Műszerek a hőmérséklet mérésére

Az időjárási és egyéb jelenségek tanulmányozásának elősegítése érdekében a tudósok hőmérőkkel mérik a hőmérsékletet. A hőmérők különféle típusúak, beleértve az üveg folyadékot, az ellenállást és az infravörös sugárzást. Mindegyik típus különböző előnyöket kínál, mint például a költség, a sebesség, a pontosság és a hőmérséklet-tartomány.

A folyadék az üvegben hőmérő az egyik leggyakoribb műszer, amelyet a hőmérséklet mérésére használnak. Ahogy a neve is mutatja, a hangszer egy speciális folyadékot tartalmazó üveggumiból áll. Az izzó tetején olyan szár van, amelyen a hőmérséklet mérésére skála van jelölve. A hőmérőkhöz választott folyadékok a hőmérséklet változására reagálva jelentősen kitágulnak és összehúzódnak, így a hőmérsékletet a szár skáláján lévő pozícióként jelzik. Sok éven át a higany a hőmérséklet mérésére gyakran használt folyadék volt, bár a biztonság érdekében A hőmérő-gyártók fokozatosan kivonták az alkohol és más alacsonyabb tartalmú anyagok javára toxicitás. Daniel Gabriel Fahrenheit feltalálta a higany az üvegben hőmérőt, amely mínusz 38–356 Celsius fok (mínusz 36,4–672,8 Fahrenheit fok) hőmérséklet-tartományt fed le.

Amint az elektromos áram áramlik a vezetéken, szétszórják egymást és a vezeték határait. Ez egy elektromos ellenállás néven ismert jelenség, amelynek értéke függ a hőmérséklettől. Az ellenállási hőmérők általában platina huzalt használnak, mivel nem korrodálódik vagy más módon reagál a levegővel a hőmérséklet széles tartományában. A huzalt általában tekercsbe tekerjük és kerámia csőbe helyezzük. Az ellenállási hőmérők sokkal nagyobb felbontásúak, mint a folyadék az üvegben típusúak, és potenciálisan egy ezred fokig képesek mérni a változásokat.

Az állandó térfogatú gázhőmérő egy tartályból áll, benne rögzített mennyiségű gázzal. A hőmérő azon az elven működik, hogy a gáznyomás változásai arányosak a gáz hőmérsékletének változásával. A tartály belsejében lévő nyomásérzékelő érzékeli a nyomást, és a kalibráló elektronika ezt az értéket hőmérsékletméréssé alakítja. Az állandó térfogatú hőmérők általában levegőt használnak gázként a szobahőmérséklet közelében végzett mérésekhez. Ha a mérések nagyon alacsony hőmérsékletet igényelnek, akkor helyette héliumot használnak, mivel forráspontja abszolút nulla közelében van.

Minden tárgy infravörös sugárzást bocsát ki, a hőmérsékletükhöz hozzávetőlegesen arányos intenzitással. A sugárzási hőmérők egy sor optikából állnak, amelyek az infravörös fényt egy speciális elektronikus detektorra fókuszálják. A detektor általában félvezető, például szilícium, amely az infravörös sugárzás intenzitásával arányos elektromos áramot hoz létre. A készülék elektronikusan számítja ki a hőmérsékletet. A sugárzó hőmérők egyik fő előnye, hogy az objektum hőmérsékletét távolról is mérhetik. Gyorsabban mérhetik a hőmérsékletet, mint más módszerekkel. Egyes infravörös hőmérők lézerrel rendelkeznek, hogy a készüléket pontosan célozzák meg bizonyos tárgyakra.