термометр в перекладі з грецької мови означає «вимірювати тепло». Історія винаходу термометра бере початок з 1597 року, коли Галілей створив термоскоп - кулька з припаяної трубкою - для визначення ступеня нагретости води. Цей прилад не мав шкали, а його свідчення залежали від атмосферного тиску. З розвитком науки термометр видозмінювався. Рідинний термометр вперше був згаданий в 1667 році, а в 1742 році шведський фізик Цельсій створив термометр зі шкалою, в якій точка 0 відповідала температурі замерзання води, а 100 - температурі її кипіння.

Ми часто користуємося термометром для визначення температури повітря на вулиці або температури тіла, проте цим застосування термометра зовсім не обмежується. На сьогоднішній день існує безліч способів виміряти температуру речовини, а сучасні термометри удосконалюються досі. Наведемо найбільш поширені типи вимірювачів температури.

рідинний термометр

Принцип дії даного типу термометрів заснований на ефекті розширення рідини при нагріванні. Термометри, у яких в якості рідини використовується ртуть, часто застосовуються в медицині для вимірювання температури тіла. Незважаючи на токсичність ртуті, її використання дозволяє визначати температуру з більшою точністю в порівнянні з іншими рідинами, так як розширення ртуті відбувається за лінійним законом. У метеорології використовують термометри на спирту. Це пов'язано в першу чергу з тим, що ртуть загусає при значенні 38 ° С і не годиться для вимірювання більш низьких температур. Діапазон рідинних термометрів в середньому становить від 30 ° С до + 600 ° С, а точність не перевищує одну десяту частку градуса.

газовий термометр

Газові термометри працюють за тим же принципом, що і рідинні, тільки в якості робочої речовини в них використовується інертний газ. Цей тип термометра є аналогом манометра (приладу для вимірювання тиску), шкала якого градуюється в одиницях температури. Основною перевагою газового термометра є можливість вимірювання температур близько абсолютного нуля (його діапазон становить від 271 ° С до +1000 ° С). Гранично досяжна точність вимірювання становить 2 * 10-3 ° С. Отримання високої точності газового термометра є складним завданням, тому такі термометри не використовуються в лабораторних вимірах, а застосовуються для первинного визначення температури речовини.

механічний термометр

Цей вид термометрів працює за аналогією з газовими та рідинними. Температура речовини визначається в залежності від розширення металевої спіралі або стрічки з біметалу. Механічний термометр відрізняється високою надійністю і простотою у використанні. Як самостійні прилади такі термометри широкого поширення не отримали і в даний час використовуються в основному в якості пристроїв для сигналізації та регулювання температури в системах автоматизації.

Електричний термометр (термометр опору)

В основу роботи електричного термометра закладена залежність опору провідника від температури. Опір металів лінійно збільшується зі зростанням температури, тому саме метали і використовуються для створення цього типу термометрів. Напівпровідники в порівнянні з металами дають більшу точність вимірів, проте термометри на їх основі практично не випускаються через складнощі, пов'язаних з градуюванням шкали. Діапазон термометрів опору безпосередньо залежить від робочого металу: наприклад, для міді він становить від -50 ° С до +180 ° С, а для платини - від -200 ° С до +750 ° С. Електричні термометри встановлюють в якості датчиків температури на виробництві, в лабораторіях, на експериментальних стендах. Вони часто комплектуються спільно з іншими вимірювальними пристроями

термоелектричний термометр

термоелектричний термометр також називають термопарним. Термопара являє собою контакт двох різних провідників, що вимірюють температуру на основі ефекту Зеєбека, відкритого в 1822 році. Цей ефект полягає в появі різниці потенціалів на контакті між двома провідниками при наявності між ними градієнта температур. Таким чином, через контакт при зміні температури починає проходити електричний струм. Перевагою термопарних термометрів є простота виконання, широкий діапазон вимірювань, можливість заземлення спаяний. Однак є й недоліки: термопара схильна до корозії і іншим хімічним процесам згодом. Максимальною точністю володіють термопари з електродами з благородних металів та їх сплавів - платинові, платинородієві, паладієві, золоті. Верхня межа вимірювання температури за допомогою термопари становить 2500 ° С, нижня - близько -100 ° С. Точність вимірювання термопарного датчика може досягати 0,01 ° С. Термометр на основі термопар незамінний в системах управління і контролю на виробництві, а також при вимірюванні температури рідких, твердих, сипучих і пористих речовин.

Волоконно-оптичний термометр

З розвитком технологій виготовлення оптоволокна, виникли нові можливості його використання. Датчики на основі оптоволокна проявляють високу чутливість до різних змін у зовнішньому середовищі. Найменше коливання температури, тиску або натягу волокна призводять до змін поширення в ньому світла. Оптоволоконні датчики температури часто застосовуються для забезпечення безпеки на виробництві, для пожежного оповіщення, контролю герметичності ємностей з вогненебезпечними і токсичними речовинами, виявлення витоків і т. П. Діапазон таких датчиків не перевищує +400 ° С, а максимальна точність становить 0,1 ° С .

Інфрачервоний термометр (пірометр)

На відміну від всіх попередніх типів термометрів, пірометр є безконтактним приладом. Більш докладно прочитати про пірометри і його характеристики можна в окремій статті на нашому сайті. Технічний пирометр здатний вимірювати температуру в діапазоні від 100 ° С до 3000 ° С, з точністю до декількох градусів. Інфрачервоні термометри зручні не тільки в умовах виробництва. Все частіше вони застосовуються для вимірювання температури тіла. Це пов'язано з багатьма перевагами пірометрів в порівнянні з ртутними аналогами: безпека використання, висока точність, мінімальний час на вимірювання температури.

На завершення відзначимо, що зараз складно уявити собі життя без цього універсального і незамінного приладу. Прості термометри можна зустріти в побуті: вони використовуються для підтримки температури в прасці, пральній машині, холодильнику, вимірювання температури навколишнього повітря. Більш складні датчики встановлюють в інкубаторах, теплицях, сушильних камерах, на виробництві.

Вибір термометра або датчика температури залежить від сфери його використання, допустимі межі, точності показань, габаритних розмірів. А в іншому - все залежить від вашої фантазії.