A Escala Internacional de Temperatura de 1990 (ITS-90) é uma escala de temperatura mundialmente reconhecida estabelecida pela Comissão Internacional de Pesos e Medidas (CIPM). Ele serve como um padrão global para medições precisas de temperatura e é baseado no conceito de temperatura termodinâmica. O ITS-90 é uma versão revista da anterior Escala Internacional de Temperatura Prática de 1968 (IPTS-68).
No ITS-90, vários pontos fixos de temperatura definidos com precisão e métodos de interpolação são usados para determinar as temperaturas. Pontos fixos de temperatura são as temperaturas de transições de fase de certas substâncias, como solidificação ou pontos triplos.
O ITS-90 utiliza a escala Kelvin (K) como unidade, substituindo a escala Celsius utilizada no IPTS-68. No entanto, ambas as unidades ainda estão em uso, com 1 grau Kelvin e 1 grau Celsius sendo do mesmo tamanho e o ponto zero Celsius sendo 273,15 K.
Para converter da escala Kelvin (K) para a escala Celsius (°C), basta subtrair 273,15 da temperatura em Kelvin: T(°C) = T(K) – 273,15.
Conteúdo
Pontos fixos de temperatura do ITS-90
A Escala Internacional de Temperatura de 1990 (ITS-90) utiliza vários “pontos fixos de temperatura” como temperaturas definidas. Um ponto fixo de temperatura é uma temperatura que é caracterizada por um evento físico específico e reprodutível, como uma mudança de fase de uma determinada substância.
A Escala Internacional de Temperatura de 1990 (ITS-90) usa pontos triplos, pontos de fusão e pontos de solidificação:
- Ponto triplo: O ponto triplo de uma substância é a temperatura e pressão únicas em que as três fases de uma substância – sólida, líquida e gasosa – podem existir em equilíbrio. Com esta combinação especial de temperatura e pressão, uma substância pode existir simultaneamente como sólido, líquido e gás. Um exemplo bem conhecido de um ponto triplo é o da água, que é alcançado a uma temperatura de 0,01 °C (273,16 K) e uma pressão específica de 611,657 pascals.
- Ponto de fusão: O ponto de fusão é a temperatura na qual uma substância sólida começa a derreter e se transforma em estado líquido. Esta temperatura é específica para cada tecido e é medida sob pressão normal. O ITS-90, por exemplo, usa o ponto de fusão do gálio, que é de 29,7646 °C.
- Ponto de solidificação: O ponto de solidificação é a temperatura na qual um líquido começa a solidificar e muda para um estado sólido. O ponto de solidificação do alumínio, por exemplo, é de 660,323 °C.
Aqui estão as principais luminárias de temperatura usadas pelo ITS-90:
![](https://klasmeier.engineer/wp-content/uploads/Temperatur-Fixpunkte_ITS-90.png)
![](https://klasmeier.engineer/wp-content/uploads/Internationale-Temperaturskala-von-1990-ITS-90-1.png)
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Pontos fixos de temperatura precisos para termómetros
A Klasmeier oferece pontos fixos de temperatura de alta precisão de acordo com ITS-90 para a calibração de termômetros da ISOTECH. Essas células de ponto fixo estão disponíveis em vários projetos e permitem resultados de medição confiáveis e repetíveis em laboratórios e aplicações de pesquisa.
As gamas de calibração do ITS-90
A Escala Internacional de Temperatura de 1990 (ITS-90) não só especifica os pontos fixos de temperatura que definem as temperaturas correspondentes às quais os termómetros são calibrados, mas também as gamas de calibração correspondentes.
![](https://klasmeier.engineer/wp-content/uploads/ITS-90_Kalibrierbereiche-negativ.png)
Por definição, existem duas gamas: uma para a gama de temperaturas negativas, que começa em cerca de 13 K e se estende até ao ponto triplo da água a 0,01 °C, e outra para a gama de temperaturas positivas. Este último começa no ponto triplo da água a 0,01 °C (ou na faixa do ponto triplo de mercúrio a -38,8344 °C até o ponto de fusão do gálio a 29,7646 °C) e se estende até o ponto de solidificação da prata a 961,78 °C.
Dependendo da faixa de temperatura, os parâmetros para a função de desvio ITS-90 são definidos. Na faixa do ponto triplo de argônio até a solidificação da prata, os parâmetros a, b, c e d são usados. Esta faixa de temperatura também é a faixa prática usada em laboratórios de calibração para calibrar termômetros. Em áreas extremas a temperaturas muito baixas, como o triplo ponto de oxigênio, há também o parâmetro ci, mas este só é usado nessas temperaturas extremas.
![](https://klasmeier.engineer/wp-content/uploads/ITS-90_Kalibrierbereiche-positiv.png)
O gráfico apresenta uma representação visual das correspondentes temperaturas ITS 90 nos pontos fixos de temperatura, bem como as temperaturas correspondentes. Por exemplo, a temperatura do ponto de solidificação do alumínio é de 660,323 °C.
![](https://klasmeier.engineer/wp-content/uploads/Kalibrierbereiche_ITS-90.png)
É importante saber que com termômetros calibrados nos pontos fixos de temperatura ITS-90, você não deve extrapolar, apenas interpolar.
Isso significa que, se uma temperatura de cerca de 500 °C deve ser medida, por exemplo, então o ponto de calibração mais alto deve ser o ponto de solidificação do alumínio a 660,323 °C e não o ponto de solidificação do zinco a 419,527 °C. Porque a 419 °C você teria que extrapolar para os 500 °C. Portanto, o intervalo é sempre escolhido para que a temperatura a ser medida possa ser calculada por interpolação.
As áreas de calibração correspondentes são esquematicamente mostradas no gráfico. Em nosso exemplo, isso significaria que, se quisermos medir a 500 °C, teríamos que usar a faixa de calibração até o ponto de solidificação do alumínio a 660,323 °C e calibrar de acordo para alumínio, zinco, estanho e no ponto triplo da água. Esta seria a segunda faixa de calibração da direita na ilustração.
Os pontos brancos representam os pontos fixos de temperatura necessários para a calibração. Os pontos fixos de temperatura durante a solidificação do índio e no ponto de fusão do gálio não seriam, portanto, necessários. Não estão incluídos na calibração e no subsequente cálculo da curva característica – ou seja, a função de desvio e a função de referência da Escala Internacional de Temperatura de 1990 (ITS-90).
![](https://klasmeier.engineer/wp-content/uploads/Sprt-kalibrierung-1.png)
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Calibração de RTDs de platina padrão (SPRT)
A Klasmeier oferece calibrações acreditadas de acordo com a norma DIN EN ISO/IEC 17025 (DAkkS) para termómetros padrão de resistência à platina (SPRT). Essas calibrações são realizadas em pontos fixos ITS-90, que garantem alta precisão e confiabilidade. São utilizados pontos fixos de temperatura fina e grande, e os termómetros a partir de uma profundidade de imersão de 300 mm podem ser calibrados.
Utilizar o ITS-90 no dia-a-dia
A Escala Internacional de Temperatura de 1990 (ITS-90) é utilizada quase diariamente no dia-a-dia de um laboratório de calibração de temperatura. No entanto, os usuários muitas vezes não estão cientes deste fato, como a matemática do ITS-90 são incorporados nos medidores de temperatura e pontes de medição e executado em segundo plano.
É importante entender que a temperatura não pode ser medida diretamente, mas é calculada, por exemplo, pela resistência de um material. O ITS-90 contém a base matemática para calcular as temperaturas a partir das medições de resistência dos termómetros normais (SPRT) do ITS-90.
Coloca-se frequentemente a questão de saber como é que o ITS-90 pode ser utilizado de forma sensata como uma curva característica no trabalho quotidiano de um laboratório.
Portanto, neste post do blog, vou usar um exemplo para mostrar como o ITS-90 pode ser usado para calcular a temperatura correspondente a partir de resistências medidas. Nos meus seminários, gosto de explicar este exemplo em pormenor.
O ITS-90 usa os chamados valores W, que representam a razão entre a resistência medida e o último valor conhecido do ponto triplo da água. Com a ajuda deste valor W calculado e das funções de referência e desvio derivadas do ITS-90, as temperaturas podem ser determinadas. O cálculo do valor W é feito de acordo com a seguinte fórmula:
![](https://klasmeier.engineer/wp-content/uploads/W-Wert-ITS-90.png)
R(T90) representa a resistência medida à temperatura T90, e R(273,16 K) representa a resistência no ponto triplo da água (mais precisamente a 273,16 Kelvin).
Na etapa de cálculo seguinte, são necessárias as funções de referência (10a e 10b) e a função de desvio (14), que foram definidas de acordo com a ITS-90 (Escala Internacional de Temperatura de 1990). Utilizamos apenas as funções que são relevantes para a nossa gama de temperaturas.
Funções de referência:
![](https://klasmeier.engineer/wp-content/uploads/Referenzfunktion_10a_ITS-90.png)
![](https://klasmeier.engineer/wp-content/uploads//Referenzfunktion_10b_ITS-90-1024x182.png)
A função de referência é usada com os seguintes parâmetros:
![](https://klasmeier.engineer/wp-content/uploads/Parameter_ITS-90_Referenzfunktion-1014x1024-1.png)
A função de desvio é a seguinte:
![](https://klasmeier.engineer/wp-content/uploads/ITS-90-Abweichungsfunktion.png)
As equações e tabelas são retiradas da publicação do ITS-90 por Walter Blanke (ver referências).
![](https://klasmeier.engineer/wp-content/uploads/Temperatur-Fixpunkte.jpg)
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Calibração de pontos fixos de temperatura
A Klasmeier oferece calibrações acreditadas de acordo com a norma DIN EN ISO/IEC 17025 (DAkkS) para pontos fixos de temperatura. Estes são feitos comparando-os com células de referência de alta precisão e termómetros de resistência normal (SPRT). Vários pontos fixos de temperatura são calibrados de acordo com o ITS-90, como ponto triplo de água, mercúrio e pontos de fusão de gálio.
Exemplo de cálculo ITS-90
Digamos que você meça um valor de resistência de 31,1428 ohms. O certificado de calibração fornece as seguintes informações:
R(0,01°C) = 25,1648 ohms
a = -1,6093e-03
B = 1,9911E-03
Primeiro, calcule o valor W:
W(t90) = R(t90) / R(0,01°C)
W(t90) = 31,1428 Ohm / 25,1648 Ohm
W(t90) = 1,23755404
Em seguida, você pode usar a função de desvio (14) para calcular o valor Wr(t90):
Wr(t90) = 1,237824
Com o valor determinado, pode agora calcular a temperatura t90 utilizando a função de referência (10b):
t90 = 60,1873°C
Desta forma, a temperatura correspondente pode ser calculada a partir do valor da resistência medida.
Onde comprar o ITS-90
A Escala Internacional de Temperatura de 1990 (ITS-90) pode ser obtida em vários locais:
- O documento original alemão: Cobertor, Walter. A Escala Internacional de Temperatura de 1990: ITS-90. Physikalisch-Technische Bundesanstalt, Wirtschaftsverlag NW, Verlag für Neue Wissenschaft, Braunschweig, 1989. [ISBN 3-89429-040-4].
- Uma versão digital do documento original está disponível no National Institute of Standards and Technology (NIST). Pode encontrar o documento aqui.
- Site da PTB: A implementação do ITS-90 na Alemanha e mais informações podem ser encontradas no site da Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB). Clique aqui para acessar o site do PTB.
- Wikipédia: O artigo da Wikipédia sobre ITS-90 fornece uma boa visão geral e pode ser um bom lugar para começar para aqueles que são novos no tópico. Clique aqui para ler o artigo da Wikipédia.
- ITS-90 Sítio Web: Esta página fornece muitas informações úteis sobre o ITS-90 e é um ótimo recurso para quem quer saber mais sobre o tema. Clique aqui para o site do ITS-90.
Fontes:
- Walter Blanke: A Escala Internacional de Temperatura de 1990: ITS-90
- Thomas Klasmeier: Table Book “Temperatura”, Edição 3