Instruments de mesure de la température

Pour faciliter l'étude du temps et d'autres phénomènes, les scientifiques utilisent des thermomètres pour mesurer la température. Les thermomètres sont de différents types, y compris le liquide dans le verre, la résistance et le rayonnement infrarouge. Chaque type offre des avantages différents tels que le coût, la vitesse, la précision et la plage de température.

Le thermomètre à liquide en verre est l'un des instruments les plus couramment utilisés aujourd'hui pour mesurer la température. Comme son nom l'indique, l'instrument se compose d'une ampoule en verre contenant un liquide spécial. Au sommet de l'ampoule se trouve une tige qui a une échelle marquée pour mesurer la température. Les liquides choisis pour les thermomètres se dilatent et se contractent considérablement en réponse aux changements de température, ils indiquent donc la température comme une position sur l'échelle de la tige. Pendant de nombreuses années, le mercure était un liquide couramment utilisé pour mesurer la température, mais pour des raisons de sécurité. raisons pour lesquelles les fabricants de thermomètres l'ont progressivement supprimé en faveur de l'alcool et d'autres substances à faible teneur toxicité. Daniel Gabriel Fahrenheit a inventé le thermomètre à mercure en verre, qui couvre la plage de température de moins 38 à 356 degrés Celsius (moins 36,4 à 672,8 degrés Fahrenheit).

Lorsque les courants électriques circulent dans les fils, ils se dispersent les uns les autres et les limites des fils. C'est un phénomène connu sous le nom de résistance électrique, et sa valeur est liée à la température. Les thermomètres à résistance utilisent généralement du fil de platine car il ne se corrode pas ou ne réagit pas avec l'air sur une large plage de températures. Le fil est normalement enroulé en une bobine et placé à l'intérieur d'un tube en céramique. Les thermomètres à résistance ont une résolution beaucoup plus grande que le type à liquide dans le verre et peuvent potentiellement mesurer des changements jusqu'à un millième de degré.

Le thermomètre à gaz à volume constant se compose d'un récipient contenant une quantité fixe de gaz. Le thermomètre fonctionne sur le principe que les changements de pression du gaz sont proportionnels aux changements de température du gaz. Un capteur de pression à l'intérieur du conteneur détecte la pression et l'électronique d'étalonnage convertit cette valeur en une mesure de température. Les thermomètres à volume constant utilisent généralement l'air comme gaz pour les mesures prises près de la température ambiante. Si les mesures nécessitent des températures très basses, l'hélium est utilisé à la place, car il a un point d'ébullition proche du zéro absolu.

Tous les objets émettent un rayonnement infrarouge avec une intensité approximativement proportionnelle à leur température. Les thermomètres à rayonnement se composent d'une série d'optiques qui focalisent la lumière infrarouge sur un détecteur électronique spécial. Le détecteur est normalement un semi-conducteur tel que le silicium, qui produit un courant électrique proportionnel à l'intensité du rayonnement infrarouge. L'appareil calcule la température électroniquement. Un avantage clé des thermomètres à rayonnement est la possibilité de mesurer la température d'un objet à distance. Ils peuvent également mesurer les températures plus rapidement que par d'autres méthodes. Certains thermomètres infrarouges ont un viseur laser, pour diriger l'appareil avec précision vers des objets spécifiques.