الأدوات المستخدمة لقياس درجة الحرارة

قد يقول معظم الناس أن موازين الحرارة تقيس درجة الحرارة ، وهذا صحيح ، لكن هناك العديد من الأنواع المختلفة. لا يساعد مقياس الحرارة الذي تستخدمه لقياس درجة حرارتك عندما تكون مريضًا كثيرًا عند قياس درجة حرارة الرصاص الذائب. علاوة على ذلك ، فإن بعض الأشياء صغيرة جدًا أو كبيرة جدًا أو بعيدة جدًا لاستخدام مقياس حرارة لمبة قياسي لتحديد درجة حرارتها.

عادة ما يكون مقياس الحرارة القياسي لمبة أو مقياس حرارة زنبركي. كلاهما يعمل عن طريق وجود سائل ، سواء أكان كحولًا أو زئبقًا ، محاطًا في فراغ ، ويتمدد السائل مع ارتفاع درجة الحرارة. يرتفع الكحول الملون أو الزئبق على طول مقياس في ميزان حرارة لمبة بينما السائل المتوسع يدور زنبركًا لتدوير إبرة مؤشر على طول مقياس دائري على مقياس حرارة زنبركي. غالبًا ما تحتوي موازين الحرارة الآن على شاشات رقمية.

تقاس درجة الحرارة أحيانًا بواسطة مزدوج حراري. يتم وضع سلكين معدنيين من معادن غير متشابهة على مقربة من بعضهما البعض ، مما ينتج عنه جهد. التغييرات في الجهد تتوافق مع التغيرات في درجة الحرارة. تُستخدم المزدوجات الحرارية في الصناعة ، وغالبًا ما تكون متصلة بأجهزة أخرى تعمل على إيقاف تشغيل الآليات وتشغيلها استجابةً لدرجات حرارة معينة. المزدوجات الحرارية ليست دقيقة مثل موازين الحرارة.

يتم استبدال المزدوجات الحرارية بشكل متزايد بأجهزة كشف درجة الحرارة المقاومة ، أو موازين الحرارة المقاومة. تعتبر أجهزة RTD بشكل عام أكثر استقرارًا ودقة من المزدوجات الحرارية ؛ يستخدمون مستشعرات كربونية أو بلاتينية لاكتشاف التغيرات في المقاومة الكهربائية. هذه التغييرات ناتجة عن تغيرات درجة الحرارة ، والتغيرات يمكن التنبؤ بها. يتم تمرير تيار ضوئي ثابت عبر RTD ، متجاوزًا الخيوط ، ومن ثم يمكن تحديد المقاومة وحساب درجة الحرارة.

يقيس البيرومتر درجات حرارة سطح الأشياء. إنها أداة تجمع بين ميزة بصرية وقارئ درجة حرارة مصنوع من سلك رفيع للغاية. يستهدف البيرومتر سطح جسم ما ، وعندها يركز الجهاز البصري على التوقيع الحراري - أو الحرارة المشعة - وينقل هذا التوقيع إلى قارئ الفتيل. هذه مفيدة بشكل خاص لقياس درجات الحرارة على الأسطح البعيدة عن متناول اليد أو السخونة جدًا للمس ، مثل الغلايات البخارية وأفران التعدين وبالونات الهواء الساخن.

إيرفينغ لانجموير عالم فيزياء حائز على جائزة نوبل. أراد لانجموير أن يتعلم كيفية قياس درجة حرارة الإلكترونات كجزء من بحثه للتعرف عليها الجهد الكهربائي للبلازما ، وهي حالة شبيهة بالغاز للمادة تفقد فيها بعض الجسيمات الإلكترونات. اخترع لانجموير جهازًا يسمى مسبار لانجموير يقوم بذلك بالضبط ، عن طريق وضع أقطاب كهربائية في البلازما ، ثم قياس التيارات في البلازما. مجسات Langmuir ليست قيد الاستخدام اليومي.

يعد الكشف عن الأشعة تحت الحمراء طريقة أخرى لقياس الحرارة. عندما تنظر إلى الأشياء ، ترى الضوء المرئي ؛ تبدو شاحنة إطفاء حمراء حمراء سواء كانت درجة الحرارة 0 أو 100 درجة فهرنهايت. ولكن إذا نظرت إلى الأشياء من خلال كاشف الأشعة تحت الحمراء ، يمكنك أن ترى "بصمات الحرارة" ، أي التغييرات بناءً على درجة الحرارة. من خلال إرفاق مقياس يقيس تردد ضوء الأشعة تحت الحمراء ، يمكن لميزان الحرارة بالأشعة تحت الحمراء - مثل البيرومتر - أخذ قياسات درجة حرارة السطح من مسافة بعيدة.