Laitteet lämpötilan mittaamiseen

Sään ja muiden ilmiöiden tutkimiseksi tutkijat käyttävät lämpömittareita lämpötilan mittaamiseen. Lämpömittareita on erilaisia, mukaan lukien neste lasissa, vastus ja infrapunasäteily. Jokainen tyyppi tarjoaa erilaisia ​​etuja, kuten kustannukset, nopeus, tarkkuus ja lämpötila-alue.

Neste-lasissa-lämpömittari on yksi yleisimmistä instrumenteista, joita nykyään käytetään lämpötilan mittaamiseen. Kuten nimestä voi päätellä, instrumentti koostuu lasipullosta, joka sisältää erityisen nesteen. Polttimon yläosassa on varsi, jolla on asteikolla merkitty lämpötila. Lämpömittareille valitut nesteet laajenevat ja supistuvat merkittävästi lämpötilamuutosten seurauksena, joten ne ilmoittavat lämpötilan sijainniksi varren asteikolla. Elohopea oli monien vuosien ajan yleisesti käytetty neste lämpötilan mittaamiseen, tosin turvallisuuden vuoksi syistä lämpömittarivalmistajat ovat poistaneet sen käytöstä alkoholin ja muiden alhaisempien aineiden hyväksi myrkyllisyys. Daniel Gabriel Fahrenheit keksi elohopea lasissa -lämpömittarin, joka kattaa lämpötila-alueen miinus 38-356 astetta (miinus 36,4-672,8 Fahrenheit-astetta).

Kun sähkövirrat kulkevat johtojen läpi, ne hajoavat toisistaan ​​ja johtojen rajoista. Tämä on ilmiö, joka tunnetaan nimellä sähköinen vastus, ja sen arvo liittyy lämpötilaan. Vastuslämpömittarit käyttävät yleensä platinalangaa, koska se ei syö eikä muuten reagoi ilman kanssa laajalla lämpötila-alueella. Lanka kierretään normaalisti kelaan ja sijoitetaan keraamisen putken sisään. Vastuslämpömittareiden erottelukyky on paljon suurempi kuin neste lasissa -tyypin, ja ne voivat mitata muutoksen tuhannesosaan asti.

Vakiotilavuuksinen kaasulämpömittari koostuu säiliöstä, jonka sisällä on kiinteä määrä kaasua. Lämpömittari toimii periaatteella, jonka mukaan kaasunpaineen muutokset ovat verrannollisia kaasun lämpötilan muutoksiin. Säiliön sisällä oleva paineanturi tunnistaa paineen, ja kalibrointi-elektroniikka muuntaa tämän arvon lämpötilan mittaukseksi. Vakiomäärälämpömittarit käyttävät yleensä ilmaa kaasuna mittauksiin, jotka tehdään lähellä huoneen lämpötilaa. Jos mittaukset edellyttävät erittäin matalia lämpötiloja, käytetään sen sijaan heliumia, koska sen kiehumispiste on lähellä absoluuttista nollaa.

Kaikki esineet lähettävät infrapunasäteilyä intensiteetillä, joka on suunnilleen verrannollinen niiden lämpötilaan. Säteilymittarit koostuvat sarjasta optiikkaa, joka kohdistaa infrapunavalon erityiseen elektroniseen ilmaisimeen. Ilmaisin on normaalisti puolijohde, kuten pii, joka tuottaa infrapunasäteilyn voimakkuuteen verrannollisen sähkövirran. Laite laskee lämpötilan elektronisesti. Säteilylämpömittareiden keskeinen etu on mahdollisuus mitata kohteen lämpötila etäisyydellä. He voivat myös mitata lämpötiloja nopeammin kuin muilla menetelmillä. Joissakin infrapunalämpömittareissa on lasersäde, jolla laite voidaan kohdistaa tarkasti tiettyihin kohteisiin.