Esiste un termometro senza mercurio? Siamo così abituati al fatto che i termometri sono costituiti da un tubo sottile pieno di mercurio che raramente pensiamo al motivo per cui questo mercurio è necessario in questo tubo, cioè a come funziona questo dispositivo. Un termometro, o un termometro, è solo un dispositivo

Termometro liquido Il termometro liquido è il dispositivo più semplice, ampiamente utilizzato in quasi tutti i settori del complesso economico russo, nelle istituzioni mediche, nella vita di tutti i giorni per misurare la temperatura dell'aria negli ambienti (anche in ambienti industriali,

Termometro a mercurio Un termometro a mercurio è un dispositivo che è un termometro liquido progettato per misurare la temperatura nell'intervallo 35-750 ° C. I termometri a mercurio ad alta temperatura sono caratterizzati dal riempimento dello spazio sopra il mercurio con azoto sotto pressione,

Termometro a resistenza I termometri a resistenza sono realizzati con metalli puri e metalli semiconduttori. I termometri a resistenza sono progettati per misurazioni basate sulle caratteristiche di conduttori e semiconduttori, mostrando la possibilità

Chi ha inventato il termometro? Ti sei mai chiesto: "Mi chiedo quanto fa caldo?" Oppure: “Chissà quanto fa freddo?” Se sei interessato al calore, immagina la serie di domande relative a questo fenomeno che gli scienziati vogliono chiarire! Ma

Equazione di stato dei gas ideali

ci permette di prendere l'uno come quantità termometrica P, O V, che può essere misurato con grande precisione.

Come mostra l'esperimento, i gas sufficientemente rarefatti sono molto vicini all'ideale. Pertanto possono essere presi direttamente come corpo termometrico.

In questo modo arriviamo alla scala di temperatura del gas ideale. La temperatura del gas ideale è la temperatura misurata da un termometro a gas riempito con gas rarefatto. Il vantaggio della scala di temperatura del gas ideale rispetto a tutte le altre scale di temperatura empiriche è che, come dimostra l'esperienza, la temperatura T, determinato dalla formula (4), dipende molto debolmente dalla natura chimica del gas con cui è riempito il serbatoio del termometro a gas. Le letture di vari termometri a gas quando si misura la temperatura dello stesso corpo differiscono molto poco l'una dall'altra.

In pratica, un termometro a gas viene solitamente realizzato come segue: volume del gas V viene mantenuta costante, l'indicatore della temperatura corrisponde alla pressione misurata P.

La legge di Charles per i punti di riferimento in questo caso avrà la forma:

Dove P 1 – pressione di una certa massa di gas, prossima a quella ideale, alla temperatura di fusione del ghiaccio T 1 ; R 2 – pressione al punto di ebollizione dell'acqua T 2 .

Il grado di temperatura, per definizione, può essere scelto in modo tale che la differenza tra le temperature indicate sia pari a 100, cioè

È stato stabilito sperimentalmente che la pressione R 2 è 1.3661 volte maggiore di R 1 . Pertanto, per calcolare T 2 e T 1 abbiamo due equazioni: K e . La soluzione la dà loro T 1 =273,15K; T 2 =373,15K.

Per determinare la temperatura di un corpo si mette a contatto un termometro a gas e, raggiunto l'equilibrio termico, si misura la pressione R gas in un termometro. In questo caso, la temperatura corporea sarà determinata dalla formula

Ne consegue che quando T=0 R=0. Temperatura corrispondente alla pressione zero ideale il gas era chiamato zero assoluto e la temperatura misurata dallo zero assoluto era chiamata temperatura assoluta. Qui viene introdotto il concetto di temperatura zero assoluto sulla base di un'estrapolazione. In realtà, man mano che ci avviciniamo allo zero assoluto, si osservano deviazioni sempre più evidenti dalle leggi dei gas ideali; i gas iniziano a condensare. Una prova rigorosa dell'esistenza della temperatura zero assoluta si basa sulla seconda legge della termodinamica.

Scala Kelvin

(scala di temperatura termodinamica assoluta)

L'IS ha accettato di determinare la scala della temperatura mediante un punto di riferimento, che era il punto triplo dell'acqua. Nella cosiddetta scala termodinamica assoluta della temperatura o scala Kelvin si presuppone per definizione che la temperatura di questo punto sia esattamente 273,16 K.

Questa scelta del valore numerico è stata fatta in modo che il divario tra i normali punti di fusione del ghiaccio e il punto di ebollizione dell'acqua fosse di 100 K con la massima precisione possibile, se si utilizza un termometro a gas con un gas ideale. Ciò stabilisce la continuità della scala Kelvin con la scala precedentemente utilizzata a due punti di riferimento. Le misurazioni hanno mostrato che le temperature dei normali punti di fusione del ghiaccio e dell'acqua bollente sulla scala descritta sono rispettivamente di circa 273,15 e 373,15 K.

La scala di temperatura così definita non dipende dalle proprietà individuali della sostanza termometrica.

Temperatura termodinamica assoluta T, misurato su questa scala, è una misura dell'intensità del movimento caotico delle molecole ed è una funzione monotona dell'energia interna. Per un gas ideale è direttamente correlato all'energia interna ().

Ha ricevuto il nome “termodinamico” perché può essere derivato in modo completamente indipendente da calcoli puramente termodinamici basati sulla seconda legge della termodinamica.

La scala termodinamica assoluta è la scala di temperatura di base in fisica. Nell'intervallo di temperature in cui è adatto un termometro a gas, questa scala non è praticamente diversa dalla scala della temperatura del gas ideale.

Temperatura sulla scala Celsius ( T, ) Associato a T(in K) uguaglianza

Inoltre, K.

Tipi di termometri

La temperatura non può essere misurata direttamente. Pertanto, l'azione dei termometri si basa su vari fenomeni fisici che dipendono dalla temperatura: dilatazione termica di liquidi, gas e solidi, variazioni della pressione del gas o del vapore saturo con la temperatura, resistenza elettrica, termoemf, suscettibilità magnetica, ecc.

I componenti principali di tutti gli strumenti per la misura della temperatura sono l'elemento sensibile, dove si realizza la proprietà termometrica, e il dispositivo di misura ad esso associato (manometro, potenziometro, ponte di misura, millivoltmetro, ecc.).

Lo standard della termometria moderna è un termometro a gas a volume costante (la grandezza termometrica è la pressione). Utilizzando i termometri a gas, la temperatura viene misurata in un ampio intervallo: da 4 a 1000 K. I termometri a gas vengono solitamente utilizzati come dispositivi primari, rispetto ai quali vengono calibrati i termometri secondari utilizzati direttamente negli esperimenti.

Tra i termometri secondari i più comuni sono i termometri a liquido, le termoresistenze e i termoelementi (termocoppie).

Nei termometri liquidi il corpo termometrico è solitamente costituito da mercurio o alcool etilico. Solitamente i termometri liquidi vengono utilizzati nell'intervallo di temperatura compreso tra 125 e 900 K. Il limite inferiore delle temperature misurate è determinato dalle proprietà del liquido, il limite superiore dalle proprietà del vetro capillare.

Nei termometri a resistenza il corpo termometrico è un metallo o semiconduttore la cui resistenza cambia con la temperatura. La variazione di resistenza con la temperatura viene misurata utilizzando circuiti a ponte (vedi figura). Nell'intervallo di temperatura da 70 a 1300 K vengono utilizzati i termometri a resistenza in metallo, nell'intervallo di temperatura da 150 a 400 K quelli a semiconduttori (termistori) e quelli in carbonio fino alle temperature dell'elio liquido.

I termometri basati su termocoppie sono ampiamente utilizzati nelle misurazioni della temperatura. Il corpo termometrico qui è costituito da due giunzioni di metalli diversi. Se due conduttori sono collegati secondo lo schema (vedi figura), il voltmetro nel circuito registrerà la tensione, il valore

il cui valore è proporzionale alla differenza di temperatura delle giunzioni 1 e 2. Se la temperatura di una delle giunzioni viene mantenuta costante, le letture del voltmetro dipenderanno solo dalla temperatura della seconda giunzione. Tali termometri sono particolarmente comodi da usare nell'area alte temperature- circa 700-2300 K.

A temperature molto elevate i materiali fondono e i tipi di termometri descritti non sono applicabili. In questo caso si prende come corpo termometrico il corpo stesso, di cui si vuole misurare la temperatura, e come grandezza termometrica l'energia elettromagnetica emessa dal corpo. Sulla base delle leggi conosciute delle radiazioni, si traggono conclusioni sulla temperatura corporea. Il Comitato Internazionale dei Pesi e delle Misure ha stabilito la scala termodinamica per temperature superiori a 1064 proprio sulla base delle leggi della radiazione. Gli strumenti che misurano l'energia della radiazione sono chiamati pirometri.

A temperature molto basse (>1K) è anche impossibile utilizzare metodi convenzionali per misurare la temperatura, poiché l'equalizzazione della temperatura al contatto avviene molto lentamente e, inoltre, le grandezze termometriche convenzionali diventano inutilizzabili (ad esempio, la pressione del gas diventa molto bassa, la resistenza praticamente non dipende dalla temperatura). In queste condizioni, anche il corpo stesso viene considerato un corpo termometrico e le caratteristiche delle sue proprietà, ad esempio magnetiche, sono prese come una quantità termometrica.

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Generalmente, Termometro- un dispositivo per misurare la temperatura attuale. Galileo è considerato l'inventore del termometro: nei suoi stessi scritti non c'è descrizione di questo apparecchio, ma è noto che già nel 1597 creò un certo apparecchio somigliante a un termometro. Lo schema del prototipo del termometro era il seguente: era un recipiente con un tubo contenente aria, separato dall'atmosfera da una colonna d'acqua; ha cambiato le sue letture sia dai cambiamenti di temperatura che dai cambiamenti pressione atmosferica. Nel XVIII secolo il termometro dell'aria fu migliorato. La forma moderna del termometro fu data dallo scienziato Fahrenheit, che descrisse il suo metodo per realizzare un termometro nel 1723. Inizialmente riempì i suoi tubi con alcol e solo alla fine della sua ricerca passò al mercurio. Il fisico svedese Celsius stabilì finalmente i punti costanti di fusione del ghiaccio e di ebollizione dell'acqua nel 1742. Le copie sopravvissute dei termometri Fahrenheit e Celsius si distinguono per la loro attenta esecuzione.
Esistono numerosi tipi di termometri: termometri elettronici, termometri digitali, termometri a resistenza, termometri bimetallici, termometri a infrarossi (termometri IR), termometri remoti, termometri a contatto elettrico. E, naturalmente, i più popolari sono i termometri ad alcol e mercurio. Oltre ai termometri stessi, sono ampiamente disponibili in vendita telai per termometri, termometri manometrici (termomanometri), pirometri portatili, igrometri, termometri, termometri barometri, tonometri, termometri, termocoppie e altre apparecchiature.

La domanda su dove acquistare un termometro è ormai praticamente inesistente. Disponibile sul mercato spettro più ampio termometri per vari scopi, compresi quelli domestici: termometri da esterno per qualsiasi finestra (sia in legno che in plastica), termometri ambientali per la casa e l'ufficio, termometri per bagni e saune. Puoi acquistare termometri per l'acqua, per il tè, anche per vino e birra, per acquario, termometri speciali per terreno, per incubatrici, termometri per facciate e per auto. Ci sono termometri per frigoriferi, congelatori e cantine. In una parola, puoi trovare tutto! Il prezzo del termometro dipende in modo significativo dal tipo di termometro. La fascia di prezzo è ampia quanto la gamma di tipi di termometri. Molte aziende sono impegnate nella vendita all'ingrosso e al dettaglio di termometri di produttori russi e stranieri, ci sono negozi specializzati e negozi online che vendono questi dispositivi e possono soddisfare la necessità di dispositivi di quasi ogni tipo di questo tipo. La produzione e vendita più popolare di modelli semplici di apparecchiature di misurazione. I prezzi per tali dispositivi sono più che convenienti. Ampia gamma di apparecchiature per il controllo della temperatura e soluzioni complete nel campo della metrologia vengono ora offerti non solo a Mosca, ma in molte grandi città della Russia.

L'installazione di un termometro, di regola, non è tecnologicamente difficile. Ma non dimenticare che il fissaggio affidabile e duraturo del termometro è garantito solo dall'installazione eseguita in conformità con tutte le regole; questo non deve essere trascurato. Ricorda inoltre che il termometro è un dispositivo inerziale e il tempo per stabilire le sue letture è di 10-20 minuti, a seconda della precisione richiesta. Pertanto, non dovresti aspettarti che il termometro cambi immediatamente le sue letture non appena lo rimuovi dalla confezione o lo installi.

• Liquido
  Un termometro liquido è solitamente un termometro in vetro (termometro in vetro) che può essere visto quasi ovunque. I termometri liquidi possono essere sia domestici che tecnici (il termometro TTZ è un termometro liquido tecnico). Un termometro liquido funziona secondo uno schema semplice: il volume del liquido all'interno del termometro cambia al variare della temperatura attorno ad esso. Il liquido nel termometro occupa un volume più piccolo del capillare a basse temperature, mentre ad alte temperature il liquido nella colonna del termometro inizia ad aumentare di volume, espandendosi e sollevandosi. I termometri liquidi utilizzano tipicamente alcol o mercurio. La temperatura misurata da un termometro a liquido viene convertita in movimento lineare del liquido, la scala viene applicata direttamente sulla superficie del capillare o fissata ad esso all'esterno. La sensibilità del termometro dipende dalla differenza tra i coefficienti di espansione volumetrica del liquido termometrico e del vetro, dal volume del serbatoio e dal diametro del capillare. La sensibilità del termometro è solitamente nell'intervallo 0,4...5 mm/C (per alcuni termometri speciali 100...200 mm/°C). I termometri tecnici a vetro liquido vengono utilizzati per misurare temperature da -30 a 600°C. Quando si installa un termometro liquido tecnico in vetro, spesso viene posizionato in un telaio metallico protettivo per isolare il dispositivo dal mezzo da misurare. Per ridurre l'inerzia della misurazione, quando si misurano temperature fino a 150°C, nell'intercapedine anulare tra il termometro e la parete del telaio viene versato olio per macchine; Quando si misurano temperature più elevate, nella fessura viene versata limatura di rame. Come ogni altro strumento di precisione, i termometri tecnici industriali richiedono una verifica regolare.
• Misura
  L'azione dei termometri manometrici si basa sulla variazione di pressione di un gas, vapore o liquido in un volume chiuso al variare della temperatura. Un termometro con manometro è costituito da un cilindro termico, un capillare flessibile e il manometro stesso. A seconda della sostanza di riempimento, i termometri manometrici si dividono in gas (termometro TPG, termometro TDG, ecc.), vapore-liquido (termometro TPP) e liquido (termometro TPZh, termometro TJ, ecc.). Il campo di misurazione della temperatura con i termometri manometrici va da -60 a +600°C.
  Il cilindro termico di un termometro manometrico viene inserito nel mezzo da misurare. Quando il cilindro termico si riscalda all'interno di un volume chiuso, aumenta la pressione, misurata da un manometro. La scala del manometro è calibrata in unità di temperatura. Il capillare è solitamente un tubo di ottone con un diametro interno di una frazione di millimetro. Ciò consente di rimuovere il manometro dal luogo di installazione del cilindro termico ad una distanza massima di 40 m.Il capillare per tutta la sua lunghezza è protetto da una guaina in nastro di acciaio.
  I termometri manometrici possono essere utilizzati in aree esplosive. Se è necessario trasmettere i risultati delle misurazioni a una distanza superiore a 40 m, i termometri manometrici sono dotati di convertitori intermedi con segnali pneumatici o elettrici in uscita standardizzati; parliamo dei cosiddetti termometri remoti.
  Le aree più vulnerabili nella progettazione dei termometri manometrici sono i punti in cui il capillare è collegato al termocilindro e al manometro. Pertanto, tali dispositivi devono essere installati e mantenuti da specialisti appositamente formati.
• Resistenza
  L'azione dei termometri a resistenza si basa sulla proprietà dei corpi di modificare la resistenza elettrica al variare della temperatura. Nei termometri metallici la resistenza aumenta quasi linearmente con l'aumentare della temperatura. Nelle termoresistenze a semiconduttore, al contrario, diminuisce.
  Le termoresistenze metalliche sono costituite da un sottile filo di rame o platino inserito in un involucro elettricamente isolante. La dipendenza della resistenza elettrica dalla temperatura (per i termometri in rame l'intervallo va da -50 a +180 C, per i termometri al platino l'intervallo va da -200 a +750 C) è molto stabile e riproducibile. Ciò garantisce l'intercambiabilità delle termoresistenze. Per proteggere le termoresistenze dall'influenza dell'ambiente misurato, vengono utilizzate coperture protettive. L'industria strumentale produce molte modifiche alle coperture protettive progettate per far funzionare termometri a pressioni diverse (da quella atmosferica a 500-105 Pa), diversa aggressività del mezzo misurato, con inerzia diversa (da 40 s a 4 minuti) e profondità di immersione ( da 70 a 2000 mm).
  I termometri a resistenza a semiconduttore (termistori) vengono utilizzati raramente per misurazioni nell'industria, sebbene la loro sensibilità sia molto superiore a quella dei termometri a resistenza a filo. Questo perché le caratteristiche calibrate dei termistori differiscono notevolmente l'una dall'altra, il che rende difficile la loro intercambiabilità.
  I termometri a resistenza sono trasduttori primari con un segnale utile per la trasmissione a distanza - resistenza elettrica; per misurare tale segnale vengono solitamente utilizzati ponti bilanciati automatici. Se necessario, il segnale di uscita della termoresistenza può essere convertito in un segnale unificato. A tale scopo nel circuito di misura è incluso un convertitore intermedio. In questo caso, il dispositivo di misurazione sarà un dispositivo per misurare la corrente continua.
• Termoelettrico
  Il principio di funzionamento dei termometri termoelettrici si basa sulla proprietà di due conduttori diversi di creare una forza termoelettromotrice quando il punto della loro connessione, la giunzione, viene riscaldato. I conduttori in questo caso sono chiamati termoelettrodi e l'intero dispositivo è chiamato termocoppia. L'entità della forza termoelettromotrice di una termocoppia dipende dal materiale dei termoelettrodi e dalla differenza di temperatura tra la giunzione calda e le giunzioni fredde. Pertanto, quando si misura la temperatura del giunto caldo, la temperatura dei giunti freddi viene stabilizzata oppure viene apportata una correzione per la sua variazione.
  In condizioni industriali, è difficile stabilizzare la temperatura delle giunzioni fredde di una termocoppia, quindi viene solitamente utilizzato il secondo metodo, introducendo automaticamente una correzione per la temperatura delle giunzioni fredde. A questo scopo viene utilizzato un ponte sbilanciato collegato in serie ad una termocoppia. Un ramo di tale ponte include un resistore in rame situato vicino alle giunzioni fredde. Al variare della temperatura delle giunzioni fredde della termocoppia, cambiano la resistenza del resistore e la tensione di uscita del ponte sbilanciato. Il ponte è selezionato in modo tale che la variazione di tensione sia uguale in grandezza e di segno opposto alla variazione della forza termoelettromotrice della termocoppia dovuta alle fluttuazioni della temperatura delle giunzioni fredde.
  Le termocoppie sono i convertitori primari della temperatura in forza termoelettromotrice, un segnale utile per la trasmissione a distanza. Pertanto al circuito di misurazione dietro la termocoppia può essere immediatamente collegato un dispositivo di misurazione per la misurazione della forza termoelettromotrice della termocoppia. Solitamente vengono utilizzati potenziometri automatici.
  Se la forza termoelettromotrice di una termocoppia viene convertita in un segnale unificato da un convertitore intermedio, la temperatura delle giunzioni fredde viene compensata da un ponte sbilanciato, che fa parte del convertitore.
  Un resistore in rame è posizionato in un potenziometro o convertitore intermedio. Pertanto qui dovrebbero trovarsi anche i giunti freddi della termocoppia. In questo caso la lunghezza della termocoppia deve essere pari alla distanza dal luogo in cui viene misurata la temperatura al luogo in cui è installato il dispositivo. Questa condizione è praticamente impossibile da soddisfare in quanto i termoelettrodi a termocoppia (filo rigido) sono scomodi da installare. Pertanto, per collegare una termocoppia a un dispositivo, vengono utilizzati cavi di collegamento speciali, simili nelle proprietà termoelettriche ai termoelettrodi della termocoppia. Tali fili sono chiamati fili di compensazione. Con il loro aiuto vengono trasferite le giunzioni fredde della termocoppia dispositivo di misurazione o convertitore.
  Nell'industria vengono utilizzate varie termocoppie, i cui termoelettrodi sono costituiti sia da metalli puri (platino) che da leghe di cromo e nichel (chromel), rame e nichel (copel), alluminio e nichel (alumel), platino e rodio (platinumrhodium) , tungsteno e renio (tungsteno renio). I materiali del termoelettrodo determinano il valore limite della temperatura misurata. Le coppie termoelettrodiche più comuni formano termocoppie standard: chromel-copel (temperatura massima 600°C), chromel-alumel (temperatura massima 1000°C), platino-rodio-platino (temperatura massima 1600°C) e tungsteno-renio al 5% renio - tungsteno-renio con il 20% di renio (temperatura massima 2200°C). Le termocoppie industriali sono caratterizzate da caratteristiche altamente stabili, che ne consentono la sostituzione senza alcuna regolazione dei restanti elementi del circuito di misura.
  Le termocoppie, come i termometri a resistenza, vengono installate in custodie protettive su cui è indicato il tipo di termocoppia. Per le termocoppie ad alta temperatura vengono utilizzate coperture protettive realizzate con materiali resistenti al calore: porcellana, ossido di alluminio, carburo di silicio, ecc.
• Elettronico
  Se è necessario controllare la temperatura, ad esempio nel seminterrato di una casa, in soffitta o in qualsiasi altro stanza utile, è improbabile che un normale termometro a mercurio o ad alcool funzioni. È abbastanza scomodo lasciare periodicamente la stanza per osservarne le dimensioni.
  In questi casi è più adatto un termometro elettronico che consente di misurare la temperatura a distanza, a distanze di centinaia di metri. Inoltre, nella stanza controllata ci sarà solo un sensore miniaturizzato sensibile alla temperatura, e in un punto visibile della stanza ci sarà un quadrante, sulla cui scala viene misurata la temperatura. La linea di collegamento tra il sensore ed il segnalatore può essere realizzata sia con filo schermato che con cavo elettrico bifilare. Naturalmente il termometro elettronico non è una novità nell’elettronica moderna. Ma nella maggior parte dei casi, l’elemento sensibile alla temperatura nelle prime versioni di tali termometri era un termistore, che ha una dipendenza non lineare della resistenza dalla temperatura ambiente. E questo è meno conveniente, poiché il comparatore doveva essere dotato di una speciale scala non lineare ottenuta durante la calibrazione del dispositivo utilizzando un termometro standard.
  Al giorno d'oggi, i termometri elettronici utilizzano un diodo al silicio come elemento sensibile alla temperatura, dipendenza tensione diretta(ovvero, la caduta di tensione attraverso il diodo quando la corrente continua lo attraversa, dall'anodo al catodo) che è lineare su un'ampia gamma di variazioni della temperatura ambiente. In questa opzione non è necessaria una calibrazione speciale della scala del comparatore.
  Il principio di funzionamento di un termometro elettronico può essere compreso ricordando il noto circuito di misura a ponte formato da quattro resistori, con un comparatore collegato ad una diagonale e una tensione di alimentazione applicata all'altra diagonale. Quando la resistenza di uno dei resistori cambia, la corrente inizia a fluire attraverso il comparatore.
  I termometri elettronici sono in grado di misurare temperature nell'intervallo da -50 a 100 C. Il termometro elettronico è alimentato da una tensione stabile, ottenuta collegando una batteria al circuito.
• Contatto elettrico
  I termometri a contatto elettrico sono progettati per segnalare una temperatura impostata e per accendere o spegnere l'apparecchiatura corrispondente quando viene raggiunta tale temperatura. I termometri a contatto elettrico possono funzionare in sistemi per mantenere una temperatura costante (impostata) da -35 a +300°C in vari impianti industriali, di laboratorio, energetici e di altro tipo.
  Questi dispositivi sono fabbricati secondo specifiche tecniche imprese. In generale i termometri a contatto elettrico si dividono strutturalmente in 2 tipologie:
  termometri con temperatura di contatto variabile (impostata), termometri con temperatura di contatto costante (impostata) (i cosiddetti termocontattori).
  I termometri elettrici a contatto del tipo TPK a contatto variabile sono realizzati con scala incassata. Una scala graduata in vetro lattiginoso con divisioni della scala e digitalizzazione stampate su di essa consente il monitoraggio visivo delle condizioni di temperatura negli impianti.
  I contattori termici sono costituiti da un tubo capillare massiccio e hanno uno o due contatti di lavoro, ad es. una o due temperature di contatto fisse. Vengono utilizzati quando immersi nel mezzo misurato fino al contatto di collegamento (inferiore).
  I termometri sono dotati di un dispositivo magnetico, con l'aiuto del quale il punto di contatto operativo cambia nell'intero intervallo di temperatura.
  I termometri a contatto elettrico e i contattori termici funzionano in circuiti CC e CA in modalità senza scintille. Il carico elettrico consentito sui contatti di questi dispositivi non è superiore a 1 W con una tensione fino a 220 V e una corrente di 0,04 A. Per l'inclusione nel circuito elettrico, i contattori termici sono dotati di conduttori flessibili saldati. I termometri sono collegati al circuito tramite contatti sotto un coperchio rimovibile.
• Digitale
  I termometri digitali, come qualsiasi altro termometro, sono dispositivi progettati per misurare la temperatura. Il vantaggio dei termometri digitali è che sono di piccole dimensioni e hanno un ampio intervallo di temperature misurate, a seconda dei sensori di temperatura esterni utilizzati. I sensori di temperatura esterni possono essere come termocoppie vari tipi e i termometri a resistenza, hanno forme e applicazioni diverse. Ad esempio, ci sono sensori esterni temperature per corpi gassosi, liquidi e solidi. I termometri digitali sono strumenti ad alta precisione e ad alta velocità. Il termometro digitale si basa su un convertitore analogico-digitale che funziona secondo il principio della modulazione. I parametri del termometro in termini di errore di misurazione sono interamente determinati dai sensori. I termometri digitali possono essere utilizzati per scopi domestici e per il monitoraggio processi tecnologici nel settore edile, compresa la costruzione di strade, nonché nel settore edile, agricoltura, lavorazione del legno, alimentare e altre industrie. I termometri digitali dispongono di una memoria di misurazione e possono fornire molteplici modalità di osservazione.
• Condensazione
  I termometri a condensazione realizzano la dipendenza dell'elasticità dei vapori saturi di un liquido bassobollente dalla temperatura. Poiché queste dipendenze per i liquidi utilizzati (cloruro di metile, etere etilico, cloruro di etile, acetone, ecc.) non sono lineari, le scale del termometro non sono uniformi. Tuttavia, questi dispositivi hanno una sensibilità maggiore rispetto, ad esempio, ai dispositivi gas-liquido. I termometri a condensazione misurano la pressione del vapore saturo sopra la superficie di un liquido che non riempie completamente il sistema termico, perché la variazione di pressione avviene in modo sproporzionato: i dispositivi hanno scale irregolari. Limiti di misura da -25 a 300 C.
• Gas
  Il principio di funzionamento di un termometro a gas si basa sulla relazione tra temperatura e pressione di una sostanza termometrica (funzionante), che non è in grado di espandersi liberamente quando riscaldata. I termometri manometrici a gas si basano sulla dipendenza dalla temperatura e dalla pressione di un gas contenuto in un sistema termico ermeticamente chiuso. Nei termometri a gas (solitamente a volume costante), la variazione di temperatura è direttamente proporzionale alla pressione nell'intervallo di temperature misurate da - 120 a 600 ° C. Le moderne scale di temperatura si basano sulla misurazione della temperatura con termometri a gas. Il processo di misurazione consiste nel portare la bombola del gas in uno stato di equilibrio termico con il calore di cui si sta misurando la temperatura e nel ripristinare il volume originale del gas. Un termometro a gas ad alta precisione è un dispositivo piuttosto complesso. È necessario tenere conto della non idealità del gas, della dilatazione termica della bombola e del tubo di collegamento, dei cambiamenti nella composizione del gas all'interno della bombola (assorbimento e diffusione dei gas) e delle variazioni di temperatura lungo il tubo di collegamento .
  Vantaggi: la scala del dispositivo è quasi uniforme.
  Svantaggi: inerzia relativamente grande e grandi dimensioni del cilindro termico.
• Alcol
  Un termometro ad alcool appartiene ai termometri ad espansione ed è un sottotipo di termometro a liquido. Il principio di funzionamento di un termometro ad alcool si basa sulla variazione del volume di liquidi e solidi durante la misurazione della temperatura. Pertanto, questo termometro sfrutta la capacità di un liquido racchiuso in un pallone di vetro di espandersi e contrarsi. Tipicamente, un tubo capillare di vetro termina con un'estensione sferica che funge da serbatoio per il liquido. La sensibilità di un tale termometro è inversamente proporzionale all'area sezione trasversale capillare e in linea retta - sul volume del serbatoio e sulla differenza nei coefficienti di espansione di un dato liquido e vetro. Pertanto, i termometri sensibili hanno serbatoi grandi e tubi sottili e i liquidi utilizzati al loro interno si espandono molto più velocemente con l'aumentare della temperatura rispetto al vetro. L'alcol etilico viene utilizzato nei termometri progettati per misurare le basse temperature. La precisione del termometro ad alcol in vetro standard testato è di ± 0,05° C. La ragione principale dell'errore è associata a cambiamenti graduali e irreversibili nelle proprietà elastiche del vetro. Portano ad una diminuzione del volume del vetro e ad un aumento del punto di riferimento. Inoltre, possono verificarsi errori a causa di letture errate o dovuti al posizionamento del termometro in un'area in cui la temperatura non corrisponde alla temperatura effettiva dell'aria. Ulteriori errori può formarsi a causa delle forze adesive tra l'alcol e le pareti di vetro del tubo, per cui quando la temperatura scende rapidamente, parte del liquido viene trattenuto sulle pareti. Inoltre, l'alcol riduce il suo volume alla luce.
• Bimetallico
  La loro struttura si basa sulla differenza dilatazione termica sostanze di cui sono costituite le piastre degli elementi sensibili utilizzati. I termometri bimetallici vengono utilizzati per misurare la temperatura in mezzi liquidi e gassosi, comprese navi marittime e fluviali e centrali nucleari.
  In generale, un termometro bimetallico è costituito da due sottili strisce di metallo, come rame e ferro, che si espandono in modo diseguale quando riscaldate. Le superfici piatte dei nastri si adattano perfettamente l'una all'altra. Un tale sistema bimetallico è attorcigliato in una spirale, una delle estremità di questa spirale è fissata rigidamente. Quando la spirale viene riscaldata o raffreddata, i nastri costituiti da metalli diversi si espandono o si contraggono in modo diverso. Di conseguenza, la spirale si svolge o si arriccia più stretta. Usando il puntatore attaccato all'estremità libera della spirale, si può giudicare l'entità dei cambiamenti. Un esempio di termometro bimetallico è un termometro ambientale con quadrante rotondo.
• Quarzo
  I termometri al quarzo si basano su dipendenza dalla temperatura frequenza di risonanza del piezoquarzo. Il sensore di un termometro al quarzo è un risonatore cristallino, realizzato sotto forma di un disco sottile o di una lente, posto in un involucro sigillante, riempito di elio per una migliore conduttività termica ad una pressione di circa 0,1 mm RT. Arte. (il diametro della cassa è 7-10 mm). Gli elettrodi di eccitazione in oro vengono applicati nella parte centrale della lente o del disco, mentre i supporti (conduttori) si trovano alla periferia.
  L'accuratezza e la riproducibilità delle letture sono determinate principalmente dalle variazioni di frequenza e dal fattore di qualità del risonatore, che diminuisce durante il funzionamento a causa dello sviluppo di microfessure dovute al riscaldamento e raffreddamento periodici.
  Il circuito di misura di un termometro al quarzo è costituito da un sensore collegato al circuito positivo feedback amplificatore e frequenzimetro. Svantaggio significativo Gli svantaggi dei termometri al quarzo sono la loro inerzia, che è di diversi secondi, e l'instabilità di funzionamento a temperature superiori a 100 C a causa della crescente irriproducibilità.

Il termometro è dispositivo speciale, progettato per misurare la temperatura attuale di un mezzo specifico al contatto con esso.

A seconda del tipo e del design, consente di determinare regime di temperatura aria, corpo umano, suolo, acqua e così via.

I termometri moderni sono divisi in diversi tipi. La gradazione dei dispositivi a seconda dell'ambito di applicazione è simile alla seguente:

• domestico;
• tecnico;
• ricerca;
• meteorologico e altri.

Esistono anche i termometri:

• meccanico;
• liquido;
• elettronico;
• termoelettrico;
• infrarossi;
• gas.

Ciascuno di questi dispositivi ha il proprio design, differisce nel principio di funzionamento e nell'ambito di applicazione.

Principio di funzionamento

Termometro liquido

Il termometro liquido si basa su un effetto noto come espansione del mezzo liquido quando riscaldato. Molto spesso, tali dispositivi utilizzano alcol o mercurio. Anche se quest'ultimo viene sistematicamente abbandonato a causa della maggiore tossicità di questa sostanza. Eppure questo processo non è ancora del tutto completato, poiché il mercurio fornisce una migliore precisione di misurazione espandendosi linearmente.

In meteorologia vengono spesso utilizzati strumenti riempiti di alcol. Ciò è spiegato dalle proprietà del mercurio: a temperature di +38 gradi e oltre inizia ad addensarsi. A loro volta, i termometri ad alcol consentono di valutare il regime di temperatura di un ambiente specifico riscaldato a 600 gradi. L'errore di misurazione non supera una frazione di grado.

Termometro meccanico

I termometri meccanici sono bimetallici o delatometrici (a stelo, a stelo). Il principio di funzionamento di tali dispositivi si basa sulla capacità dei corpi metallici di espandersi quando riscaldati. Differiscono alta affidabilità e precisione. Il costo di produzione dei termometri meccanici è relativamente basso.

Questi dispositivi vengono utilizzati principalmente in apparecchiature specifiche: allarmi, sistemi automatici di controllo della temperatura.

Termometro a gas

Il principio di funzionamento del termometro si basa sulle stesse proprietà dei dispositivi sopra descritti. Tranne quello dentro in questo caso viene utilizzato gas inerte. In effetti, un tale termometro è un analogo di un manometro, che viene utilizzato per misurare la pressione. Gli strumenti per gas vengono utilizzati per misurare ambienti ad alta e bassa temperatura (l'intervallo è -271 - +1000 gradi). Forniscono una precisione relativamente bassa, motivo per cui vengono abbandonati per le misurazioni di laboratorio.

Termometro digitale

È anche chiamato termometro a resistenza. Il principio di funzionamento di questo dispositivo si basa sulla modifica delle proprietà del semiconduttore integrato nel design del dispositivo quando la temperatura aumenta o diminuisce. La dipendenza di entrambi gli indicatori è lineare. Cioè, all'aumentare della temperatura, aumenta la resistenza del semiconduttore e viceversa. Il livello di quest'ultimo dipende direttamente dal tipo di metallo utilizzato nella fabbricazione del dispositivo: il platino “funziona” a -200 - +750 gradi, il rame a -50 - +180 gradi. I termometri elettrici vengono utilizzati raramente, poiché è molto difficile calibrare la scala durante la produzione.

Termometro a infrarossi

Noto anche come pirometro. È un dispositivo senza contatto. Il pirometro funziona con temperature da -100 a +1000 gradi. Il suo principio di funzionamento si basa sulla misurazione del valore assoluto dell'energia emessa da uno specifico oggetto. La portata massima alla quale un termometro è in grado di valutare gli indicatori di temperatura dipende dalla sua risoluzione ottica, dal tipo di dispositivo di puntamento e da altri parametri. I pirometri sono caratterizzati da una maggiore sicurezza e precisione di misurazione.

Termometro termoelettrico

Il funzionamento di un termometro termoelettrico si basa sull'effetto Seebeck, attraverso il quale si valuta la differenza di potenziale quando due semiconduttori entrano in contatto, determinando la formazione di una corrente elettrica. L'intervallo di misurazione della temperatura è -100 - +2000 gradi.

Un termometro è un dispositivo progettato per misurare la temperatura di un mezzo liquido, gassoso o solido. L'inventore del primo apparecchio per misurare la temperatura è Galileo Galilei. Il nome del dispositivo è tradotto dal greco come "misurare il calore". Il primo prototipo di Galileo era significativamente diverso da quelli moderni. Il dispositivo apparve in una forma più familiare più di 200 anni dopo, quando il fisico svedese Celsius iniziò a studiare questo problema. Ha sviluppato un sistema per misurare la temperatura dividendo il termometro in una scala da 0 a 100. In onore del fisico, i livelli di temperatura sono misurati in gradi Celsius.

Varietà basate sul principio di funzionamento

Sebbene siano trascorsi più di 400 anni dall’invenzione dei primi termometri, questi dispositivi sono ancora in fase di miglioramento. A questo proposito compaiono nuovi dispositivi basati su principi di funzionamento precedentemente inutilizzati.

Al giorno d'oggi esistono 7 tipi di termometri:

• Liquido.
• Gas.
• Meccanico.
• Elettrico.
• Termoelettrico.
• Fibra ottica.
• Infrarossi.

Liquido

I termometri sono tra i primissimi strumenti. Funzionano secondo il principio che i liquidi si espandono al variare della temperatura. Quando un liquido si riscalda si espande, mentre quando si raffredda si contrae. Il dispositivo stesso è costituito da un pallone di vetro molto sottile riempito con una sostanza liquida. Il pallone viene applicato su una scala verticale realizzata a forma di righello. La temperatura del mezzo da misurare è uguale alla divisione sulla scala indicata dal livello del liquido nel pallone. Questi dispositivi sono molto precisi. Il loro errore è raramente superiore a 0,1 gradi. In vari modelli, i dispositivi liquidi sono in grado di misurare temperature fino a +600 gradi. Il loro svantaggio è che, se lasciato cadere, il pallone potrebbe rompersi.

Gas

Funzionano esattamente come quelli liquidi, solo che i loro palloni sono pieni di gas inerte. Poiché come riempitivo viene utilizzato il gas, il campo di misura aumenta. Un tale termometro può mostrare temperatura massima che vanno da +271 a +1000 gradi. Questi strumenti vengono solitamente utilizzati per effettuare letture della temperatura di varie sostanze calde.

Meccanico

Il termometro funziona secondo il principio della deformazione di una spirale metallica. Tali dispositivi sono dotati di una freccia. Assomigliano un po' ad un orologio. Dispositivi simili vengono utilizzati sui cruscotti delle auto e su varie attrezzature speciali. Il vantaggio principale dei termometri meccanici è la loro durata. Non hanno paura delle scosse o degli urti, come i modelli in vetro.

Elettrico

I dispositivi funzionano secondo il principio fisico di modificare il livello di resistenza del conduttore quando temperature diverse. Più il metallo è caldo, più è resistente alla trasmissione. corrente elettrica più alto. Il campo di sensibilità dei termometri elettrici dipende dal metallo utilizzato come conduttore. Per il rame varia da -50 a +180 gradi. I modelli in platino più costosi possono indicare temperature da -200 a +750 gradi. Tali dispositivi vengono utilizzati come sensori di temperatura nella produzione e nei laboratori.

Termoelettrico

Il termometro è dotato di 2 conduttori che misurano la temperatura secondo il principio fisico, il cosiddetto effetto Seebeck. Tali dispositivi hanno un ampio intervallo di misurazione da -100 a +2500 gradi. La precisione dei dispositivi termoelettrici è di circa 0,01 gradi. Possono essere trovati in produzione industriale quando è richiesta la misurazione di temperature elevate superiori a 1000 gradi.

Fibra ottica

Realizzato in fibra ottica. Si tratta di sensori molto sensibili che possono misurare temperature fino a +400 gradi. Inoltre, il loro errore non supera 0,1 gradi. Questo termometro si basa su una fibra ottica allungata, che si allunga o si contrae quando la temperatura cambia. Un raggio di luce che lo attraversa viene rifratto, cosa che viene registrata da un sensore ottico che confronta la rifrazione con la temperatura ambiente.

Infrarossi

Il termometro, o pirometro, è una delle invenzioni più recenti. Hanno un campo di misurazione superiore da +100 a +3000 gradi. A differenza dei tipi precedenti di termometri, rilevano le letture senza contatto diretto con la sostanza da misurare. Il dispositivo invia un raggio infrarosso alla superficie da misurare e ne visualizza la temperatura su un piccolo schermo. Tuttavia, la precisione può differire di diversi gradi. Tali dispositivi vengono utilizzati per misurare il livello di riscaldamento dei pezzi metallici che si trovano nel forno, nell'alloggiamento del motore, ecc. I termometri a infrarossi possono mostrare la temperatura di una fiamma libera. Dispositivi simili vengono utilizzati in dozzine di aree diverse.

Varietà per scopo

I termometri possono essere classificati in diversi gruppi:

• Medico.
• Domestico per l'aria.
• Cucina.
• Industriale.

Termometro medico

I termometri medici sono solitamente chiamati termometri. Hanno un campo di misura basso. Ciò è dovuto al fatto che la temperatura corporea di una persona vivente non può essere inferiore a +29,5 e superiore a +42 gradi.

A seconda del modello, i termometri medici sono:

• Bicchiere.
• Digitale.
• Pacificatore.
• Pulsante.
• Orecchio a infrarossi.
• Frontale infrarossi.

Bicchiere I termometri furono i primi ad essere utilizzati per scopi medici. Questi dispositivi sono universali. Di solito le loro fiaschette sono piene di alcol. In precedenza, il mercurio veniva utilizzato per tali scopi. Tali dispositivi presentano un grosso inconveniente, vale a dire la necessità di una lunga attesa per visualizzare la temperatura corporea reale. Per l'esecuzione ascellare il tempo di attesa è di almeno 5 minuti.

Digitale I termometri hanno un piccolo schermo su cui viene visualizzata la temperatura corporea. Sono in grado di mostrare dati accurati 30-60 secondi dopo l'inizio della misurazione. Quando il termometro raggiunge la temperatura finale, emette un segnale sonoro, dopodiché può essere rimosso. Questi dispositivi potrebbero funzionare in modo errato se non si adattano perfettamente al corpo. Esistono modelli economici di termometri elettronici che eseguono letture non meno a lungo dei termometri in vetro. Tuttavia non generano alcun segnale acustico circa la fine della misurazione.

Termometri capezzoli realizzato appositamente per i bambini piccoli. Il dispositivo è un ciuccio che viene inserito nella bocca del bambino. Tipicamente, tali modelli emettono un segnale musicale dopo aver completato la misurazione. La precisione dei dispositivi è di 0,1 gradi. Se il bambino inizia a respirare attraverso la bocca o a piangere, la deviazione dalla temperatura effettiva può essere significativa. La durata della misurazione è di 3-5 minuti.

Termometri pulsanti Vengono utilizzati anche per i bambini sotto i tre anni. La forma di tali dispositivi ricorda una puntina da disegno, posizionata nel retto. Questi dispositivi effettuano letture rapidamente, ma hanno una bassa precisione.

Orecchio a infrarossi Il termometro legge la temperatura dal timpano. Un dispositivo del genere può effettuare misurazioni in soli 2-4 secondi. Inoltre viene fornito con un display digitale e funziona con . Questo dispositivo è illuminato per facilitare l'inserimento nel condotto uditivo. I dispositivi sono adatti per misurare la temperatura nei bambini di età superiore ai 3 anni e negli adulti, poiché i neonati hanno i condotti uditivi troppo sottili in cui la punta del termometro non si adatta.

Frontale infrarossi i termometri vengono semplicemente applicati sulla fronte. Funzionano secondo lo stesso principio di quelli auricolari. Uno dei vantaggi di tali dispositivi è che possono funzionare senza contatto a una distanza di 2,5 cm dalla pelle. Pertanto, con il loro aiuto puoi misurare la temperatura corporea del bambino senza svegliarlo. La velocità di funzionamento dei termometri frontali è di diversi secondi.

Domestico per l'aria

I termometri domestici vengono utilizzati per misurare la temperatura dell'aria all'esterno o all'interno. Di solito sono realizzati versione in vetro e riempito con alcool o mercurio. In genere, il loro intervallo di misurazione in ambienti esterni va da -50 a +50 gradi e in ambienti interni da 0 a +50 gradi. Tali dispositivi si trovano spesso sotto forma di decorazioni per interni o magneti da frigorifero.

Cucina

I termometri da cucina sono progettati per misurare la temperatura di vari piatti e ingredienti. Possono essere meccanici, elettrici o fluidi. Vengono utilizzati nei casi in cui è necessario controllare rigorosamente la temperatura della ricetta, ad esempio durante la preparazione del caramello. In genere, tali dispositivi vengono forniti completi di un tubo sigillato per la conservazione.

Industriale

I termometri industriali sono progettati per misurare la temperatura in vari sistemi. Di solito sono strumenti di tipo meccanico con un puntatore. Possono essere visti nelle linee di alimentazione dell'acqua e del gas. I modelli industriali sono elettrici, a infrarossi, meccanici, ecc. Hanno la più ampia varietà di forme, dimensioni e campi di misura.