Зміст
Для допомоги у вивченні погоди та інших явищ вчені використовують термометри для вимірювання температури. Термометри бувають різних типів, включаючи рідину у склі, опір та інфрачервоне випромінювання. Кожен тип пропонує різні переваги, такі як вартість, швидкість, точність та температурний діапазон.
Термометр з рідким склом
Термометр з рідким склом - один з найпоширеніших приладів, що застосовуються сьогодні для вимірювання температури. Як випливає з назви, інструмент складається із скляної колби, що містить спеціальну рідину. Вгорі цибулини - стебло, на якому розміщена шкала для вимірювання температури. Рідини, вибрані для термометрів, розширюються і значно скорочуються у відповідь на зміни температури, тому вони позначають температуру як положення на шкалі стебел. Протягом багатьох років ртуть була часто використовуваною рідиною для вимірювання температури, хоча з міркувань безпеки виробники термометрів припиняли її на користь алкоголю та інших речовин із меншою токсичністю. Даніель Габріель Фаренгейт винайшов ртутно-скляний термометр, який охоплює температурний діапазон від мінус 38 до 356 градусів Цельсія (мінус 36,4 до 672,8 градусів за Фаренгейтом).
Термометр опору
Коли електричні струми протікають по дротах, вони розсіюються один від одного і межі проводу. Це явище, відоме як електричний опір, і його значення пов'язане з температурою. Термометри опору зазвичай використовують платиновий дріт, оскільки він не кородує або іншим чином реагує з повітрям в широкому діапазоні температур. Дріт зазвичай намотують у котушку і поміщають всередину керамічної трубки. Термометри опору мають набагато більшу роздільну здатність, ніж рідкий у склі, і потенційно можуть вимірювати зміни до однієї тисячної ступеня.
Постійний газовий термометр
Газовий термометр постійного об'єму складається з ємності з фіксованою кількістю газу всередині. Термометр працює за принципом, що зміни тиску газу пропорційні змінам температури газу. Датчик тиску всередині контейнера визначає тиск, а калібрувальна електроніка перетворює це значення в вимірювання температури. Термометри постійного об'єму зазвичай використовують повітря як газ для вимірювань, проведених наближених до кімнатної температури. Якщо вимірювання вимагають дуже низьких температур, замість цього використовується гелій, оскільки він має температуру кипіння, близьку до абсолютного нуля.
Променева термометрія
Усі об'єкти випромінюють інфрачервоне випромінювання з інтенсивністю, приблизно пропорційною їх температурі. Радіаційні термометри складаються з серії оптики, яка фокусує інфрачервоне світло на спеціальному електронному детекторі. Детектор зазвичай є напівпровідником, таким як кремній, який виробляє електричний струм, пропорційний інтенсивності інфрачервоного випромінювання. Прилад обчислює температуру в електронному вигляді. Ключовою перевагою радіаційних термометрів є потенціал вимірювання температури предметів на відстані. Вони також можуть вимірювати температуру швидше, ніж іншими методами. Деякі інфрачервоні термометри мають лазерний приціл, щоб точно орієнтувати пристрій на конкретні об'єкти.