Instrumente utilizate pentru măsurarea temperaturii

Majoritatea oamenilor ar spune că termometrele măsoară temperatura și este adevărat, dar există multe feluri diferite. Termometrul pe care îl folosești pentru a-ți lua temperatura când ești bolnav nu este de mare ajutor atunci când măsoară temperatura plumbului topit. Mai mult, unele lucruri sunt prea mici, prea mari sau prea îndepărtate pentru a utiliza un termometru standard cu bec pentru a determina temperatura acestora.

Un termometru standard este de obicei un bec sau un termometru cu arc. Ambele funcționează având un lichid, fie alcool, fie mercur, închis în vid, iar lichidul se extinde pe măsură ce temperatura crește. Alcoolul sau mercurul colorat se ridică de-a lungul unei scale într-un termometru cu bec, în timp ce lichidul în expansiune rotește un arc pentru a întoarce un ac indicator în jurul valorii de o scară circulară pe un termometru cu arc. Termometrele au acum adesea afișaje digitale la scară.

Temperatura este uneori măsurată de un termocuplu. Două fire metalice din metale diferite sunt plasate în imediata apropiere una de cealaltă, creând tensiune. Modificările de tensiune corespund schimbărilor de temperatură. Termocuplurile sunt utilizate în industrie și sunt adesea conectate la alte dispozitive care opresc și pornesc mecanismele ca răspuns la anumite temperaturi. Termocuplurile nu sunt la fel de exacte ca termometrele.

Termocuplurile sunt înlocuite din ce în ce mai mult cu detectoare de temperatură de rezistență sau termometre de rezistență. RTD-urile sunt în general mai stabile și precise decât termocuplurile; utilizează senzori de carbon sau platină pentru a detecta modificările rezistenței electrice. Aceste modificări sunt cauzate de schimbările de temperatură, iar modificările sunt previzibile. Un curent luminos consistent este trecut prin RTD, trecut de conductori, apoi se poate determina rezistența și se poate calcula temperatura.

Un pirometru măsoară temperaturile de suprafață ale obiectelor. Este un instrument care combină o caracteristică optică cu un cititor de temperatură construit dintr-un filament ultra subțire. Pirometrul vizează suprafața unui obiect, după care dispozitivul optic se concentrează pe semnătura termică - sau căldura radiată - și transferă această semnătură cititorului de filamente. Acestea sunt utile în special pentru măsurarea temperaturilor pe suprafețe care nu sunt la îndemână sau prea fierbinți pentru atingere, cum ar fi cazanele cu abur, cuptoarele de metalurgie și baloanele cu aer cald.

Irving Langmuir a fost un fizician câștigător al Premiului Nobel. Langmuir a dorit să învețe cum să ia temperatura electronilor ca parte a cercetării sale pentru a afla potențialul electric al plasmei, o stare de materie asemănătoare gazului în care unele particule pierd electroni. Langmuir a inventat un dispozitiv numit sonda Langmuir care face exact asta, prin plasarea electrozilor în plasmă, apoi măsurarea curenților în plasmă. Sondele Langmuir nu sunt utilizate zilnic.

Detectarea radiațiilor infraroșii este un alt mod de a măsura căldura. Când privești lucrurile, vezi lumină vizibilă; un camion de pompieri roșu arată roșu, indiferent dacă temperatura este de 0 sau 100 grade Fahrenheit. Dar dacă priviți obiectele printr-un detector cu infraroșu, puteți vedea „semnături de căldură”, adică modificări în funcție de temperatură. Prin atașarea unui contor care măsoară frecvența luminii în infraroșu, termometrul cu infraroșu poate - la fel ca pirometrul - să facă măsurători ale temperaturii la suprafață de la distanță.