Narzędzia używane do pomiaru temperatury

Większość ludzi powiedziałaby, że termometry mierzą temperaturę i to prawda, ale istnieje wiele różnych rodzajów. Termometr, którego używasz do mierzenia temperatury, gdy jesteś chory, nie jest zbyt pomocny przy pomiarze temperatury stopionego ołowiu. Co więcej, niektóre rzeczy są zbyt małe, zbyt duże lub zbyt odległe, aby użyć standardowego termometru bańkowego do określenia ich temperatury.

Standardowy termometr to zwykle termometr bańkowy lub sprężynowy. Oba działają dzięki temu, że ciecz, alkohol lub rtęć, jest zamknięta w próżni, a ciecz rozszerza się wraz ze wzrostem temperatury. Kolorowy alkohol lub rtęć unosi się wzdłuż skali w termometrze bańkowym, podczas gdy rozprężająca się ciecz obraca sprężynę, obracając igłę wskaźnika wokół okrągłej skali termometru sprężynowego. Termometry mają teraz często cyfrowe wyświetlacze skali.

Temperatura jest czasami mierzona za pomocą termopary. Dwa metalowe przewody z różnych metali są umieszczone blisko siebie, wytwarzając napięcie. Zmiany napięcia odpowiadają zmianom temperatury. Termopary są używane w przemyśle i często są połączone z innymi urządzeniami, które wyłączają i włączają mechanizmy w odpowiedzi na określone temperatury. Termopary nie są tak dokładne jak termometry.

Termopary są coraz częściej zastępowane oporowymi czujnikami temperatury lub termometrami oporowymi. Czujniki RTD są ogólnie bardziej stabilne i dokładne niż termopary; używają czujników węglowych lub platynowych do wykrywania zmian w rezystancji elektrycznej. Zmiany te są spowodowane zmianami temperatury, a zmiany są przewidywalne. Przez RTD, obok przewodów, przepływa stały prąd świetlny, a następnie można określić rezystancję i obliczyć temperaturę.

Pirometr mierzy temperaturę powierzchni obiektów. Jest to narzędzie, które łączy w sobie optykę z czytnikiem temperatury zbudowanym z ultracienkiego włókna. Pirometr jest skierowany na powierzchnię obiektu, po czym urządzenie optyczne skupia się na sygnaturze termicznej – lub promieniowanym cieple – i przekazuje tę sygnaturę do czytnika filamentu. Są one szczególnie przydatne do pomiaru temperatury na powierzchniach, które są poza zasięgiem lub są zbyt gorące w dotyku, takich jak kotły parowe, piece hutnicze i balony na gorące powietrze.

Irving Langmuir był fizykiem, który otrzymał Nagrodę Nobla. Langmuir chciał dowiedzieć się, jak zmierzyć temperaturę elektronów w ramach swoich badań, aby dowiedzieć się więcej potencjał elektryczny plazmy, gazopodobny stan materii, w którym niektóre cząstki tracą elektrony. Langmuir wynalazł urządzenie zwane sondą Langmuira, które właśnie to robi, umieszczając elektrody w plazmie, a następnie mierząc prądy w plazmie. Sondy Langmuira nie są używane na co dzień.

Wykrywanie promieniowania podczerwonego to kolejny sposób pomiaru ciepła. Kiedy patrzysz na rzeczy, widzisz widzialne światło; czerwony wóz strażacki wygląda na czerwony, niezależnie od tego, czy temperatura wynosi 0 czy 100 stopni Fahrenheita. Ale jeśli spojrzysz na obiekty przez detektor podczerwieni, możesz zobaczyć „sygnatury cieplne”, to znaczy zmiany zależne od temperatury. Dzięki podłączeniu miernika, który mierzy częstotliwość światła podczerwonego, termometr na podczerwień może – podobnie jak pirometr – dokonywać pomiarów temperatury powierzchni na odległość.