温度計は、さまざまな異なる原理を使用して温度または温度勾配を測定する装置です。温度計には2つの重要な要素があります。物理的な温度によって物理的変化が生じる温度センサー、たとえば水銀温度計の球根とバネ、またはこの物理的変化を水銀温度計の目盛りなどの値に変換するその他の手段です。
温度計にはさまざまな種類があります。
ガラス温度計中の液体は温度の液体の体積の変化を利用する。彼らはほとんどの液体が加熱で膨張するという事実を使用しています。液体は密封されたガラス球に入っており、その膨張は温度計のステムにエッチングされた目盛りを使って測定されます。私たちが知っているように、温度計は物理的性質としてそれが温度による液体の長さの変化を利用するので拡張しないことを。
液中ガラス温度計で一般的に使用される液体は、水銀とアルコールです。使用される液体に基づいて、それらは２つのタイプ、すなわちガラス中水銀温度計およびアルコール中ガラス温度計である。
ガラス温度計内の液体は、2つの基本部分から構成されています。
利点：
デメリット：
これらはドイツの物理学者ダニエルガブリエル華氏によって発明されました。
この温度計はガラス管内の水銀で構成されています。チューブ上の目盛り付きのマークにより、チューブ内の水銀の長さで温度を読み取ることができます。管内の水銀の長さは温度によって異なります。感度を上げるために、通常、温度計の端に水銀の大部分を含む水銀の球根があります。この体積の水銀の膨張と収縮は、チューブのはるかに狭い穴で増幅されます。水銀の上の空間は窒素で満たされてもよく、またはそれは真空であってもよい。
ガラス内水銀温度計は - 38°Cから356°Cまでの広い温度範囲をカバーしますが、機器へのガスの導入は600°C以上に範囲を広げることができます。
ガラス中水銀温度計の利点
ガラス中水銀温度計の欠点
液体として、エチルアルコール、トルエン、工業用ペンタンを使用します。これらは-200℃まで使用できます。その範囲は、使用するアルコールの種類に大きく依存する傾向がありますが、-200℃から80℃です。
利点：その最大の利点は、非常に低い温度でも測定できることです。
デメリット：アルコールは透明なので、見えるようにするには染料が必要です。染料はアルコールと同じ温度範囲を持たないかもしれない不純物を加える傾向がある。これは特に各液体の限界での読み取りを困難にします。また、アルコールはガラスを濡らします。
測温抵抗体または測温抵抗体（ＲＴＤ）は、温度を測定するために導電体の抵抗を使用する。導体の抵抗は時間とともに変化します。導体のこの特性は、温度を測定するために使用されます。 RTDの主な機能は、温度とともに抵抗に正の変化を与えることです。
金属は、それらの温度が温度の上昇と共に上昇することを意味する高温係数を有する。カーボンとゲルマニウムは、それらの抵抗が温度に反比例することを示す低温係数を持っています。
測温抵抗体は、白金、銅、ニッケルなどの極めて純粋な金属で作られた敏感な要素を使用しています。金属の抵抗は温度に正比例します。ほとんどの場合、白金は抵抗温度計に使用されています。白金は安定性が高く、高温に耐えることができます。
金と銀は抵抗率が低いため、RTDには使用されません。タングステンは抵抗率が高いのですが、非常に脆い銅は抵抗率が低く、しかも安価であるため、RTD素子の製造に使用されます。銅の唯一の欠点は、直線性が低いことです。銅の最高温度は約120℃です。
ＲＴＤ材料は白金、ニッケルまたはニッケルの合金でできている。ニッケル線は限られた温度範囲で使用されますが、それらは非常に非線形です。
以下は、RTDで使用されるコンダクタの要件です。
材料の抵抗率が高いため、導体の最小体積が建築に使用されます。
温度に関する材料の抵抗の変化は、できるだけ大きくあるべきです。
材料の抵抗は温度に依存します
測温抵抗体は、保護チューブの内側に配置されて損傷から保護します。抵抗素子は、白金ワイヤをセラミックボビンの上に置くことによって形成される。この抵抗要素は、ステンレス鋼または銅鋼でできている管の内側に配置されています。
リード線は、抵抗素子と外部リードとを接続するためのものである。リード線はそれを短絡から保護する絶縁チューブで覆われています。セラミック材料は、高温材料用の絶縁体として使用され、低温繊維用またはガラス用に使用されます。
抵抗温度計は、はるかに低い温度の産業用アプリケーション（600℃以下）で熱電対をゆっくりと置き換えています。測温抵抗体は、いくつかの構造形態があり、より高い安定性、精度、および再現性を提供します。抵抗は温度に対してほぼ線形になる傾向があります。
利点
デメリット：
熱電対は、それらの間に温度差があるときに起電力（EMF）または電圧を生成する2つの金属で構成されたセンサーです。発生する電圧の量はこれらの違いに依存します。熱電対はゼーベック効果の原理に基づいて動作します。
Seeback効果は、ドイツの医師が物理学者Thomas Johann Seebeckになったことによって発見されました。彼は、彼が二つの異なる金属の接合を形成することによって一連の回路を作り出したとき、一方の金属が他方よりも高い温度であるとき、彼が電圧を発生させることができることを発見した。差が大きければ大きいほど、電圧は高くなり、結果は金属の形状とは無関係であることを彼は発見した。
熱電対は、2つの金属合金で形成された接合部で構成されています。接合部の一方の部分は、その温度が測定されることになっている供給源の上に置かれ、他方の端部は、ゼロ番目の熱力学の法則に従って一定の基準温度に維持される。古い熱電対は温度源としてアイスバスを使用しますが、現代のものは固体温度センサーを使用します。
熱電対は、その正確さ、速い反応時間、小さいサイズ、および極端な温度を測定する能力により、科学および工学において価値があります。後者の能力は、使用される金属の組み合わせに基づいています。ニッケルとニッケルの組み合わせは-50℃から1410℃まで測定でき、レニウムとレニウムの組み合わせは0℃から2315℃まで測定できます。最も一般的な組み合わせは、鉄 - コンスタンタン、銅 - コンスタンタン、およびクロメル - アルメルです。熱電対の不利な点は、生成される信号が非線形ではない可能性があるため、慎重に校正する必要があることです。
ガス温度計は、ガスの体積または圧力の変化によって温度を測定します。ガス温度計は非常に低い温度で最もよく機能します。
ガス温度計には、主に2つのタイプがあります。1つは一定の体積で動作するもの、もう1つは一定の圧力で動作するものです。
高温計は、高温を測定するために使用される温度計の一種です。物理的な接触なしに温度を測定するために使用されます。電磁波を測って体温を測るのに使われます。
その原理は、熱い物体の温度とその物体から放出される電磁放射の関係に依存します。体が加熱されると、それは熱放射として知られる熱エネルギーを放出します。それはその電磁放射を測定することによって体温を決定するための技術です。
光高温計 -光高温計は、非接触式の温度測定装置です。それは、対象物の明るさを高温計の内側に配置されているフィラメントの明るさに合わせるという原理に基づいている。光高温計は、炉、溶融金属、および他の過熱材料または液体の温度を測定するために使用されます。接触式の機器を使用しても、高熱体の温度を測定することはできません。それ故、非接触高温計はそれらの温度を測定するために使用される。
光高温計の利点
光高温計のデメリット
体温計 | 実験室用体温計 |
体温計は、35°Cから42°Cまたは94°Fから108°Fの範囲で調整されます。 | 実験室用体温計は通常-10℃から110℃の範囲である。 |
水銀レベルの低下を防ぐために電球の近くにねじれがあるので、水銀レベルはそれ自身では落ちません。 | キンクが存在しないため、水銀レベルは自然に低下します。 |
体温計を脇の下や口から外した後に温度を読み取ることができます。 | 温度計を温度源、例えば液体その他のものに保ちながら温度を読み取る。 |
水銀レベルを下げるためにジャークが与えられます。 | 水銀レベルを下げるために急な動きをさせる必要はありません。 |
体温を取るために使用されます。 | 実験室の温度を測定するために使用されます。 |
