Термометр нь янз бүрийн зарчмуудыг ашиглан температур эсвэл температурын налууг хэмждэг төхөөрөмж юм. Термометр нь хоёр чухал элементтэй байдаг - температур мэдрэгч нь физик температурт зарим физик өөрчлөлт гардаг, жишээлбэл, мөнгөн усны термометр дээрх чийдэн ба пүрш эсвэл энэ физик өөрчлөлтийг мөнгөн усны термометр дээрх масштаб гэх мэт утга болгон хувиргах бусад хэрэгсэл.
Төрөл бүрийн термометр байдаг.
Шилэн термометр дэх шингэн нь температур дахь шингэний эзэлхүүний өөрчлөлтийг ашигладаг. Ихэнх шингэн нь халаалтанд өргөжиж байдаг гэдгийг тэд ашигладаг. Шингэн нь битүүмжилсэн шилэн буланд агуулагддаг бөгөөд түүний тэлэлтийг термометрийн ишний хэсэгт сийлсэн масштабаар хэмждэг. Термометр нь физик шинж чанараараа температураас хамааран шингэний уртын өөрчлөлтийг ашигладаг тул тэлэхгүй гэдгийг бид мэднэ.
Шилэн доторх термометрт ихэвчлэн хэрэглэгддэг шингэн нь Мөнгөн ус ба Спирт юм. Хэрэглэсэн шингэнээс хамааран эдгээр нь шилэн доторх мөнгөн усны термометр, шилэн доторх спиртийн термометр гэсэн хоёр төрөлтэй.
Шилэн термометр дэх шингэн нь үндсэн хоёр хэсгээс бүрдэнэ.
Давуу тал:
Сул тал:
Эдгээрийг Германы физикч Даниел Габриэль Фаренгейт зохион бүтээжээ.
Энэ термометр нь шилэн хоолой дахь мөнгөн уснаас бүрдэнэ. Хоолойн дээрх тохируулсан тэмдэглэгээ нь температурыг хоолойн доторх мөнгөн усны уртаар унших боломжийг олгодог. Хоолойн доторх мөнгөн усны урт нь температураас хамаарч өөр өөр байдаг. Мэдрэмжийг нэмэгдүүлэхийн тулд термометрийн төгсгөлд мөнгөн усны ихэнх хэсгийг агуулсан мөнгөн усны булцуу ихэвчлэн байдаг; Энэ хэмжээний мөнгөн усны тэлэлт ба агшилт нь хоолойн илүү нарийхан нүхэнд олшрох явдал юм. Мөнгөн усны дээрх орон зай нь азотоор дүүрсэн эсвэл вакуум байж болно.
Мөнгөн устай шилэн термометр нь - 38 ° C-аас 356 ° C хүртэлх өргөн температурыг хамардаг боловч багаж руу хий оруулах нь 600 ° C ба түүнээс дээш температурыг нэмэгдүүлэх боломжтой.
Шилэн дэх мөнгөн устай термометрийн давуу тал
Шилэн дэх мөнгөн устай термометрийн сул тал
Шингэний хувьд этилийн спирт, толуол, техникийн пентаныг ашигладаг бөгөөд үүнийг -200 ° C хүртэл хэрэглэж болно. Түүний хүрээ нь -200 ° C-аас 80 ° C хүртэл байдаг боловч энэ хүрээ нь ашигласан архины төрлөөс ихээхэн хамаардаг.
Давуу тал: Хамгийн том давуу тал нь маш бага температурыг хэмжиж чаддаг.
Сул тал: Согтууруулах ундаа нь тунгалаг байдаг тул түүнийг харагдахын тулд будагч бодис шаарддаг. Будаг нь спирттэй ижил температурын хүрээгүй байж болох хольцыг нэмэх хандлагатай байдаг. Энэ нь ялангуяа шингэн бүрийн хязгаарт уншихад хэцүү болгодог. Мөн архи нь шилийг норгодог.
Эсэргүүцлийн термометр эсвэл эсэргүүцлийн температур мэдрэгч (RTD) нь температурыг хэмжихэд цахилгаан дамжуулагчийн эсэргүүцлийг ашигладаг. Дамжуулагчийн эсэргүүцэл нь цаг хугацааны явцад өөрчлөгддөг. Дамжуулагчийн энэ шинж чанарыг температурыг хэмжихэд ашигладаг. RTD-ийн гол үүрэг нь температурын эсэргүүцэлд эерэг өөрчлөлтийг өгөх явдал юм.
Металл нь өндөр температурын коэффициенттэй бөгөөд энэ нь температур нэмэгдэх тусам температур нэмэгддэг гэсэн үг юм. Нүүрстөрөгч ба германий бага температурын коэффициент нь тэдний эсэргүүцэл нь температуртай урвуу хамааралтай болохыг харуулж байна.
Эсэргүүцлийн термометр нь цагаан алт, зэс, никель гэх мэт маш цэвэр металлаар хийсэн мэдрэмтгий элементийг ашигладаг. Металлын эсэргүүцэл нь температуртай шууд пропорциональ байна. Ихэнхдээ цагаан алтыг эсэргүүцлийн термометрт ашигладаг. Платинум нь өндөр тогтвортой байдал, өндөр температурыг тэсвэрлэх чадвартай.
Алт, мөнгө нь бага эсэргүүцэлтэй тул RTD-д ашиглагддаггүй. Гянт болд нь өндөр эсэргүүцэлтэй боловч маш хэврэг байдаг Зэсийг RTD элемент хийхэд ашигладаг, учир нь эсэргүүцэл багатай, бас өртөг багатай байдаг. Зэсийн цорын ганц сул тал нь шугаман чанар багатай байдаг. Зэсийн хамгийн их температур нь ойролцоогоор 120oC байна.
RTD материал нь цагаан алт, никель эсвэл никель хайлшаар хийгдсэн байдаг. Никелийн утсыг хязгаарлагдмал температурын хязгаарт ашигладаг боловч тэдгээр нь шугаман бус байдаг.
RTD-д ашигласан дамжуулагчийн шаардлагууд нь дараах байдалтай байна
Материалын эсэргүүцэл өндөр тул дамжуулагчийн хамгийн бага эзэлхүүнийг барилгын ажилд ашигладаг
Температурын талаархи материалын эсэргүүцлийн өөрчлөлт нь аль болох өндөр байх ёстой.
Материалын эсэргүүцэл нь температураас хамаарна
Эсэргүүцлийн термометрийг эвдрэлээс хамгаалахын тулд хамгаалалтын хоолой дотор байрлуулсан. Эсэргүүцлийн элемент нь цагаан алтны утсыг керамик ороомог дээр байрлуулах замаар үүсдэг. Энэхүү эсэргүүцлийн элементийг зэвэрдэггүй ган эсвэл зэс гангаар хийсэн хоолойн дотор байрлуулна.
Хар тугалгатай утас нь эсэргүүцлийн элементийг гадаад утастай холбоход ашиглагддаг. Хар тугалганы утас нь богино холболтоос хамгаалдаг тусгаарлагдсан хоолойгоор хучигдсан байдаг. Керамик материалыг өндөр температурт тусгаарлагч болгон ашигладаг бөгөөд бага температурт шилэн эсвэл шилийг ашигладаг.
Эсэргүүцлийн термометр нь илүү бага температурт (600 ° C-аас доош) үйлдвэрийн хэрэглээнд термопарыг аажмаар сольж байна. Эсэргүүцлийн термометр нь барилгын хэд хэдэн хэлбэрээр ирдэг бөгөөд илүү тогтвортой байдал, нарийвчлал, давтагдах чадварыг санал болгодог. Эсэргүүцэл нь температуртай бараг шугаман байх хандлагатай байдаг.
Давуу тал
Сул тал:
Термопар нь хоёр металлаас бүрдэх мэдрэгч бөгөөд тэдгээрийн хооронд температурын зөрүү байгаа үед цахилгаан хөдөлгөгч хүч (EMF) эсвэл хүчдэл үүсгэдэг. Үйлдвэрлэсэн хүчдэлийн хэмжээ нь эдгээр ялгаанаас хамаарна. Термопарууд нь Seebeck эффектийн зарчмаар ажилладаг.
Seeback эффектийг Германы эмч, физикч Томас Иоганн Зебек нээсэн. Тэрээр нэг металлыг нөгөөгөөсөө өндөр температурт хоёр өөр металлын уулзвар үүсгэн хэд хэдэн хэлхээ үүсгэх үед хүчдэл үүсгэж чаддаг болохыг олж мэдсэн. Ялгаа их байх тусам хүчдэл өндөр байх ба үр дүн нь металлын хэлбэрээс хамааралгүй болохыг олж мэдсэн.
Термопар нь хоёр металлын хайлшаас үүссэн уулзвараас бүрдэнэ. Холболтын нэг хэсэг нь температурыг хэмжих эх үүсвэр дээр байрладаг бол нөгөө үзүүр нь термодинамикийн тэг хуулийн дагуу тогтмол жишиг температурт хадгалагддаг. Хуучин термопарууд мөсөн ваннуудыг температурын эх үүсвэр болгон ашигладаг бол орчин үеийнх нь хатуу төлөвт температур мэдрэгчийг ашигладаг.
Термопар нь нарийвчлал, хурдан хариу үйлдэл хийх хугацаа, жижиг хэмжээтэй, хэт температурыг хэмжих чадвараараа шинжлэх ухаан, инженерийн хувьд үнэ цэнэтэй юм. Сүүлчийн чадвар нь ашигласан металлын хослолууд дээр суурилдаг; никель-никелийн хослол нь -50 °C-аас 1410 °C-ийн температурыг хэмжиж чаддаг бол рени-рений хослол нь 0 °C-аас 2315 °C хүртэл хэмжиж чаддаг. Хамгийн түгээмэл хослолууд нь төмөр-константан, зэс-константан, хромел-алумел юм. Термопарын сул тал нь үүссэн дохио нь шугаман бус байж болох тул тэдгээрийг сайтар тохируулах шаардлагатай байдаг.
Хийн термометр нь хийн эзлэхүүн эсвэл даралтын өөрчлөлтөөр температурыг хэмждэг. Хийн термометр нь маш бага температурт хамгийн сайн ажилладаг.
Хийн термометрийн хоёр үндсэн төрөл байдаг - нэг нь тогтмол эзэлхүүнтэй, нөгөө нь тогтмол даралттай ажилладаг.
Пирометр нь өндөр температурыг хэмжихэд ашигладаг термометрийн төрөл юм. Энэ нь ямар ч бие махбодтой холбоогүй температурыг хэмжихэд ашиглагддаг. Энэ нь цахилгаан соронзон цацрагийг хэмжих замаар биеийн температурыг хэмжихэд ашиглагддаг.
Үүний зарчим нь халуун биеийн температур ба биеэс ялгарах цахилгаан соронзон цацрагийн хоорондын хамаарлаас хамаарна. Биеийг халаах үед дулааны цацраг гэж нэрлэгддэг дулааны энерги ялгаруулдаг. Энэ бол цахилгаан соронзон цацрагийг хэмжих замаар биеийн температурыг тодорхойлох арга юм.
Оптик пирометр - Оптик пирометр нь контактгүй төрлийн температурыг хэмжих төхөөрөмж юм. Энэ нь объектын тод байдлыг пирометрийн дотор байрлуулсан утаснуудын гэрэлтэй тааруулах зарчим дээр ажилладаг. Оптик пирометрийг зуух, хайлсан металл болон бусад хэт халсан материал, шингэний температурыг хэмжихэд ашигладаг. Холбоо барих төрлийн багажийн тусламжтайгаар өндөр халсан биеийн температурыг хэмжих боломжгүй юм. Тиймээс контактгүй пирометрийг температурыг хэмжихэд ашигладаг.
Оптик пирометрийн давуу тал
Оптик пирометрийн сул тал
Эмнэлзүйн термометр | Лабораторийн термометр |
Эмнэлзүйн термометрийг 35 ° C-аас 42 ° C хүртэл эсвэл 94 ° F-аас 108 ° F хүртэл хэмждэг. | Лабораторийн термометрийг ерөнхийдөө -10 хэмээс 110 хэм хүртэл хэмждэг. |
Мөнгөн усны түвшин буурахаас сэргийлж чийдэнгийн ойролцоо хазайлт үүссэн тул мөнгөн усны түвшин өөрөө буурдаггүй. | Мөнгөн усны түвшин дангаараа унадаг, учир нь ямар ч хазайлт байхгүй. |
Суга эсвэл амнаас термометрийг авсны дараа температурыг уншиж болно. | Температурыг термометрийг температурын эх үүсвэр, тухайлбал шингэн эсвэл бусад зүйлд байлгах үед хэмждэг. |
Мөнгөн усны түвшинг бууруулахын тулд цочрол өгдөг. | Мөнгөн усны түвшинг бууруулахын тулд цочроох шаардлагагүй. |
Энэ нь биеийн температурыг хэмжихэд ашиглагддаг. | Энэ нь лабораторид температурыг хэмжихэд хэрэглэгддэг. |
