Εργαλεία που χρησιμοποιούνται για τη μέτρηση της θερμοκρασίας

Οι περισσότεροι άνθρωποι θα έλεγαν ότι τα θερμόμετρα μετρούν τη θερμοκρασία, και αυτό ισχύει, αλλά υπάρχουν πολλά διαφορετικά είδη. Το θερμόμετρο που χρησιμοποιείτε για τη λήψη της θερμοκρασίας σας όταν είστε άρρωστος δεν βοηθά πολύ στη μέτρηση της θερμοκρασίας του λιωμένου μολύβδου. Επιπλέον, ορισμένα πράγματα είναι πολύ μικρά, πολύ μεγάλα ή πολύ μακριά για να χρησιμοποιήσετε ένα τυπικό θερμόμετρο λαμπτήρα για να προσδιορίσετε τη θερμοκρασία τους.

Ένα τυπικό θερμόμετρο είναι συνήθως ένας λαμπτήρας ή ένα θερμόμετρο ελατηρίου. Και τα δύο λειτουργούν έχοντας ένα υγρό, είτε αλκοόλ είτε υδράργυρο, εγκλεισμένο σε κενό, και το υγρό διαστέλλεται καθώς αυξάνεται η θερμοκρασία. Το χρωματιστό αλκοόλ ή ο υδράργυρος ανεβαίνει κατά μήκος μιας κλίμακας σε ένα θερμόμετρο λαμπτήρα ενώ το διογκούμενο υγρό περιστρέφει ένα ελατήριο για να γυρίσει μια βελόνα δείκτη κατά μήκος μιας κυκλικής κλίμακας σε ένα θερμόμετρο ελατηρίου. Τα θερμόμετρα έχουν συχνά ψηφιακές οθόνες.

Μερικές φορές η θερμοκρασία μετράται από ένα θερμοστοιχείο. Δύο μεταλλικοί αγωγοί ανόμοιων μετάλλων τοποθετούνται σε κοντινή απόσταση μεταξύ τους, δημιουργώντας τάση. Οι αλλαγές στην τάση αντιστοιχούν σε αλλαγές στη θερμοκρασία. Τα θερμοζεύγη χρησιμοποιούνται στη βιομηχανία και συχνά συνδέονται με άλλες συσκευές που απενεργοποιούν και ενεργοποιούν τους μηχανισμούς σε απόκριση σε ορισμένες θερμοκρασίες. Τα θερμοζεύγη δεν είναι τόσο ακριβή όσο τα θερμόμετρα.

Τα θερμοζεύγη αντικαθίστανται όλο και περισσότερο από ανιχνευτές θερμοκρασίας αντίστασης ή θερμόμετρα αντίστασης. Οι ΕΤΑ είναι γενικά πιο σταθερές και ακριβείς από τα θερμοστοιχεία. Χρησιμοποιούν αισθητήρες άνθρακα ή πλατίνας για να ανιχνεύουν αλλαγές στην ηλεκτρική αντίσταση. Αυτές οι αλλαγές προκαλούνται από αλλαγές θερμοκρασίας και οι αλλαγές είναι προβλέψιμες. Ένα σταθερό ρεύμα φωτός διέρχεται μέσω του RTD, πέρα ​​από τους αγωγούς, και στη συνέχεια μπορεί να προσδιοριστεί η αντίσταση και να υπολογιστεί η θερμοκρασία.

Ένα πυρόμετρο μετρά τις επιφανειακές θερμοκρασίες των αντικειμένων. Πρόκειται για ένα εργαλείο που συνδυάζει ένα οπτικό χαρακτηριστικό με έναν αναγνώστη θερμοκρασίας κατασκευασμένο από ένα υπεράριθμο νήμα. Το πυρόμετρο στοχεύει στην επιφάνεια ενός αντικειμένου, οπότε η οπτική συσκευή εστιάζει στη θερμική υπογραφή - ή σε ακτινοβολημένη θερμότητα - και μεταφέρει αυτή την υπογραφή στον αναγνώστη νήματος. Αυτά είναι ιδιαίτερα χρήσιμα για τη μέτρηση θερμοκρασιών σε επιφάνειες που είναι απρόσιτες ή πολύ ζεστές για να αγγίξουν, όπως λέβητες ατμού, φούρνοι μεταλλουργίας και μπαλόνια ζεστού αέρα.

Ο Irving Langmuir ήταν φυσικός που κέρδισε το βραβείο Νόμπελ. Ο Langmuir ήθελε να μάθει πώς να πάρει τη θερμοκρασία των ηλεκτρονίων ως μέρος της έρευνάς του για να μάθει το ηλεκτρικό δυναμικό του πλάσματος, μια αέρια κατάσταση σαν την ύλη στην οποία χάνονται ορισμένα σωματίδια ηλεκτρόνια. Η Langmuir εφηύρε μια συσκευή που ονομάζεται ανιχνευτής Langmuir που κάνει ακριβώς αυτό, τοποθετώντας ηλεκτρόδια στο πλάσμα και μετά μετρώντας ρεύματα στο πλάσμα. Οι ανιχνευτές Langmuir δεν χρησιμοποιούνται καθημερινά.

Η ανίχνευση της υπέρυθρης ακτινοβολίας είναι ένας άλλος τρόπος μέτρησης της θερμότητας. Όταν κοιτάζετε τα πράγματα, βλέπετε ορατό φως. ένα κόκκινο πυροσβεστικό όχημα φαίνεται κόκκινο αν η θερμοκρασία είναι στους 0 ή 100 βαθμούς Φαρενάιτ. Αλλά αν κοιτάξετε αντικείμενα μέσω ενός ανιχνευτή υπερύθρων, μπορείτε να δείτε "υπογραφές θερμότητας", δηλαδή, οι αλλαγές βασίζονται στη θερμοκρασία. Συνδέοντας έναν μετρητή που μετρά τη συχνότητα του υπέρυθρου φωτός, το θερμόμετρο υπερύθρων μπορεί - όπως το πυρόμετρο - να κάνει μετρήσεις θερμοκρασίας επιφάνειας από απόσταση.