Temperatūros matavimo prietaisai

Norėdami padėti tirti orus ir kitus reiškinius, mokslininkai temperatūrai matuoti naudoja termometrus. Termometrai yra įvairių tipų, įskaitant skystį stikluose, atsparumą ir infraraudonąją spinduliuotę. Kiekvienas tipas siūlo skirtingus pranašumus, tokius kaip kaina, greitis, tikslumas ir temperatūros diapazonas.

Skystis stikliniame termometras yra vienas iš dažniausiai naudojamų prietaisų, naudojamų temperatūrai matuoti. Kaip rodo pavadinimas, instrumentą sudaro stiklinė lemputė, kurioje yra specialus skystis. Lemputės viršuje yra stiebas, kuriame pažymėta skalė temperatūrai matuoti. Termometrams pasirinkti skysčiai, reaguodami į temperatūros pokyčius, labai išsiplečia ir susitraukia, todėl jie nurodo temperatūrą kaip padėtį stiebo skalėje. Daugelį metų gyvsidabris buvo dažniausiai naudojamas skystis temperatūrai matuoti, nors ir saugumui priežasčių, dėl kurių termometrų gamintojai atsisakė alkoholio ir kitų mažesnio kiekio medžiagų toksiškumas. Danielis Gabrielis Fahrenheitas išrado gyvsidabrio stikliniame termometrą, kuris apima temperatūros diapazoną nuo minus 38 iki 356 laipsnių Celsijaus (atėmus nuo 36,4 iki 672,8 laipsnių pagal Celsijų).

Kai elektros srovės teka laidais, jos išsklaido viena kitą ir laidų ribas. Tai reiškinys, žinomas kaip elektrinis varža, o jo vertė yra susijusi su temperatūra. Atsparumo termometruose paprastai naudojama platinos viela, nes ji nerūdija ir kitaip nereaguoja su oru esant įvairiai temperatūrai. Viela paprastai suvyniojama į ritę ir dedama į keramikinį vamzdelį. Atsparumo termometrų skiriamoji geba yra daug didesnė nei skysto stiklo tipo, todėl jie gali išmatuoti pokyčius iki tūkstantosios laipsnio dalies.

Pastovaus tūrio dujų termometras susideda iš talpyklos, kurios viduje yra fiksuotas dujų kiekis. Termometras veikia pagal principą, kad dujų slėgio pokyčiai yra proporcingi dujų temperatūros pokyčiams. Talpyklos viduje esantis slėgio jutiklis nustato slėgį, o kalibravimo elektronika šią vertę paverčia temperatūros matavimu. Pastovaus tūrio termometruose matavimams arti kambario temperatūros paprastai naudojamas oras. Jei atliekant matavimus reikalinga labai žema temperatūra, vietoj to naudojamas helis, nes jo virimo temperatūra yra artima absoliučiam nuliui.

Visi objektai skleidžia infraraudonąją spinduliuotę, kurios intensyvumas yra maždaug proporcingas jų temperatūrai. Spinduliniai termometrai susideda iš optikos serijos, nukreipiančios infraraudonąją šviesą į specialų elektroninį detektorių. Detektorius paprastai yra puslaidininkis, pavyzdžiui, silicis, gaminantis elektros srovę, proporcingą infraraudonosios spinduliuotės intensyvumui. Prietaisas temperatūrą apskaičiuoja elektroniniu būdu. Pagrindinis radiacijos termometrų privalumas yra galimybė matuoti objekto temperatūrą per atstumą. Jie taip pat gali matuoti temperatūrą greičiau nei kitais metodais. Kai kurie infraraudonųjų spindulių termometrai turi lazerinį taikiklį, kad prietaisas būtų tiksliai nukreiptas į konkrečius objektus.