, предохраняющим их от высыхания и замерзания, При изменении температуры воздуха биметаллическая пластинка меняет изгиб, и перемещения ее конца в увеличенном виде передаются на стрелку с пером.

Перо, прикасаясь к ленте на вращающемся барабане, вычерчивает на ней кривую, соответствующую изменениям температуры воздуха. Барабан приводится в движение с помощью часового механизма 3. В зависимости от скорости вращения барабана термограф и другие самописцы бывают суточные и недельные. Ленты суточных самописцев имеют цену деления по вертикальной шкале времени !5 мин, а недельные— 2 час. Цена деления горизонтальной шкалы ленты термографа равна 1' (рис.

35). Часовой механизм барабана может отставать или уходить вперед. Для регулировки хода предусмотрена стрелка-регулятор, расположенная в верхней части барабана около Эти пластинки в последнее время заменены на ннвар н немагю1тную сз аль. 59 ключа 4, предназначенного для завода часового механизма.

Смену лент на суточном термографе производят каждые сутки, как правило, в 12-часовой срок наблюдений, а на недельном — по понедельникам в тот же срок. Ленты с записью колебаний температуры воздуха (термограммы) сохраняют и обрабатывают, Электрические термометры Электрические термометры обладают рядом важных преимуществ по сравнению с жидкостными и биметаллическими термометрами.

Ими можно измерять температуру очень малых объектов с большой точностью на любом расстоянии. По принципу действия электрические термометры делятся на два типа: термометры сопротивления и термоэлектрические термометры. Термометры сопротивления Электрические термометры сопротивления применяются на метеорологических станциях для измерения температуры почвы. Они основаны на увеличении алеки трического сопротивления металла И с повышением температуры. Закон И В г изменения сопротивления проводника в зависимости от температуры У выражается следующей формулой: г, = Л,(1 + й(), (3) га га где Йо — электрическое сопротив! ление проводника при 0', )хе — его сопротивление при Р', й — температурный коэффициент, зависящий от вещества проводника.

Ряс. ЗВ. Схема вялючення термометра сопротивления в цепь Из формулы (3) видно, что мостика Унтстона Ре — Р е вне (4) 60 Используя эту формулу, можно определить температуру проводника, предварительно измерив его сопротивление Иь Величины )хо и А для данного проводника известны. Они определяются заранее в лабораторных условиях. В качестве приемника термометра сопротивления чаще всего употребляется тонкая платиновая или медная проволока в виде спирали, имеющая большой температурный коэффициент. Термометр сойротивления включается в цепь мостика Уитстона, который и служит для измерения его сопротивления Р~ (рис.

36). Искомое сопротивление является одним из четырех плеч мостика Уитстона. Сопротивление двух других плеч мостика г, и гь постоянно и известно, а г четвертого плеча может быть изменено в широких пределах. Для измерения неизвестного сопротивления )т~ переменная величина подбирается такой, чтобы стрелка оставалась на нулевом делении. По теории мостика Уитстона при равновесии, т. е.