Призначення термометрів

Термометр – це прилад, призначений для вимірювання температури рідинної, газоподібним або твердим середовища.

На сьогоднішній день термометром іменується прилад, призначений для вимірювання температури тіла, води, повітря і т. д. Існують газові, оптичні, інфрачервоні, рідинні, електричні і механічні термометри. Градусник ж – не що інше, як розмовна аналог термометра, що відбувся від слова «градус». Це просторічне вираз нерідко можна почути в повсякденній мові, проте фахівці використовують виключно термін «термометр»!

Винахідником першого пристрою для вимірювання температури є Галілео Галілей. Назва приладу з грецької мови перекладається як «вимірювати тепло». Перший прототип Галілея суттєво відрізнявся від сучасних. У більш звичному вигляді пристрій з'явилася через 200 років, коли за вивчення даного питання взявся шведський фізик Цельсій. Він розробив систему вимірювання температури, розділивши термометр на шкалу від 0 до 100. На честь фізика рівень температури вимірюються в градусах Цельсія.

Хоча з моменту винаходу перших термометрів пройшло вже більш ніж через 400 років, ці пристрої досі продовжують удосконалюватися. У зв'язку з цим з'являються все нові пристрої, засновані на раніше не застосовуваних принципах дії.

Давайте детально розберемося, які є різновиди термометрів за принципом дії:

• рідинні;
• газові;
• біметалічні;
• електричні;
• термоелектричні;
• волоконно-оптичні;
• інфрачервоні.

Рідинні. Термометри відносяться до найпершим приладів. Вони працюють на принципі розширення рідин при зміні температури. Коли рідина нагрівається – вона розширюється, а коли охолоджується, то стискається. Сам пристрій складається з дуже тонкої скляної колби, заповненої рідким речовиною. Колба прикладається до вертикальної шкалою, виконаної у вигляді лінійки. Температура вимірюваного середовища дорівнює поділу на шкалі, на яке вказує рівень рідини в колбі. Ці пристрої є дуже точними. В різному виконанні рідинні прилади здатні вимірювати температуру до +600 градусів. Їх недолік в тому, що при падінні колба може розбитися.

Газові. Працюють точно так само як і рідинні, тільки їх колби заповнюються інертним газом. Завдяки тому, що в якості наповнювача використовується газ, збільшується діапазон вимірювання. Такий термометр може показувати максимальну температуру в межах від +271 до +1000 градусів. Дані прилади зазвичай застосовуються для зняття показання температури різних гарячих речовин.

Біметалеві. Термометр працює за принципом деформації металевої спіралі. Такі прилади оснащуються стрілкою. Вони зовні трохи нагадує стрілочний годинник. Подібні пристрої використовується в промислових системах. Головне достоїнство механічних термометрів в їх міцності. Вони не бояться струсу або ударів, як моделі з скла.

Электрические. Приборы работают по физическому принципу изменения уровня сопротивления проводника при различных температурах. Чем горячее металл, тем его сопротивляемость при передаче электрического тока выше. Диапазон чувствительности электротермометров зависит от металла, который использован в качестве проводника. Для меди он составляет от -50 до +180 градусов. Более дорогие модели на платине могут указывать на температуру от -200 до +750 градусов. Такие приборы применяются как датчики температуры на производстве и в лабораториях.

Термоэлектрический. Термометр имеет в своей конструкции 2 проводника, которые измеряют температуру по физическому принципу, так называемому эффекту Зеебека. Подобные приборы имеют широкий диапазон измерения от -100 до +2500 градусов. Точность термоэлектрических устройств составляет около 0,01 градуса. Их можно встретить в промышленном производстве, когда требуется измерение высоких температур свыше 1000 градусов.

Волоконно-оптические. Делаются из оптоволокна. Это очень чувствительные датчики, которые могут измерять температуру до +400 градусов. При этом их погрешность не превышает 0,1 градуса. В основе такого термометра лежит натянутое оптоволокно, которое при изменении температуры растягивается или сжимается. Проходящий сквозь него луч света преломляется, что фиксирует оптический датчик, сопоставляющий преломление с температурой окружающей среды.

Инфракрасный. Термометр, или пирометр, является одним из самых недавних изобретений. Они имеют верхний диапазон измерения от +100 до +3000 градусов. В отличие от предыдущих разновидности термометров, они снимают показания без непосредственного контакта с измеряемым веществом. Прибор посылает инфракрасный луч на измеряемую поверхность, и на небольшом экране отображает ее температуру. При этом точность может отличаться на несколько градусов. Подобные устройства применяются для измерения уровня нагрева металлических заготовок, которые находятся в горне, корпуса двигателя и пр. Инфракрасные термометры способны показать температуры открытого пламени. Подобные устройства применяются еще в десятках различных сфер.