Чтобы помочь в изучении погоды и других явлений, ученые используют термометры для измерения температуры. Термометры бывают разных типов, включая стеклянные, термометры сопротивления и инфракрасное излучение. Каждый тип имеет разные преимущества, такие как стоимость, скорость, точность и температурный диапазон.
Жидкий стеклянный термометр
Жидкостный стеклянный термометр - один из самых распространенных инструментов, используемых сегодня для измерения температуры. Как следует из названия, инструмент состоит из стеклянной колбы, содержащей особую жидкость. Поверх колбы находится шток, на котором нанесена шкала для измерения температуры. Жидкости, выбранные для термометров, значительно расширяются и сжимаются в ответ на изменения температуры, поэтому они указывают температуру как положение на шкале стержня. В течение многих лет ртуть была широко используемой жидкостью для измерения температуры, хотя и в целях безопасности. причины, по которым производители термометров отказались от употребления алкоголя и других веществ с более низким содержанием токсичность. Даниэль Габриэль Фаренгейт изобрел ртутный стеклянный термометр, который охватывает диапазон температур от минус 38 до 356 градусов по Цельсию (от минус 36,4 до 672,8 градусов по Фаренгейту).
Термометр сопротивления
Когда электрические токи протекают по проводам, они рассеиваются друг от друга и от границ проводов. Это явление, известное как электрическое сопротивление, зависит от температуры. В термометрах сопротивления обычно используется платиновая проволока, поскольку она не подвергается коррозии и не реагирует иным образом с воздухом в широком диапазоне температур. Проволока обычно наматывается в катушку и помещается в керамическую трубку. Термометры сопротивления имеют гораздо большее разрешение, чем термометры типа "жидкость в стекле", и потенциально могут измерять изменения вплоть до одной тысячной градуса.
Газовый термометр постоянного объема
Газовый термометр постоянного объема представляет собой емкость с фиксированным количеством газа внутри. Термометр работает по принципу, согласно которому изменения давления газа пропорциональны изменениям температуры газа. Датчик давления внутри контейнера определяет давление, а калибровочная электроника преобразует это значение в измерение температуры. Термометры постоянного объема обычно используют воздух в качестве газа для измерений, проводимых при температуре, близкой к комнатной. Если измерения требуют очень низких температур, вместо них используется гелий, поскольку его точка кипения близка к абсолютному нулю.
Радиационная термометрия
Все объекты излучают инфракрасное излучение с интенсивностью, примерно пропорциональной их температуре. Радиационные термометры состоят из серии оптических элементов, которые фокусируют инфракрасный свет на специальный электронный детектор. Детектор обычно представляет собой полупроводник, например кремний, который производит электрический ток, пропорциональный интенсивности инфракрасного излучения. Устройство рассчитывает температуру электронным способом. Ключевым преимуществом радиационных термометров является возможность измерения температуры объекта на расстоянии. Они также могут измерять температуру быстрее, чем другими методами. Некоторые инфракрасные термометры оснащены лазерным прицелом, чтобы точно навести устройство на определенные объекты.