Погрешность градусника ртутного: Ртуть точнее электроники. Мифы и реальность — Naked Science

Какие градусники лучше: ртутные или электронные? | Здоровая жизнь | Здоровье

Мария Осина

Примерное время чтения: 3 минуты

8314

Категория:  Заболевания и лечение

Как объясняют в Роспотребнадзоре, медицинские термометры делятся на три группы: ртутные, электронные (цифровые) и инфракрасные, в быту обычно используются первые два варианта. Лучшим для измерения температуры многие до сих пор считают ртутный градусник. Электронный термометр считывает температуру быстрее, безопаснее в использовании, но стоит дороже и, как считают некоторые, может давать большую погрешность.

Какие плюсы и минусы у ртутных градусников?

Ртутные термометры дешевые и самые распространенные, при измерении температуры под мышкой они дают точный результат, даже если не очень тщательно прижимать руку к телу, держать градусник под большим наклоном или вовсе горизонтально (объем ртути увеличивается под воздействием тепла). Но минус ртутного градусника заключается в том, что измерять им температуру нужно в течение длительного времени (7-10 минут).

Также ртутные термометры небезопасны, поскольку градусник может упасть и разбиться, а пары ртути ядовиты для человека. Поэтому даже взрослым пользоваться им следует с осторожностью, а детям лучше давать более безопасные электронные градусники.

Какие плюсы и минусы у электронных градусников?

Электронный термометр безопасен и измеряет температуру тела быстрее (в течение 30 секунд). Кроме того, его удобнее использовать, если требуется измерить температуру у маленьких детей. Существуют даже электронные градусники, выполненные в виде сосок-пустышек, однако, как указывают в Роспотребнадзоре, если ребенок плачет или дышит через рот, то результаты могут быть занижены. Для детей до 3 лет разработаны ректальные цифровые термометры, они достаточно точны.

Из минусов, которые кому-то могут показаться существенными, — более высокая цена и то, что электронный градусник работает на батарейках (соответственно, их надо покупать и менять).

Кроме того, чтобы результат такого термометра был точным, необходимо следить, чтобы датчик во время измерения плотно контактировал с телом. Поэтому с медицинской точки зрения аксиллярное измерение (когда градусник находится в подмышечной впадине) не является высокоточным методом.

Может ли отличаться температура при измерении разными градусниками?

Да, может, но не критически: как правило, расхождение бывает в пределах от 0,5 до 1 градуса. Согласно инструкциям, допустимая погрешность ртутных и электронных градусников колеблется около 0,1°C, а в бесконтактных приборах — 0,2-0,3 °C.

Принято считать, что нормальная температура тела человека — 36,6 градуса. Но это не совсем так: в Роспотребнадзоре поясняют, что этот показатель при аксиллярном измерении может варьироваться от 35,2 до 36,8 градуса. При измерении в полости рта температура может быть на 0,5 градуса выше, а температура, измеренная ректально, — выше на 1 градус.

Смотрите также:

  • Какой градусник выбрать? Плюсы и минусы разных термометров (24. 01.2013) →
  • Чем померить температуру? Выбираем градусник →
  • АиФ-экспертиза: какие градусники не врут? →

термометр

Следующий материал

Также вам может быть интересно

  • Какой градусник выбрать? Плюсы и минусы разных термометров (09.11.2011)
  • История создания термометра: как придумали первый градусник?
  • Сколько нужно держать градусник под мышкой?
  • Российские ученые сообщили о завершении глобального потепления
  • Неправильное обращение с ноутбуком может привести мужчину к бездетности

Новости СМИ2

От ртутного до инфракрасного: какой градусник точнее — Жизнь

Фото: © Владимир Сараев, Sibnet. ru

Температура тела — важнейший показатель здоровья. В период пандемии коронавируса за ней нужно тщательно следить — даже легкий жар может оказаться симптомом опасной инфекции. Способов измерить температуру множество — кроме традиционных ртутных, есть инфракрасные, электронные и даже жидкокристаллические градусники. Как выбрать оптимальный термометр?

Знакомый всем термометр в 1714 году разработал физик Даниэль Фаренгейт. Ученый сначала поменял воду на спирт, а затем догадался использовать ртуть. Эпоха ртутных градусников уходит, однако они еще есть во многих домах.

Ртутный термометр

Самый привычный для большинства россиян термометр. Состоит из стеклянной колбы с капилляром, который содержит ртуть. Специалисты считают его самым точным. Для измерения температуры тела ртутным градусником потребуется примерно пять минут. Но купить его сейчас затруднительно — с 2020 года Россия полностью отказалась от производства ртутных приборов.

Измерять температуру лучше всего под мышкой, во рту, в ухе, на лбу или в прямой кишке. Считается, что температура подмышек наименее точна, а ректальный способ обеспечивает наиболее близкий к истинным показаниям результат.

Плюсы прибора — простота, высокая точность, низкая цена. Однако ртутный градусник потенциально опасен — пары этого металла ядовиты, а стеклянную колбу легко разбить. Лучше не использовать его для измерения температуры у детей. Кроме этого, после каждого применения ртуть нужно стряхивать.

Галинстановый термометр

Внешне градусник очень похож на ртутный, однако токсичного металла внутри нет. Вместо него производители используют безопасный сплав — галлий, индий и олово. Смесь называется галинстан, при комнатной температуре она сохраняет текучесть. Термометр дешевый, продается в каждой аптеке.

Есть способ отличить градусник с ртутью от прибора с галинстаном. Нужно опустить термометр в воду. Ртуть тяжелее воды почти в 14 раз, прибор сразу утонет. Если термометр сохранил плавучесть, внутри него галлий, индий и олово.

В отличие от ртутного термометра, в таком приборе сбить показатели намного труднее — галинстан менее подвижен, чем ртуть.

Такой градусник для получения верных значений нужно очень плотно прижимать к телу. Кроме этого, «на глаз» его непросто отличить от потенциально опасного ртутного термометра.

Электронный термометр

Де-факто современный стандарт в домашней аптечке. Обычно это пластиковый прибор с дисплеем, на котором отображаются измерения. На получение результата требуется 3 минуты, устройство способно сохранять последние показания в памяти, некоторые имеют гибкий наконечник для повышенной безопасности.

Фото: © Владимир Сараев, Sibnet.ru

Стоимость такого градусника выше традиционного. Точность измерения хуже ртутного, нормальной считается погрешность 0,3 градуса. Многие неправильно пользуются прибором — большинство электронных термометров нужно вынимать только после второго сигнала. Кроме этого, время от времени электронный термометр требует замены батарейки.

Инфракрасный термометр

Бесконтактный инфракрасный термометр популярен у родителей маленьких детей, так как измерение температуры тела занимает не более секунды, нет необходимости беспокоить ребенка.

Показания сразу высвечиваются на большом дисплее устройства. Таким термометром можно измерять и температуру окружающих предметов, что иногда бывает полезно.

Фото: © Владимир Сараев, Sibnet.ru

В линейке градусников это самый дорогой прибор. При эксплуатации требуется соблюдать определенные правила, без этого показания окажутся неточными. Не все знают, что использовать такой прибор необходимо строго на определенных участках тела. Оптимальным считается ушная раковина или височная артерия. Чтобы гарантировать точность, лучше провести серию измерений.

Жидкокристаллический термометр

Градусник в виде цветовой индикаторной полоски, который работает на жидких кристаллах. Такой термометр не содержит металлов, не требует элементов питания, не бьется, не боится влаги. Его принцип действия основан на изменении оптических характеристик жидкокристаллического слоя в процессе фазового перехода под действием температуры.

Фото: © nextemp.ru

Цена такого градусника ниже, чем электронного. По точности он сопоставим с ртутным — допускается абсолютная погрешность не более 0,1 градуса. На измерение нужно примерно 3 минуты. Через одну минуту прибор будет готов к повторному использованию. К минусам можно отнести непривычное получение показаний — придется самостоятельно считать цветные точки на корпусе прибора.

Жидкостный стеклянный термометр | Важные источники ошибок

Ртутный термометр широко используется в повседневной работе. Они откалиброваны с использованием точек льда и пара и поэтому считываются по шкале Цельсия. Термометр работает быстро и показывает температуру напрямую. Диапазон ртутного термометра не очень широк, так как ртуть кипит при 356°С и замерзает при -39°С . Для измерения высокой температуры используется либо ртуть под давлением, либо другая жидкость с высокой температурой кипения, такая как галлий (B.P. 9).0003 1700°C ). Для низкотемпературных измерений можно использовать спирт до -112°C , нефть до — 190°C и пентан даже до -200°C .

Ртутные и другие стеклянные жидкостные термометры имеют несколько неточностей и поэтому нуждаются в исправлениях. Вот некоторые важные источники ошибок и необходимых исправлений:

(I) Сдвиг нуля вообщем обнаружил что ртутная нить не стоит на нуле. Смещение нуля термометра связано с тем, что стеклянная трубка термометра, нагретая в процессе изготовления, при охлаждении не возвращается к исходному объему. Восстановление происходит постепенно и занимает несколько лет.

(II) Ошибка в верхней фиксированной точке- Готовый термометр следует поместить в гипсометр и проверить его верхнюю фиксированную точку. Разница между истинной точкой кипения, соответствующей дневному давлению, и наблюдаемым значением дает ошибку фиксированной точки.

После получения ошибки нуля и ошибки в верхней фиксированной точке можно построить линейный график, который даст поправку для любого показания термометра.

(III) Коррекция открытого стержня — Когда термометр помещают в горячую ванну, часть стержня всегда остается снаружи и, следовательно, имеет температуру, отличную от температуры колбы. Таким образом, показания термометра будут немного ниже истинной температуры. Максимально возможная длина термометра должна быть погружена в ванну, чтобы свести к минимуму эту ошибку.

(IV) Ошибка запаздывания- Термометр, который использовался для измерения высокой температуры, не следует сразу же использовать для измерения низкой температуры. Когда колба термометра нагревается, а затем охлаждается, стеклянная колба не сразу восстанавливает свой первоначальный объем, и поэтому термометр не будет давать правильных показаний, если его сразу же использовать для измерения более низких температур.

(V) Коррекция внутреннего давления- Термометр градуирован в горизонтальном положении. Поэтому необходима поправка, когда термометр используется в вертикальном положении, чтобы учесть повышенное внутреннее давление на стенки колбы термометра.

(VI) Коррекция внешнего давления — Если внешнее давление увеличить, это сожмет колбу, и ртуть поднимется выше в стержне. Ошибка из-за изменения внешнего давления очень мала.

(VII) Неравномерность отверстия — Стержень термометра градуируется путем равномерного деления длины, предполагая, что отверстие термометра однородно. Чтобы избежать ошибки неравномерности отверстия, термометр необходимо калибровать с помощью какого-либо эталонного термометра.

(VIII) Капиллярная ошибка — Поскольку отверстие термометра очень тонкое, ртуть не может свободно перемещаться, и поэтому восходящий столбик всегда показывает несколько ниже, чем падающий столбик при той же температуре.


Использование частично погруженного термометра при неправильном погружении

Что ж, это новый поворот, но, возможно, не такой необычный, как я думал. Сегодня нам позвонил клиент с таким вопросом: у него есть откалиброванный термометр NIST, откалиброванный для частичного погружения (76 мм). Он собирается использовать его только погруженным на 50 мм. Какая у него будет ошибка? Диапазон термометра составляет от -1 до 101°C с шагом 0,1°, и он хочет проводить испытания при 40, 70 и 90°C

Мой ответ на этот вопрос был типичным: «Величина ошибки, вносимой уменьшенным погружением, будет скромной, но хорошая наука требует, чтобы мы рассчитали и количественно оценили ошибку, а затем решили, важно (или нет) приложение. »

Вот проблема: термометр рассчитан на погружение в тестируемую жидкость на глубину 76 мм (3″) и был откалиброван (сертифицирован) для таких условий погружения.

В этом приложении термометр погружен только на 50 мм, поэтому 26 мм стержня термометра, который должен подвергаться воздействию измеряемой температуры, вместо этого подвергается воздействию какой-то неизвестной температуры. Как это влияет на показания термометра?

Расчет почти идентичен определению поправки для частично погруженного термометра полного погружения.

1. Нам нужно определить 4 переменные:

k дано.
k = коэффициент расширения термометрической жидкости и стекла вместе взятых.

Для ртутных термометров Цельсия, k = 0,00016
Для ртутных термометров Фаренгейта, k = 0,00009
Для красных жидкостных термометров Цельсия, k = 0,001
Для красных жидкостных термометров Фаренгейта, k = 0,0006

n = число градусов шкалы столбика термометра между поверхностью измеряемой жидкости и линией погружения.
В этом случае термометр погружается до отметки 50 мм, так что 26 мм стержня всплывает. Если мы измерим 26 мм по шкале этого термометра, мы увидим, что 26 мм соответствует 5,4 градуса Цельсия. Итак, n = 5,4

T = показание термометра на месте
(Предположим, что термометр показывает ровно 40,00 °C). )

t = средняя температура выходящего столба жидкости.
Это «сложная» переменная. Чтобы получить это значение, подвесьте рядом с основным термометром вторичный термометр полного погружения. Расположите этот термометр так, чтобы его колба находилась посередине между поверхностью жидкости и погружной линией. Температура, показанная на втором термометре, будет нашей наилучшей оценкой средней температуры всплывающего столба жидкости. Для этого примера предположим, что наблюдалась температура 30 °C.

2. Теперь найдите величину поправки из следующего уравнения: показания термометра дают 40,00 ° + 0,0086 = 40,0086 ° C, что является фактической температурой измеряемой жидкости.

Пример 2.
Предположим, что термометр показывает 60,03° (T), n остается неизменным, поскольку погружение постоянно, а измеренная температура вокруг всплывающего ствола составляет 37 °C

(0,00016 x 5,4) x (60,03-37) = 0,019°

Добавление этого значения к наблюдаемому показанию термометра дает 60,03° + 0,019 = 60,049 °C, что является температурой измеряемой жидкости.

Пример 3.
Предположим, что термометр показывает 90,06° (T), n остается неизменным, поскольку погружение является постоянным, а измеренная температура вокруг всплывающего ствола составляет 54 °C

(0,00016 x 5,4) x (90,06 -54) = 0,031°

Добавление этого значения к наблюдаемому показанию термометра дает 90,06 ° + 0,031 = 90,091 ° C, что является температурой измеряемой жидкости.

Помните, что чем больше отклонение температуры испытания от комнатной температуры, тем больше поправка и тем больше неопределенность измерения.

Затем клиент спросил: «Отчет о калибровке имеет поправочный коэффициент (например) при 90 °C, равный -0,04 °C.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *