Доклад на тему приборы для измерения температуры воздуха

Обновлено: 07.07.2024

Термометр - это прибор, предназначенный для измерения температуры воздуха окружающей среды. Прибор позволяет определить температуру различных сред при контакте с ней: вода, воздух, внутренняя среда организма и др.

В зависимости от того где применяется термометр: в производственных помещениях, дома, на улице и т.д. существуют несколько их видов. Например, бытовой термометр показывает температуру воздуха в доме, и здесь будет уместно говорить именно о жидкостном термометре.

Механические термометры применяются для регулирования температуры в системах автоматизации. Также существуют инфракрасные, газовые, электронные термометры, термоэлектрические и газовые.

Здесь будут изложены принцип работы жидкостного, механического и газового термометров:

Принцип работы жидкостного термометра.

Если разогреть такой термометр произойдёт расширение в нём жидкости. Обычно ЖТ заполнен ртутью (обычный бытовой градусник для измерения температуры тела), но ртуть имеет токсическое воздействие на организм, если его разбить, а это очень опасно. Поэтому его заменяют термометром наполненным спиртом. Хотя существуют споры, какой термометр лучше, ведь термометр с ртутью показывает более точный результат.

В метеорологии чаще используют спиртовой термометр. Объясняется это тем, что он может спокойно нагреваться до 600 градусов с погрешностью не более 1градуса по Цельсию.

Ртутный термометр может показывать температуру не более 38 градусов по Цельсию. При достижении 39-44 градусов жидкость в нем начинает густеть и дальнейшее измерение становиться невозможным!

Механические термометры

Все знают, что металлические предметы, как известно, расширяются под действием высокой температуры. Именно это и дало начало механическим термометрам. Такой термометр обойдётся относительно недорого, и он прост в использовании.

Применяется данный термометр в различных производственных системах сигнализации.

Газовые термометры

Не существенно отличаются от механических и жидкостных. Такой термометр заряжен гелием, неоном, аргоном либо другими благородными газами. ГТ имеет высокий температурный спектр определения: от -240 градусов по Цельсию до 990 градусов. Профессионалы не рекомендуют применять газовые термометры для точных замеров, так как погрешность их велика.

Термометр берет свои истоки происхождения с начала 1597 года, тогда итальянский ученый Галилео Галилей создал прибор определяющий насколько поднимается вода если ее нагреть. Прибор не имел шкалу, а на его показатели влияло только атмосферное давление. Состоял этот аппарат из трубки, которая была припаяна к шару.

Ученые того времени вплотную занимались созданием аппарата, который мог точно измерять температуры, чтоб облегчит человеку жизнь. Ведь знать температурные режимы чрезвычайно важно.

Итальянскому ученому Санторио Санторио, удалось изобрести очень громоздкий прибор, которым стало возможным измерить температуру человека. В этом приборе, так же, как и у Галелео основой был шар с трубкой не ровной формы, но на ней были размечены деления, а на ее конце была окрашенная жидкость.

Попытка усовершенствования прибора Галилео была Флорентийскими учёными, они добавили в его прибор шкалу из бусин. Через время ученые еще размышляли над усовершенствованием прибора Галилео, и на свет появились первые термометры с использованием жидкости. Но и эти изобретения были не совершенны, так как они лопались при замерзании воды, через время для их изготовления стали использовать как жидкость – винный спирт.

Удалось усовершенствовать изобретение Галилео его ученику, физику Эваджелисту Торричели, в результате его опытов термометры стали наполнять ртутью, затем переворачивали, добавляли в шар спирт, который предварительно подкрашивали и запаивали конец трубки.

Физиком Габриэлем Фаренгейтом был разработан свой способ изготовления шкалы термометра, он разделил ее на три основные деления:

0 градусов – температура воды и льда;
32 градусов – температура при смешивании воды и льда;
212 градусов – температура кипения воды.

Андерс Цельсий разделил свою шкалу на два постоянных значения, которых он высчитал:

0 градусов – температура, при которой плавится лед;
100 градусов – температура кипения воды.

Лорд Кельвин при создании своей шкалы, за точку отсчета выставил температуру – 273,1 градусов, это температура, при которой охлаждение тел невозможно.

На сегодняшний день самой распространенной шкалой термометра во всем мире считается шкала ученого Цельсия, шкалу термометра, изобретенной Кельвином активно используют ученые для своих исследований, шкалой термометра, изобретенной Фаренгейтом пользуется, и по сей день Англия и США.

Популярные сегодня темы

Каждый человек хотя бы раз в жизни видел чудесные иллюстрации И. Я. Билибина в книгах. Врезающиеся в память образы Бабы-Яги и Кощея Бессмертного дети запоминают по рисункам этого мастера

Пророк Мухаммед (да благословит его Аллах и приветствует – такова словестная формула, которую прибавляют правоверные мусульмане к произнесению имени пророка, эта формула называется салават) к

О чудесных свойствах чая знает каждый. Но откуда на Руси появился этот вкусный и полезный напиток, пожалуй, догадываются не все. Задолго до появления чая, люди заваривали травы, одной из ценн

Животные - это представители одного из пяти царств живых организмов, которые, наряду с растениями, грибами, бактериями и вирусами, являются важнейшими составляющими окружающей среды

Луна – единственный естественный спутник Земли, расположенный от неё на расстоянии в среднем 384 467 км. Земля поместилась бы в это расстояние 30 раз, а свет достигает Луны за 1.255 секунды

Сегодня нельзя представить жизнь современного человека без термометра. Этот простой прибор используется в различных отраслях человеческой деятельности: на производстве, в искусстве, быту, метеорологии, гидрологии, медицине и т.д. Трудно себе представить, что наши далекие предки обходились без термометра.

Рассмотрим историю изобретения термометра и некоторые его виды.

Изобретение термометра

Термометр (от греч. terme – тепло, metreo – измеряю) – прибор для измерения температуры: воздуха, воды, почвы, тела человека и других физических тел. Древние ученые о температуре тела судили по непосредственному ощущению.

Считают, что изобретателем первого термометра-термоскопа был знаменитый итальянский учёный Галилео Галилей (1597 г.). Термоскоп Галилея (рис. 1) представлял собой стеклянный шарик с припаянной к нему стеклянной трубкой. Шарик слегка нагревали, и конец трубки опускали в сосуд с водой. Через некоторое время воздух в шарике охлаждался, его давление уменьшалось, и вода под действием атмосферного давления поднималась по трубке вверх на некоторую высоту. В дальнейшем при потеплении, давление воздуха в шарике увеличивалось, и уровень воды в трубке понижался, а при охлаждении – повышался.

При помощи термоскопа можно было судить только об изменении степени нагретости тел: числовых значений температуры он не показывал, поскольку не имел шкалы. Современную форму (запаяв трубку и перевернув её шариком вниз) термометру придал Габриель Даниель Фаренгейт, голландский физик, выдувальщик стекла. А постоянные (реперные) точки – кипящей воды и тающего льда – на шкале термометра разместил шведский астроном и физик Андерс Цельсий в 1742 году.

В настоящее время существуют много видов термометров: цифровые, электронные, инфракрасные, пирометры, биметаллические, дистанционные, электроконтактные, жидкостные, термоэлектрические, газовые, термометры сопротивления и т.д. У каждого термометра – свой принцип действия и своя сфера применения. Рассмотрим некоторые из них.

Жидкостные термометры используют тепловое расширение жидкостей (рис.2). В зависимости от температурного диапазона, в котором предстоит служить термометру, его заполняют ртутью, этиловым спиртом или другими жидкостями. Жидкостные термометры, заполненные ртутью, применяют для точных измерений температуры (до десятой доли градуса) в лабораториях. Термометры, заполненные спиртом, применяют в метеорологии для измерения температур ниже –38° (так как при более низкой температуре ртуть отвердевает). Главный недостаток ртутного термометра – ядовитость паров ртути. Поэтому его нельзя разбивать.

Газовые термометры используют зависимость давления газа от температуры (рис. 3). То есть, по сути, они являются манометрами, шкалы которых размечены в единицах температуры. Газовые термометры, предназначенные для измерения низких температур делаются из стекла или кварца и наполняются водородом или гелием. Для очень высоких температур газовые термометры делают из сплава платины с родием, выдерживающего высокую температуру, и наполняют азотом. Границы измерений от -253°С до +1500°С.

Механические термометры действуют по тому же принципу, что и жидкостные, но в качестве датчика обычно используется спираль из металла или биметалла – двух металлических полосок с разными способностями удлиняться при изменении температуры, скреплённых заклёпками (рис.4). Механические термометры применяют для измерений температуры жидкостей и газов в отопительных и санитарных установках, в системах кондиционирования и вентиляции, а также для измерений температуры сыпучих и вязких сред (например, теста или глазури) в пищевой промышленности.

Оптические термометры (пирометры) позволяют регистрировать температуру благодаря изменению светимости или спектра излучения тел (рис.5). Оптические термометры применяют для измерения температуры поверхности объектов в труднодоступных (и жарких) местах.

Это бесконтактный прибор, способный измерять, причем с точностью до нескольких градусов, уровень тепла в широчайшем диапазоне – от 100°С до 3000°С. Чаще всего на практике мы встречаемся с инфракрасными бытовыми термометрами. Такие градусники очень удобны, поскольку позволяют безопасно, быстро и точно определять температуру тела человека.

Акустические термометры используют зависимость между температурой какой-либо среды и скоростью распространения в ней звука (рис. 6). Акустические термометры применяют в диагностической медицине, для измерения глубинной температуры тела человека и животных.

Электронные термометры работают, используя изменение электропроводности металлических или полупроводниковых датчиков при изменениях температуры (рис. 7). Термометр сопротивления применяют, например, для измерения температуры внутри газовых котлов на теплоэлектростанциях. Датчик термометра на длинной ручке помещают внутрь бушующего в котле голубого пламени сгорающего газа, а корпус термометра держат в руках и видят температуру на табло.

Жидкокристаллические термометры создали в новосибирском Академгородке в 1993 году (рис. 8). Они представляют собой тонкую пленку толщиной всего в 20 микрон, изготовленную из особых материалов на основе жидких кристаллов. Чтобы измерить температуру, достаточно приклеить эту пленку на тело - жидкие кристаллы изменяют свой цвет от красного до синего и воспроизводят изображение температурного поля в виде яркой цветной картинки. Такая наглядная картина очень удобна при проведении диагностики внутренних воспалительных очагов, особенно у тяжелобольных, а также у животных. Термоиндикаторы обладают достаточно высокой чувствительностью, могут быть использованы многократно (пленка абсолютно безопасна и нетоксична) и позволяют продемонстрировать температурную картину не только в определенной точке, а по всей поверхности. Кроме медицины и ветеринарии жидкокристаллические термометры можно использовать для измерения температуры на поверхности изделий различной формы, для определения зон перегрева в радио- и электрооборудовании, при исследовании аэродинамического нагрева в самолетостроении, а также для визуализации невидимых инфракрасных и СВЧ-излучений.

Магнитные термометры - термометры, принцип действия которого основан на зависимости объемной магнитной восприимчивости вещества от температуры (рис. 9).

Шумовые термометры - термометры, принцип действия которого основан на использовании зависимости уровня тепловых шумов резистора от температуры (рис. 10).

Ядерные квадрупольные термометры - термометры, принцип действия которого основан на использовании зависимости частоты ядерного квадрупольного резонанса термометрического вещества от температуры (рис. 11).

На сегодняшний день имеется большое разнообразие термометров, предназначенных для измерения температур как в широком диапазоне (газовые), так и в узком (жидкокристаллические). Со времен Галилея термометры стали более совершенными и стали применяться в различных областях сферы человека. Сегодня нет ни одного дома, ни одной квартиры, ни одного учреждения без этого очень важного прибора.

Вы можете изучить и скачать доклад-презентацию на тему Приборы для измерения температуры воздуха и атмосферного давления. Их. Презентация на заданную тему содержит 18 слайдов. Для просмотра воспользуйтесь проигрывателем, если материал оказался полезным для Вас - поделитесь им с друзьями с помощью социальных кнопок и добавьте наш сайт презентаций в закладки!

Приборы для измерения температуры воздуха и атмосферного давления. Их устройство, порядок работы. Подготовила Мацевич Анастасия Станиславовна 214 фл группа

Цели Определение средней температуры воздуха в помещении и равномерности ее распределения . Определения атмосферного давления Гигиеническая оценка температуры воздуха и атмосферного давления

Температура воздуха –это физическое свойство воздуха , характеризующее степень нагрева или охлаждение воздуха или характеризующееся движения и соударения молекул. Температура воздуха зависит от : Климатической зоны ; сезона года ; Времени суток .

Методика изучения температуры воздуха в помещении и атмосферного давления Для определения температуры воздуха ее измерения проводят по вертикали и горизонтали с помощью ртутных термометров.

Термометры размещают на штативах по Вертикали лаборатории в 3-х точках : На высоте 10-20 см от пола уровень расположения ног), 1,0м (на рабочей поверхности стола – уровень расположения рук) 1.5м (уровень расположения головы)

Термометры размещают на штативах по Горизонтали лаборатории в 3-х точках на высоте 1,0 м от пола: На расстоянии 10-20 см от окна . По середине помещения. На расстоянии 10-20 см от противонесущей стены

Расчет параметров температурного режима воздуха помещений : + ++ tcp.= Перепад температуры по вертикали : tверт. = с) перепад температуры по вертикале : + - + 2 2 tгризонт.=

Правила снятия показаний с термометра Термометры подвешивают вертикально Показания с термометров снимают чрез 10 минут Термометры располагают вдали от теплового излучения Сначала снимают десятые , потом целые

Гигиеническая оценка температуры воздуха в помещении А)Данные собственных измерений : Б)Расчет средней температуры tср.= В)Гигиенические показания: перепад по вертикали ; перепад по вертикали Заключение :

ТЕРМОГРАФ - самопишущий прибор для записи колебаний температуры в течение суток или недели. 0н состоит из: Защитной коробки воспринимающей части улавливающей колебания температуры - биметаллической пластинки, которая при помощи системы рычагов связана с пером самопишущего устройства (заполняемого невысыхающими чернилами) вращающегося барабана, на котором закреплена диаграмма (называемая термограммой), ключ-рычаг для завода часового механизма. Внизу на вращающемся барабане имеется указание: (суточный термограф - буквой С, или недельный термограф - буквой Н.

ПРАВИЛА ПОДГОТОВКИ ПРИБОРА К РАБОТЕ 1. Установить на вращающемся барабане чистую термограмму. 2. Измерить ртутным термометром среднюю температуру воздуха и с помощью специального наружного рычага установить перо самопишущего устройства в точке пересечения, соответствующей показанию средней температуры воздуха и колонкой, соответствующей показанию времени проведения измерения по часам. 3. Отметить дату измерения. 4. Заполнить перо самописца невысыхающими чернилами. 5. Завести с помощью ключа-рычага часовой механизм прибора. 6. Прибор установить в месте, где необходимо вести постоянное наблюдение за изменениями температуры

АТМОСФЕРНОЕ ДАВЛЕНИЕ (АД) - это физическое свойство воздуха, характеризующее силу давления столба воздуха на окружающее. В международной системе единиц (СИ) АД измеряют в Па - паскалях или ГПа - гектопаскалях (гекто = 100) За нормальное АД принято давление атмосферы, способное при температуре 0°С на уровне моря и при географической широте 45° уравновесить столб ртути высотой 760 мм. ПОМНИТЕ. АД = 760 мм рт.ст. = 101300 Па = 1013 ГПА ИЗМЕРЕНИЕ АД осуществляется с помощью приборов барометров и барографа.

МЕТОДИКА ИЗМЕРЕНИЯ АД С ПОМОЩЬЮ БАРОМЕТРА-АНЕРОИДА Принцип действия прибора механический, при увеличении АД стенки анероидной коробки (металлической градуированной коробки, из которой выкачан воздух) прогибаются внутрь, а при уменьшении выпрямляются. С помощью системы рычажков эти колебания передаются стрелке, которая движется по циферблату. ПОМНИТЕ. Для получения результата: Запишите число целых и десятых, указанных по стрелке. Для получения ответа, в Па (паскалях) результат нужно умножить на 1000. Для его перевода в ГПа разделите результат в Па на 100 (или ВАМ нужно умножить число целых и десятых на 10). Прибор должен быть расположен горизонтально, защищен от влияния прямого солнечного излучения и резких колебаний температур. Перед отсчетом слетка постучите пальцем по стеклу, чтобы преодолеть трение в механизме прибор

ДЛЯ СОСТАВЛЕНИЯ ПРОТОКОЛА НЕОБХОДИМО ОТМЕТИТЬ: 1. Дату и время измерения. 2. Месторасположение рабочего места. (АД измеряется в ГПа)

БАРОГРАФ - самопишущий прибор для записи колебаний атмосферного давления в течение суток или недели. Он состоит из: защитной коробки; воспринимающей части улавливающей колебания атмосферного давления - металлической гофрированной коробки, из которой выкачан воздух; вращающегося барабана, на котором закреплена диаграмма (называемая барограммой), ключ-рычаг для завода часового механизма. Внизу на вращающемся барабане имеется указание суточный гигрограф - буквой С, или недельный гигрограф - буквой - Н. Правила работы барографа аналогичны работе термографа.

Большинство технологических процессов корректно проходят только при определенной температуре. Кроме того, измеряемые температурные показатели помогают определять, насколько корректно используется затрачиваемая энергия.

Иными словами, это — та величина, которую нужно постоянно контролировать. Все виды приборов для измерения температуры делятся на контактные и бесконтактные. Также они классифицируются по материалам, принципам и способам действия.

Виды термометров по принципу действия

Процесс измерения температуры может основываться на разных физических процессах. Исходя из этого, выделяют 5 видов термометров.

Контактные

Такие приборы еще называют термометрами расширения. Они основаны на отслеживании изменения объема тел под действием меняющейся температуры. Обычно измеряемый диапазон температур составляет от -190 до +500 градусов по Цельсию.

К этой категории относятся жидкостные и механические устройства. Жидкостные представляют собой приборы в стеклянном корпусе, заполненные спиртом, ртутью, толуолом или керосином. Они прочные и устойчивые к внешним воздействиям. Температурный диапазон измерений зависит от типа используемой жидкости (наибольший — у ртутных, наименьший — у цифровых).

Механические могут работать с разными типами сред, включая жидкостные, газообразные, твердые или сыпучие. Универсальность позволяет использовать их в разных инженерных системах.

Термометры сопротивления

К этой категории относятся приборы, которые способны измерять электрическое сопротивление веществ, меняющееся в зависимости от температурных показателей. Рабочий диапазон этих устройств — от -200 до +650 градусов.

Такие термометры состоят из чувствительных термодатчиков и точных электронных блоков, контролирующих изменения проводимости, сопротивления и электрического потенциала. Обычно их встраивают в общую систему мониторинга и оповещения, туда, где нужно отслеживать меняющиеся параметры и не допускать их превышения.

В котельных установках наибольшее применение получили термометры сопротивления медные (ТСМ). Термометрами сопротивления можно измерять температуры от -50 до +600°С.

Электронные термопары

При нагревании эти приборы генерируют ток, что и позволяет измерять температуру. Принцип действия основан на замерах термоэлектродвижущей силы. Диапазон измерений в этом случае — от 0 до +1800 градусов.

Манометрические

Такие термометры учитывают зависимость между температурными показателями и давлением газа. В измеряемую среду помещают термобаллон, соединенный с манометром латунной трубкой. При нагреве термобаллона давление внутри него увеличивается, и эта величина измеряется манометром. Таким образом проводят замеры температуры в диапазоне от -160 до +600 градусов.

Бесконтактные пирометры

В основе этих приборов — инфракрасные датчики, считывающие уровень излучения. Они подразделяются на два вида: яркостные, проводящие измерения излучений на определенной длине волны (диапазон — от +100 до +6000 градусов), и радиационные, когда определяется тепловое действие лучеиспускания (от -50 до +2000 градусов). Они могут использоваться в том числе и для определения температуры нагретого металла, а также при наладке и испытаниях котлов.

Виды термометров по используемым материалам

Здесь различают 7 категорий:

Газовые. Принцип действия — тот же, что и у жидкостных, но в качестве заполнителя для колбы выбирается инертный газ. Это позволяет существенно увеличить температурный диапазон измерения (если для жидкостных предел — +600 градусов, то для газовых — +1000 градусов). С их помощью можно измерять температуру в различных раскаленных жидких средах.
Механические. В основе действия — принцип деформации металлической спирали. Часто эти термометры комплектуются стрелочным “дисплеем”. Устанавливаются в спецтехнике, автомобилях, на автоматизированных линиях. Нечувствительны к ударам.
Электрические. Работают, измеряя уровень сопротивления проводника при разных температурных показателях. В качестве проводника могут использоваться разные металлы (например, медь или платина). Соответственно, и диапазон измерений таких устройств будет отличаться. Чаще всего такие модели применяются в лабораторных условиях.
Термоэлектрические. В конструкции предусмотрено два проводника, проводящие замеры по физическому принципу на основе эффекта Зеебека. Эти устройства очень точные, работают с погрешностью до 0,01 градуса и подходят для высокоточных измерений в производственных процессах, когда рабочая температура превышает 1000 градусов.
Волоконно-оптические. Чувствительные датчики из оптоволокна (оно натягивается и сжимается или растягивается при изменении температуры, а прибор фиксирует степень преломления проходящего луча света). Допустимый диапазон измерений — до +400 градусов, а погрешность — не более 0,1 градуса.
Инфракрасные. Непосредственный контакт с измеряемым веществом не требуется: прибор генерирует инфракрасный луч, который направляется на изучаемую поверхность. Это современный вид бесконтактных термометров, которые работают с точностью до нескольких градусов и подходят для высокотемпературных измерений. С их помощью можно измерять даже температуру открытого пламени.

Все существующие термометры можно разделить на:

жидкостные;
механические;
газовые;
оптические;
электронные.

О каждом виде термометров и пойдет речь в статье. Но сначала об истории создания и о тех, кто создавал первые измерительные устройства.

История создания термометра

Идея создания термоскопа пришла Галилею после изучения трудов греческого математика, жившего в I в.н.э, Герона Александрийского. Изначальным замыслом не предусматривалось измерение температуры. Устройство использовалось, чтобы демонстрировать подъем воды в зависимости от нагревания воздуха.

Термоскоп изготавливался из стеклянной трубки, полой, с одной стороны, и с припаянным шариком, с другой. Работало устройство следующим образом:

Шарик нагревали и конец трубки опускали в воду.
По мере того, как воздух в шарике начинал остывать и сжиматься, вода поднималась вверх по трубке.
При повышении температуры воздуха уровень воды в трубке снова понижался.

Измерить термоскопом температуру было невозможно. Он не был градуирован, да и уровень подъема воды зависел не только от степени нагрева воздуха, но и от окружающего давления. Почти через 60 лет после смерти Галилея (в 1657 году) его термоскоп усовершенствовали ученые из Флоренции.

Термоскопу добавили шкалу-бусины и герметично запаяли трубку, удалив из нее воздух, залив внутрь спирт и перевернув. До того, как стали использовать винный спирт, трубки лопались при замерзании воды. То, что именно спирт позволит сохранить целостность колбы при отрицательных температурах, предположил Фердинанд II — тосканский герцог. С 1654 года мастера стали заливать в термоскопы алкоголь.

Сосуд стал не нужен для работы прибора, поэтому от него избавились. В зависимости от температуры воздуха, бусины поднимались или опускались. А в качестве исходных точек для измерения использовали отметки, сделанные в самый жаркий и самый холодный дни года.

Наряду с Галилеем, первенство в создании устройств, которые фиксировали изменения температуры окружающего воздуха приписывают:

лорду Бэкону;
Санториусу;
Роберту Фладду;
Скарпи;
Саломону де Коссу;
Порте;
Корнелиусу Дреббелю.

Хотя де Косс был лично знаком с Галилеем, поэтому мог увидеть его изобретение. Устройства других исследователей тоже были созданы по принципу термоскопа и зависели от температуры, так же, как и от атмосферного давления.

Следующим ученым, внесшим вклад в эволюцию термометра, стал французский ученый Гийом Амонтон, живший в 1663–1705 гг. Он стал измерять степень увеличения упругости воздуха, а не его расширение. Свои опыты Амонтон проводил, используя открытую трубу, изогнутую к нижней части и переходящую в замкнутую круглую полость. Подливая в трубку ртуть, ученый фиксировал изменения объема воздуха в зависимости от температуры.

Второй термометр Амонтона был герметичен и независим от окружающего давления. Его устройство включало в себя коленчатую трубку с раствором углекислого калия и нефтью, которая заканчивалась резервуаром с воздухом. Но этому сифонному барометру было еще очень далеко до совершенства современных термометров.

Тем, как выглядит современный термометр мы обязаны германскому ученому 18 века Габриэлю Фаренгейту. Начав с заполнения трубок спиртом, позднее он стал заполнять их ртутью. Фаренгейт установил ноль своей шкалы на отметке температуры смеси поваренной соли или нашатыря со снегом. Сделав градуирование, Фаренгейт установил, что вода начинает кипеть при 212⁰, а замерзает при 32⁰. Температура человеческого тела, при помещении термометра под мышку, составила 96⁰.

Метеоролог из Швеции Андерс Цельсий поставил точки кипения воды и таяния льда совсем не так, как это выглядит на современных градусниках. По его шкале вода закипала при 0⁰, тогда как лед начинал таять при 100⁰. Последователям оставалось лишь перевернуть шкалу, чтобы она приняла сегодняшний вид. Сделали это шведские ученые Карл Линней и Мортен Штремер. Кроме изобретения своей шкалы, Цельсий предсказал, что температура кипения воды может отличаться в зависимости от расположения местности относительно уровня моря. Зная этот уровень предполагалось проводить калибровку измерительных приборов.

Бытует мнение, что шкала должна называться именем Штремера и носит имя Цельсия из-за ошибки, допущенной химиком Иоганном Якобом в своей научной работе.

Еще одним человеком, оставившим след в истории создания измеряющего температуру устройства, является француз Рене Антуан Реомюр. Его работы стали причиной появления шкалы, градуированной в 80⁰. Несмотря на большой вклад в науку, прибор Реомюра не получил распространения и стал своеобразным шагом назад по сравнению с устройствами Фаренгейта. Фаренгейт и Реомюр стали последними, кто самостоятельно изготавливали свои термометры. После них этим стали заниматься ремесленники, зарабатывавшие на продажах устройств измерения температуры.

Виды термометров

Как уже говорилось, все термометры можно классифицировать в зависимости от устройства и принципа работы на жидкостные, механические, газовые, оптические, электронные.

Жидкостные

В принцип действия жидкостных термометров, как это понятно из их названия, заложено изменение объема жидкости, заполняющей столбик устройства, при понижении или повышении окружающей температуры. В качестве жидкости, чаще всего, используется ртуть или спирт. Кроме спиртов и ртути, применяют также:

пентан;
сероуглерод;
галлий;
ацетон;
толуол;
таллиевую амальгаму.

Наиболее характерным жидкостным термометром является обычный градусник для измерения температуры тела. Подобные устройства можно встретить у многих людей, которым интересна температура в комнатах или в других помещениях, например, в сауне. Используются они и для термометрии на открытом воздухе.

В связи с тем, что ртуть представляет опасность для здоровья, ее использование постепенно подпадает под запрет. Сейчас в термометрах начинают использовать другие жидкие металлы и их сплавы, например, галистан, в в состав которого входят:

Такой наполнитель идеально подходит для замеров тел с высокой температурой. На замену ртутным градусникам все чаще приходят другие типы устройств, в том числе механические и электронные.

Механические

Такие термометры используют в качестве индикатора стрелку, закрепленную на спиральной пружине или биметаллической ленте. В зависимости от температуры пружина скручивается или разжимается, и стрелка движется вдоль шкалы с градусами. Такие градусники не отличаются точностью показаний и используются обычно в быту, когда максимальная точность не особо важна.

Следующей разновидностью являются газовые приборы.

Газовые

Устройства, использующие для определения температуры газов, основаны на принципе, изложенном в законе Шарля. В соответствии с ним в газах, остающихся в одном объеме, повышается давление при их нагревании. И, наоборот, давление газообразного вещества снижается, если оно остывает.

Исходя из установленной пропорции и замеряя повышение или понижение давления идеального газа, можно определить температуру измеряемой среды или вещества. Наиболее точные показания выдает термометр, где рабочим веществом является водород или гелий.

Оптические

Пожалуй, одними из самых востребованных на сегодня устройств измерения температуры являются оптические термометры. Они позволяют делать замеры на расстоянии, не соприкасаясь с телом или предметом измерения.

К такому виду относятся инфракрасные термометры, применяемые в медицине. Они улавливают тепловые, инфракрасные, лучи и, после их электронной обработки, выдают на дисплей температурный показатель. Своим принципом работы такие устройства схожи с тепловизорами, но отличаются более высокой точностью.

Еще одним поводом к тому, что такие приборы становятся все более востребованными, стал запрет на ртутные градусники. Уже с 2030 года в нашей стране будет запрещено использовать устройства для измерения температуры с ртутью в качестве рабочего вещества.

Электронные

Электронные термометры показывают температуру, оценивая изменение электрической сопротивляемости проводника, которая зависит от степени его нагрева. В более широкодиапазонных устройствах применяется термопара.

При этом учитывается разность потенциалов на контактах металлических проводников с отличающейся электроотрицательностью. Контактная разность меняется в зависимости от окружающей температуры. Самыми точными устройствами признаны те, в которых используется платиновая проволока или керамика с платиновым напылением.

Кроме приведенных устройств выделяют еще технические термометры, а также приборы для фиксации максимальной и минимальной температуры.

Технические термометры

Технические термометры нашли свое применение в различных сферах промышленности, начиная с сельскохозяйственной и заканчивая тяжелым машиностроением.

Среди них выделяют:

биметаллические приборы;
жидкостные технические термометры;
сельскохозяйственные термометры марки ТС-7А-М;
вибростойкие термометры;
лабораторные устройства;
ртутные с электрическими контактами;
термометры для измерения температуры нефтепродуктов;
низкоградусные термометры, применяемые в спецкамерах.

В зависимости от способа фиксации показателей, приборы измерения температуры могут классифицироваться как:

максимальные;
минимальные;
нефиксируемые.

Примером максимального термометра служит градусник для измерения температуры тела. После того, как ртуть или жидкость поднимается по шкале, она остается на максимальном уровне, а не опускается вниз. Минимальные устройства фиксируются на минимуме температуры. Нефиксируемые изменяют свои показания в зависимости от интенсивности прогрева или остывания среды измерения.

Читайте также: