Пределы чувствительности этих устройств различны. Это зависит от типа металлического проводника. Для меди, например, они соответствую т-50-+180 г. Платиновые изделия рассчитывают значения в диапазоне о т-200 до +850 g. Это те, которые обычно используются в научных лабораториях — Это те, которые обычно используются в научных лабораториях.
Выбираем термометр Статья
Термометр — это прибор, используемый для измерения температуры окружающей среды или поверхности. Все знают, что термометр также является клиническим термометром, но «термометр» — это всего лишь разговорный термин, а не официальный. В настоящее время существует множество типов термометров, каждый из которых имеет свои основные характеристики. Почему их так много? Ответ довольно прост: разные принципы работы и разные свойства позволяют более точно измерять температуру в разных условиях. Простой пример: при измерении температуры атома нам нужно измерить колебания значений в пределах нескольких градусов. На открытом воздухе речь идет о нескольких десятках градусов. А если мы хотим узнать температуру в духовке, то разница составляет уже сотни градусов. Конечно, вы не можете использовать один и тот же термометр для всех трех задач, вам нужны разные термометры.
Честно говоря, особых сложностей в выборе этого устройства нет, разве что для очень специфического применения, но мы не будем в это углубляться. Здесь выбор прост — по назначению, и вам не нужно думать обо всем. Но даже если вы выбираете прибор, предназначенный для определенной цели, вы можете столкнуться с тем, что сегодня существуют различные типы термометров, и не всегда ясно, какой из них лучше. Именно поэтому мы решили написать эту статью, в которой подробно рассмотрим эти моменты. Существуют различные классификации, но мы остановимся на двух наиболее популярных разновидностях: по принципу действия и по материалу (устройству). Знание различий между термометрами этих групп поможет вам выбрать наиболее подходящий для вас вариант. Оптимален не только с точки зрения точности измерения температуры, но и с точки зрения цены. В конце концов, не всегда нужно покупать что-то более дорогое.
Классификация термометров по материалу
Когда мы говорим о «классификации термометров по материалу», мы имеем в виду не материалы, из которых сделан корпус, а материал, используемый для измерения температуры. Существует множество разновидностей, каждая из которых имеет свои основные характеристики, о которых вам следует знать.
Жидкостные
Это самый старый тип термометра, основанный на принципе, что объем жидкости изменяется с изменением ее температуры, которая, в свою очередь, зависит от температуры окружающей среды. Известный ртутный термометр — это просто жидкостный термометр, но используются и другие жидкости. Что касается ртути, то с 2020 года производство таких термометров будет прекращено во многих странах, как и использование этого металла во многих других областях, благодаря Минаматской конвенции по ртути. Он очень токсичен и опасен для здоровья. Но вернемся к термометрам.
Конструкция жидкостных термометров очень проста, что является их первым преимуществом. Но простое не обязательно означает дешевое, это зависит от используемых материалов. Но есть и второе преимущество: возможность выбрать подходящую жидкость практически для любого диапазона температур. Например, если необходимо измерять высокие значения, в качестве наполнителя обычно выбирают галлий. Точность измерения довольно высокая, но необходимо делать поправку на диапазон измерения, так как чем он выше, тем больше погрешность, просто из-за самой шкалы. Но если вспомнить пример из начала статьи, становится понятно, что плюс-минус пять или даже десять градусов не имеют значения в духовке, но при измерении температуры человека требуется точность не менее одной десятой градуса, как это и происходит в реальности.
Жидкостные термометры также имеют свои недостатки. Первое — это неопасность жидкости, мы писали выше о ртути, но другие наполнители также могут быть токсичными, даже если они менее опасны. А поскольку жидкость обычно находится в стеклянной бутылке, очевидно, что с такими термометрами нужно быть осторожным. Кроме того, жидкостные термометры не подходят для измерения экстремально высоких или низких температур. Они также не подходят для точного измерения температуры в очень широком диапазоне (пример духовки). Им требуется время для реагирования на изменения температуры окружающей среды, что может восприниматься как недостаток. Однако жидкостные термометры все еще используются и будут использоваться, просто потому, что большинство из них просты и недороги.
Механические
Механические термометры по принципу действия похожи на жидкостные термометры, но в них используется биметаллическая лента или металлическая спираль. Да, те, которые вы кладете в духовку, являются механическими термометрами, но принцип тот же — металл деформируется при изменении температуры. Они имеют циферблат со стрелкой и похожи на часы (они аналоговые). Их основными преимуществами являются низкая цена и высокая надежность — они менее чувствительны, чем жидкостные часы. А в случае брака механический термометр просто разбивается, и риска для здоровья нет.
Но у них есть и свои недостатки. Первое — это скорость измерения, которая не очень высока и зависит от свойств используемого металла. Второй — точность измерения, которая аналогична предыдущей формуле. Чем больше диапазон измерения, тем ниже стоимость весов. И, конечно, существует определенный диапазон, выше или ниже которого термометр не будет работать.
Классификация по принципу действия
Теперь мы переходим к классификации термометров по принципу их действия, и существует несколько основных групп.
Контактные
Это классические термометры, жидкостные или механические. Для измерения температуры они требуют непосредственного контакта с окружающей средой. Этот метод имеет определенные ограничения в применении, например, трудно измерить температуру поверхностей, поскольку на нее влияет температура воздуха.
Бесконтактные
Это современный тип, включающий инфракрасные термометры, которые могут быть световыми или радиационными термометрами. Принцип их работы отличается, но для измерения температуры им не нужен прямой контакт с поверхностью. Кстати, радиационные термометры — это еще один тип, который мы могли бы упомянуть в предыдущем разделе, но не стали, потому что у них специфическое применение (в основном на промышленных предприятиях). Они могут измерять температуру до шести тысяч градусов Цельсия, что, конечно же, не нужно в домашних условиях. Они также не нужны в большинстве отраслей промышленности.
Манометрические
Это газовые термометры, которые измеряют изменение давления газа при изменении температуры. В измеряемую среду помещается термобаллон, который подключается к манометру. Область их применения довольно ограничена, поэтому мы не стали подробно рассматривать этот тип.
Сопротивления
Они измеряют электрическое сопротивление рабочего вещества, и да, они являются электрическими термометрами, о которых мы подробно говорили выше. Существуют различные типы, и каждый тип имеет свои особенности, но в целом это достаточно точный метод измерения температуры.
Жидкостные
Принцип действия такого устройства основан на явлении расширения или сжатия жидкости, которая заполняет колбу и изменяет свой объем при изменении температуры. Обычно он заполнен ртутью или спиртом, который реагирует на малейшее изменение тепла в окружающей среде.
Ртутные термометры обычно используются в медицине, но в метеорологии их заполняют спиртом, поскольку ртутный столбик может замерзнуть д о-38 градусов.
Механические
Принцип работы этого типа устройств также основан на расширении. Однако температура определяется расширением биметаллической ленты или металлической спирали.
Эти термометры характеризуются высокой точностью, надежностью и удобством использования.
Они не используются как отдельная, независимая модель, но часто применяются в автоматизированных системах.
Газовые
Газовый тип работает по тому же принципу, что и жидкостный. В качестве рабочей среды используется инертный газ.
Его преимущество в том, что он может измерять температуры, близкие к абсолютному нулю, и имеет диапазон измерений о т-271 до +1000 градусов. Это довольно сложное устройство, которое редко используется в лабораторных измерениях.
