ინსტრუმენტები ტემპერატურის საზომი

ამინდისა და სხვა მოვლენების შესწავლაში მეცნიერები იყენებენ თერმომეტრს ტემპერატურის გასაზომად. თერმომეტრები სხვადასხვა ტიპისაა, მათ შორის თხევადი მინა, რეზისტენტობა და ინფრაწითელი გამოსხივება. თითოეული ტიპი გთავაზობთ სხვადასხვა უპირატესობებს, როგორიცაა ღირებულება, სიჩქარე, სიზუსტე და ტემპერატურის დიაპაზონი.

თხევადი მინა თერმომეტრი ერთ-ერთი ყველაზე გავრცელებული ინსტრუმენტია, რომელიც დღეს გამოიყენება ტემპერატურის გასაზომად. როგორც სახელიდან ჩანს, ინსტრუმენტი შედგება მინის ბოლქვისგან, რომელიც შეიცავს სპეციალურ სითხეში. ბოლქვის თავზე არის ღერო, რომელსაც აქვს ტემპერატურის გაზომვის მასშტაბი. თერმომეტრებისთვის არჩეული სითხეები მნიშვნელოვნად ფართოვდება და იკუმშება ტემპერატურის ცვლილების შესაბამისად, ამიტომ ისინი მიუთითებენ ტემპერატურაზე, როგორც ღეროს მასშტაბის პოზიციაზე. მრავალი წლის განმავლობაში, მერკური იყო ჩვეულებრივ გამოყენებული სითხე ტემპერატურის გასაზომად, თუმცა უსაფრთხოებისთვის თერმომეტრის მწარმოებლებმა ის ეტაპობრივად ამოიღეს ალკოჰოლისა და სხვა დაბალი ნივთიერებების სასარგებლოდ ტოქსიკურობა დანიელ გაბრიელ ფარენჰაიტმა გამოიგონა ვერცხლისწყლის მინაში თერმომეტრი, რომელიც ფარავს ტემპერატურის მინუს 38-დან 356 გრადუს ცელსიუსამდე (მინუს 36,4-დან 672,8 გრადუსამდე ფარენგეიტი).

როგორც ელექტროენერგიები მიედინება მავთულხლართებში, ისინი იფანტებენ ერთმანეთს და მავთულის საზღვრებს. ეს არის ფენომენი, რომელსაც ელექტრული წინააღმდეგობა უწოდებენ და მისი მნიშვნელობა ტემპერატურას უკავშირდება. რეზისტენტობის თერმომეტრები ჩვეულებრივ იყენებენ პლატინის მავთულს, რადგან ის არ იჟანგება და სხვაგვარად არ რეაგირებს ჰაერთან ტემპერატურის ფართო სპექტრში. მავთულს ჩვეულებრივ ხვევს ხვია და კერამიკული მილის შიგნით ათავსებს. რეზისტენტული თერმომეტრები გაცილებით დიდი რეზოლუციით გამოირჩევიან, ვიდრე თხევადი მინა ტიპისა და მათ შეუძლიათ შეცვალონ ცვლილებები მეათასე ხარისხამდე.

მუდმივი მოცულობის გაზის თერმომეტრი შედგება კონტეინერისგან, რომელშიც შიგნით არის გაზის ფიქსირებული რაოდენობა. თერმომეტრი მუშაობს იმ პრინციპით, რომ აირის წნევის ცვლილებები პროპორციულია გაზის ტემპერატურის ცვლილებებთან. კონტეინერის შიგნით წნევის სენსორი აფიქსირებს წნევას და დაკალიბრების ელექტრონიკა ამ მნიშვნელობას გარდაქმნის ტემპერატურის გაზომვად. მუდმივი მოცულობის თერმომეტრები ჩვეულებრივ იყენებენ ჰაერს, როგორც გაზს ოთახის ტემპერატურასთან ახლოს გაზომვებისთვის. თუ გაზომვები მოითხოვს ძალიან დაბალ ტემპერატურას, მის ნაცვლად გამოიყენება ჰელიუმი, რადგან მას აქვს დუღილის წერტილი აბსოლუტურ ნულთან ახლოს.

ყველა ობიექტი გამოყოფს ინფრაწითელ გამოსხივებას მათი ტემპერატურის დაახლოებით პროპორციული ინტენსივობით. რადიაციული თერმომეტრები შედგება ოპტიკის სერიისაგან, რომლებიც ინფრაწითელი სინათლის კონცენტრაციას ახდენს სპეციალურ ელექტრონულ დეტექტორზე. დეტექტორი ჩვეულებრივ წარმოადგენს ნახევარგამტარს, მაგალითად სილიციუმს, რომელიც აწარმოებს ელექტროენერგიას ინფრაწითელი გამოსხივების ინტენსივობის პროპორციულად. მოწყობილობა ელექტრონულად ითვლის ტემპერატურას. რადიაციული თერმომეტრების ძირითადი უპირატესობაა ობიექტის ტემპერატურის მანძილზე გაზომვის პოტენციალი. მათ ასევე შეუძლიათ ტემპერატურის გაზომვა უფრო სწრაფად, ვიდრე სხვა მეთოდებით. ზოგიერთ ინფრაწითელ თერმომეტრს აქვს ლაზერული მხედველობა, რომ მოწყობილობა ზუსტად მიმართოს კონკრეტულ ობიექტებს.