Přístroje pro měření teploty

Na pomoc při studiu počasí a dalších jevů vědci používají k měření teploty teploměry. Teploměry se dodávají v různých typech, včetně kapaliny ve skle, odporu a infračerveného záření. Každý typ nabízí různé výhody, jako je cena, rychlost, přesnost a teplotní rozsah.

Teploměr ve skleněné nádobě je jedním z nejběžnějších nástrojů používaných dnes k měření teploty. Jak název napovídá, přístroj se skládá ze skleněné baňky obsahující speciální kapalinu. Nahoře na žárovce je stopka, která má stupnici označenou pro měření teploty. Kapaliny zvolené pro teploměry se v reakci na změny teploty významně rozpínají a smršťují, takže označují teplotu jako polohu na stupnici stonku. Po mnoho let byla rtuť běžně používanou kapalinou pro měření teploty, i když kvůli bezpečnosti důvody, které výrobci teploměrů postupně ukončili ve prospěch alkoholu a jiných látek s nižšími hodnotami toxicita. Daniel Gabriel Fahrenheit vynalezl teploměr rtuť ve skle, který pokrývá teplotní rozsah minus 38 až 356 stupňů Celsia (minus 36,4 až 672,8 stupňů Fahrenheita).

Jak elektrické proudy protékají vodiči, rozptylují se navzájem a hranice vodičů. Jedná se o jev známý jako elektrický odpor a jeho hodnota souvisí s teplotou. Odporové teploměry obvykle používají platinový drát, protože nekoroduje ani jinak nereaguje se vzduchem v širokém rozsahu teplot. Drát je normálně navinut do cívky a umístěn uvnitř keramické trubice. Odporové teploměry mají mnohem větší rozlišení než typ kapalina ve skle a mohou potenciálně měřit změny až na jednu tisícinu stupně.

Plynový teploměr s konstantním objemem se skládá z nádoby s pevným množstvím plynu uvnitř. Teploměr pracuje na principu, že změny tlaku plynu jsou úměrné změnám teploty plynu. Senzor tlaku uvnitř nádoby detekuje tlak a kalibrační elektronika převede tuto hodnotu na měření teploty. Teploměry s konstantním objemem obvykle používají vzduch jako plyn pro měření prováděná v blízkosti pokojové teploty. Pokud měření vyžadují velmi nízké teploty, použije se místo toho helium, protože má bod varu blízký absolutní nule.

Všechny objekty vyzařují infračervené záření s intenzitou přibližně úměrnou jejich teplotě. Radiační teploměry se skládají z řady optik, které zaostřují infračervené světlo na speciální elektronický detektor. Detektor je obvykle polovodič, jako je křemík, který produkuje elektrický proud úměrný intenzitě infračerveného záření. Zařízení vypočítá teplotu elektronicky. Klíčovou výhodou radiačních teploměrů je potenciál měřit teplotu objektu na dálku. Mohou také měřit teploty rychleji než jinými metodami. Některé infračervené teploměry jsou vybaveny laserovým zaměřovačem, který umožňuje přesné zaměření zařízení na konkrétní objekty.