Instrumenter til måling af temperatur

For at hjælpe med undersøgelsen af ​​vejr og andre fænomener bruger forskere termometre til at måle temperaturen. Termometre findes i forskellige typer, herunder væske i glas, modstand og infrarød stråling. Hver type tilbyder forskellige fordele såsom omkostninger, hastighed, præcision og temperaturområde.

Væske-i-glas termometeret er et af de mest almindelige instrumenter, der bruges i dag til måling af temperatur. Som navnet antyder, består instrumentet af en glaspære, der indeholder en særlig væske. Oven på pæren er en stilk, der har en skala markeret til måling af temperaturen. De valgte væsker til termometre ekspanderer og trækker sig markant sammen som reaktion på temperaturændringer, så de angiver temperaturen som en position på stilkens skala. I mange år var kviksølv en almindeligt anvendt væske til måling af temperatur, dog af sikkerhedshensyn grunde, som termometerproducenter har udfaset det til fordel for alkohol og andre stoffer med lavere toksicitet. Daniel Gabriel Fahrenheit opfandt kviksølv-i-glas termometeret, der dækker temperaturområdet på minus 38 til 356 grader Celsius (minus 36,4 til 672,8 grader Fahrenheit).

Når elektriske strømme strømmer gennem ledninger, spredes de af hinanden og ledningsgrænserne. Dette er et fænomen kendt som elektrisk modstand, og dets værdi er relateret til temperatur. Modstandstermometre bruger typisk platinatråd, da det ikke korroderer eller på anden måde reagerer med luft over en lang række temperaturer. Tråden vikles normalt ind i en spole og placeres inde i et keramisk rør. Modstandstermometre har en meget større opløsning end typen væske i glas og kan potentielt måle ændringer ned til en tusindedel af en grad.

Gastermometeret med konstant volumen består af en beholder med en fast mængde gas indeni. Termometeret arbejder på princippet om, at ændringer i gastryk er proportionale med ændringer i gastemperaturen. En trykføler inde i beholderen registrerer trykket, og kalibreringselektronik konverterer denne værdi til en temperaturmåling. Termometre med konstant volumen bruger typisk luft som gas til målinger taget tæt på stuetemperatur. Hvis målinger kræver meget lave temperaturer, anvendes helium i stedet, da det har et kogepunkt tæt på absolut nul.

Alle objekter udsender infrarød stråling med en intensitet, der er omtrent proportional med deres temperatur. Strålingstermometre består af en serie optik, der fokuserer infrarødt lys på en speciel elektronisk detektor. Detektoren er normalt en halvleder såsom silicium, der producerer en elektrisk strøm, der er proportional med intensiteten af ​​den infrarøde stråling. Enheden beregner temperaturen elektronisk. En vigtig fordel ved strålingstermometre er potentialet til at måle et objekts temperatur på afstand. De kan også måle temperaturer hurtigere end ved andre metoder. Nogle infrarøde termometre har et lasersyn for at rette enheden nøjagtigt mod bestemte objekter.