Instrumenter for måling av temperatur

For å hjelpe til med studiet av vær og andre fenomener, bruker forskere termometre til å måle temperaturen. Termometre finnes i forskjellige typer, inkludert væske i glass, motstand og infrarød stråling. Hver type tilbyr forskjellige fordeler, for eksempel pris, hastighet, presisjon og temperaturområde.

Væske-i-glass termometeret er et av de vanligste instrumentene som brukes i dag for å måle temperaturen. Som navnet antyder, består instrumentet av en glasspære som inneholder en spesiell væske. På toppen av pæren er det en stilk som har en skala som er merket for å måle temperaturen. Væskene som er valgt for termometre utvides og trekker seg betydelig sammen som svar på temperaturendringer, slik at de indikerer temperaturen som en posisjon på stilkens skala. I mange år var kvikksølv en vanlig væske for å måle temperaturen, men for sikkerhets skyld grunner til at termometerprodusenter har faset det ut til fordel for alkohol og andre stoffer med lavere toksisitet. Daniel Gabriel Fahrenheit oppfant kvikksølv-i-glass termometeret, som dekker temperaturområdet fra minus 38 til 356 grader Celsius (minus 36,4 til 672,8 grader Fahrenheit).

Når elektriske strømmer strømmer gjennom ledninger, sprer de seg fra hverandre og ledningsgrensene. Dette er et fenomen kjent som elektrisk motstand, og verdien er relatert til temperatur. Motstandstermometre bruker vanligvis platinatråd siden det ikke korroderer eller på annen måte reagerer med luft over et bredt temperaturområde. Ledningen blir normalt viklet inn i en spole og plassert i et keramisk rør. Motstandstermometre har en mye større oppløsning enn typen væske i glass og kan potensielt måle endringer ned til en tusendels grad.

Gasstermometeret med konstant volum består av en beholder med en fast mengde gass inne. Termometeret fungerer ut fra prinsippet om at endringer i gasstrykk er proporsjonale med endringer i gastemperatur. En trykksensor inne i beholderen registrerer trykket, og kalibreringselektronikk konverterer denne verdien til en temperaturmåling. Termometre med konstant volum bruker vanligvis luft som gass for målinger tatt nær romtemperatur. Hvis målinger krever svært lave temperaturer, brukes helium i stedet, siden det har et kokepunkt nær absolutt null.

Alle objekter avgir infrarød stråling med en intensitet som er omtrent proporsjonal med temperaturen. Strålingstermometre består av en serie optikk som fokuserer infrarødt lys på en spesiell elektronisk detektor. Detektoren er normalt en halvleder som silisium, som produserer en elektrisk strøm proporsjonal med intensiteten til den infrarøde strålingen. Enheten beregner temperaturen elektronisk. En viktig fordel med strålingstermometre er potensialet til å måle et objekts temperatur på avstand. De kan også måle temperaturer raskere enn ved andre metoder. Noen infrarøde termometre har et lasersikt for å sikte enheten nøyaktig mot bestemte gjenstander.