Zawartość
Aby pomóc w badaniu pogody i innych zjawisk, naukowcy używają termometrów do pomiaru temperatury. Termometry są dostępne w różnych typach, w tym w płynie szklanym, oporności i promieniowaniu podczerwonym. Każdy typ ma inne zalety, takie jak koszt, szybkość, precyzja i zakres temperatur.
Termometr ciecz-w-szkle
Termometr ciecz-w-szkle jest jednym z najczęstszych przyrządów używanych obecnie do pomiaru temperatury. Jak sama nazwa wskazuje, instrument składa się ze szklanej żarówki zawierającej specjalny płyn. Na szczycie żarówki znajduje się łodyga ze skalą do pomiaru temperatury. Ciecze wybrane do termometrów rozszerzają się i kurczą znacznie w odpowiedzi na zmiany temperatury, więc wskazują temperaturę jako pozycję na skali pni. Przez wiele lat rtęć była powszechnie stosowaną cieczą do pomiaru temperatury, choć ze względów bezpieczeństwa producenci termometrów wycofali ją na korzyść alkoholu i innych substancji o niższej toksyczności. Daniel Gabriel Fahrenheit wynalazł termometr szklany rtęciowy, który obejmuje zakres temperatur od minus 38 do 356 stopni Celsjusza (minus 36,4 do 672,8 stopni Fahrenheita).
Termometr oporowy
Gdy prądy elektryczne przepływają przez druty, rozpraszają się one wzajemnie i granice drutów. Jest to zjawisko zwane opornością elektryczną, a jego wartość jest związana z temperaturą. Termometry rezystancyjne zwykle używają drutu platynowego, ponieważ nie powoduje korozji ani nie reaguje w inny sposób z powietrzem w szerokim zakresie temperatur. Drut jest zwykle nawijany na cewkę i umieszczany wewnątrz ceramicznej rurki. Termometry rezystancyjne mają znacznie większą rozdzielczość niż typ płyn-w-szkle i mogą potencjalnie mierzyć zmiany do jednej tysięcznej stopnia.
Termometr gazowy o stałej objętości
Termometr gazowy o stałej objętości składa się z pojemnika z ustaloną ilością gazu w środku. Termometr działa na zasadzie, że zmiany ciśnienia gazu są proporcjonalne do zmian temperatury gazu. Czujnik ciśnienia wewnątrz pojemnika wykrywa ciśnienie, a elektronika kalibracyjna przekształca tę wartość na pomiar temperatury. Termometry o stałej objętości zwykle wykorzystują powietrze jako gaz do pomiarów zbliżonych do temperatury pokojowej. Jeśli pomiary wymagają bardzo niskich temperatur, zamiast tego stosuje się hel, ponieważ ma on temperaturę wrzenia zbliżoną do zera absolutnego.
Termometria radiacyjna
Wszystkie obiekty emitują promieniowanie podczerwone o natężeniu w przybliżeniu proporcjonalnym do ich temperatury. Termometry radiacyjne składają się z szeregu optyki, które skupiają światło podczerwone na specjalnym detektorze elektronicznym. Detektor jest zwykle półprzewodnikiem, takim jak krzem, który wytwarza prąd elektryczny proporcjonalny do natężenia promieniowania podczerwonego. Urządzenie oblicza temperaturę elektronicznie. Kluczową zaletą termometrów radiacyjnych jest możliwość pomiaru temperatury obiektów na odległość. Mogą także mierzyć temperatury szybciej niż innymi metodami. Niektóre termometry na podczerwień mają celownik laserowy, aby dokładnie skierować urządzenie na określone obiekty.