Померяет температуру любому. Подробно о термометрах

Александр Якушев

Электрик и мастер внутренних отделочных работ

Содержание

...

Климат

Термометры — приборы, предназначенные для измерения температуры различных сред и широко применяемые в бытовых и промышленных целях. История появления этих незаменимых в быту и на производстве приборов восходит к XVII веку, к изобретению в 1597 году термоскопа Галилео Галилеем, знаменитым итальянским ученым. В отличие от современных термометров, термоскоп мог фиксировать только факт нагревания и охлаждения веществ.

Возможности определить точные значения температуры по градусной шкале появились только после внедрения разработок голландского физика Фаренгейта и шведского астронома и физика Цельсия (1742 г.), ставших основой для создания современных приборов измерения температуры.

Основные виды термометров

В зависимости от назначения и принципа действия термометры различаются на несколько основных видов, включая:

Жидкостные термометры, работа которых основана на свойстве жидкостей расширяться при нагревании и сжиматься при охлаждении. В качестве рабочих жидкостей используются ртуть (ртутные термометры) или окрашенный спирт (спиртовые термометры), размещенные в тонких стеклянных сосудах с приложенной к ним градуированной вертикальной шкалой. Цена деления — 1 градус. Недостаток жидкостных термометров — хрупкость стеклянных компонентов.

Механические термометры используют эффект деформации (расширения) биметаллической спирали при нагревании. При изгибе спирали вследствие изменения температуры среды, соединенная с ней стрелка указывает значение температуры на циферблате термометра. Основное достоинство этого вида приборов — повышенная точность показаний и механической прочности системы в целом.

Газовый термометр состоит из емкости, заполненной азотом, гелием или водородом, соединительной трубки и измерительного устройства со шкалой. При повышении температуры газ расширяется, что отражается на показаниях прибора. Использование газа существенно увеличивает диапазон измерений до +1000^оС, что позволяет использовать газовые термометры для измерений в средах с повышенной температурой.

Электрические термометры удобно применять в качестве температурных датчиков. Устройство приборов основано на принципе увеличения сопротивления проводника при повышении его температуры. В зависимости от материала проводника диапазон измеряемых температур термометра существенно различается. Для термометра с платиновым проводником диапазон составляет -200 … +750^оС, с медным — -50 … +180^оС.

Оптические (оптоволоконные) термометры содержат основной компонент — натянутое оптоволокно, растягивающееся и сжимающееся при колебаниях температуры. Преломление светового луча, проходящего через оптоволокно, фиксируется датчиком и передается на дисплей термометра.

Термоэлектрические термометры рассчитаны на измерение широкого диапазона температур (-100 … +2500^оС) и используют в работе свойство двух спаянных между собой разнородных проводников (термопары) создавать термо-Э.Д.С., которая фиксируется датчиком и передается на дисплей термометра. Температура фиксируется с точностью до 0,01^оС.

Инфракрасные бесконтактные термометры (пирометры) — приборы, предназначенные для бесконтактного измерения температуры. Устройство прибора позволяет улавливать тепловое излучение в инфракрасном диапазоне, исходящее от поверхности исследуемого объекта, в течение 1 секунды.

Принятый и сфокусированный оптической системой прибора луч передается на датчик температуры, преобразуется в электрический сигнал, который затем обрабатывается в счетно-измерительном устройстве и отображается на экране пирометра в виде цифрового значения температуры. Используется для измерений в диапазоне температур от -50 до 4000^о в промышленности, строительстве и в быту.

Контактные и бесконтактные термометры

Измерение температуры различных поверхностей может выполняться как контактным, так и бесконтактным способом. Контактный способ измерения, наиболее распространенный во всех сферах производства и в быту, осуществляется простым прикосновением термометра к предмету. Все перечисленные выше виды приборов для измерения температуры, за исключением части инфракрасных, отнесены к контактным.

Появившиеся не так давно инфракрасные термометры подразделяются на два вида:

контактные, используемые для измерения температуры тела детей и взрослых путем точечного прикосновения ко лбу или ушам (лобные, ушные термометры);
бесконтактные (пирометры), позволяющие определить температуру в пределах от-50 до 4000^оС на расстоянии от нескольких сантиметров до нескольких метров.

Термометры медицинские

Термометр медицинский — широкое понятие, включающее в себя значительный перечень приборов, служащих для измерения температуры пациентов в медицине.

Современная промышленность предлагает многочисленные варианты термометров для медицинской сферы, в которой широко используются как контактные, так и бесконтактные термометры, в том числе:

Ртутный, наиболее распространенный, основан на свойстве жидкостей расширяться при повышении температуры. Ртуть, размещенная в наконечнике термометра, при повышении температуры пациента расширяется и, поднимаясь по капиллярному столбику, указывает на фактический уровень температуры.
Термометр электронный широко используется как в медицине, так и в промышленных условиях. Принцип действия основан на свойстве металлического проводника (терморезистора) изменять электрическое сопротивление при изменении температуры окружающей среды. Электрические сигналы в преобразованном
Инфракрасный — контактный и бесконтактный.

Бытовые термометры

Без термометра трудно обойтись и в быту — их применяют в самых различных целях: для измерений температуры воздуха внутри и снаружи помещений, при приготовлении пищи и т. д.:

Термометр воздуха (метеорологический) используется для измерения температуры воздуха на определенной территории и представляет собой стеклянную трубку с запаянным внутри капилляром с колбой, наполненной спиртом (при необходимости измерения низких температур) или ртутью (для фиксации повышенных температур). Расширяясь или сужаясь в объеме, рабочая жидкость поднимается или опускается по градуированной шкале, указывая температурное значение.

Термометр комнатный — простейший прибор для измерения температуры воздуха в помещении и представляет собой градусную шкалу с закрепленной на ней капиллярной трубкой, заполненной окрашенным спиртом. При повышении температуры воздуха наполнитель расширяется, поднимаясь вдоль температурной шкалы.

Выносной термометр относится к разряду климатического оборудования и предназначен для одновременного измерения температуры воздуха внутри и снаружи помещения. Устройство содержит два блока с датчиками температуры, основной блок оснащен дисплеем, отображающим два значения температуры, и размещается внутри помещения.

Часы-термометр — электронное устройство, в котором объединены две функции — измерения времени и температуры. Смена индикации данных регулируется по времени, чаще всего — через каждые 10 сек. Питание — от сети, с использованием понижающего преобразователя напряжения.

Термометр-гигрометр — электронный или механический прибор, сочетающий в себе функции термометра для измерения температуры и гигрометра для получения данных о влажности воздуха в помещении или на улице в процентах относительной или абсолютной влажности.

Термометр температуры воды содержит щуп с датчиком температуры, соединенный с измерительным устройством, оснащенным градуированной шкалой.

Термометр кулинарный встречается в основном в электронном исполнении. Оснащен щупом с датчиком температуры, преобразователем сигнала и ЖК дисплеем, на котором отображаются данные о температуре блюд.

Термометр для мяса в классическом исполнении представлен комплектом из щупа и датчика с дисплеем, на котором отображается температура мясного блюда.

Термометр для холодильника может быть жидкостным или электронным. Рабочей жидкостью в первом случае служит спиртовой раствор или ртуть. Электронный термометр содержит резистор, реагирующий на изменения температуры и преобразователь сигнала с ЖК дисплеем.