Виды термометров и их предназначение

Сегодня практически невозможно представить себе жизнь без термометра. Конечно, о температуре на улице можно узнать из сводки погоды. Но как же определить уровень тепла в комнате, духовке, сушильной камере или теплице? Тут никак не обойтись без термометра.

Существует несколько их видов:

• жидкостные;
• механические;
• газовые;
• электрические;
• оптические.

Жидкостные

Принцип действия такого прибора основан на эффекте расширения или сжатии жидкости, которая заполняет колбу и изменяет свой объем при колебании собственной температуры. Обычно, в него заливают ртуть или спирт, которые тонко реагируют на минимальное изменение тепла в окружающей среде.

В медицине обычно используются ртутные градусники, а вот в метеорологии их заполняют спиртом, поскольку ртутный столбик может застывать уже при -38 градусах.

Механические

Принцип работы прибора данного типа тоже основан на расширении. Но с его помощью определяется температура в зависимости от расширения биметаллической ленты или металлической спирали.

Такие термометры характеризуются высокой точностью, они надежны и просты в эксплуатации.

Как отдельную, самостоятельную модель их, правда, не используют, обычно они применяются в автоматизированных системах.

Газовые

Газовый тип температурного измерителя работает по тому же принципу, что и жидкостное устройство. В качестве рабочего вещества в нем используют какой-либо инертный газ.

Преимущество этого прибора заключается в том, что он может измерять температуру, приближающуюся к абсолютному нулю, и диапазон его измерений колеблется от -271 до +1000 градусов. Это достаточно сложное устройство, которое редко участвует в лабораторных измерениях.

Электрические

Работа такого измерительного прибора связана с зависимостью сопротивления используемого проводника от температуры. Известно, что сопротивление любых металлов линейно зависит от уровня их тепла. Более точные измерения можно получить, если заменить металлические проводники полупроводниками. Однако полупроводники в таких приборах практически не используют, поскольку зависимость между характеристиками полупроводника и уровня тепла нельзя выразить линейно и практически невозможно проградуировать приборную шкалу.

В роли проводника обычно выступает медь, показывающая изменения температур от -50 до +180 градусов. Если взять другой рабочий металл, например, платину, то температурный диапазон ее значительно расширится и составит от -200 до +750 градусов. Такие электрические тепловые датчики используют в лабораториях, на экспериментальных стендах или на производстве.

Оптические

Оптические приборы или пирометры позволяют узнать температуру по уровню светимости тела, анализу его спектра и некоторым другим параметрам. Это бесконтактный прибор, способный измерять, причем с точностью до нескольких градусов, уровень тепла в широчайшем диапазоне – от 100 до 3000 градусов. Чаще всего на практике мы встречаемся с инфракрасными бытовыми термометрами. Такие градусники очень удобны, поскольку позволяют безопасно, быстро и точно определять температуру тела человека.

Существуют и другие, более сложные температурные измерители, например, волоконно-оптические или термоэлектрические. Это очень чувствительные приборы, дающие точнейшие результаты измерения практически без ошибки.

Полезные советы 02.02.2018 12:55:01

Термометр. Виды и устройство. Работа и применение. Особенности

Термометр – это прибор, предназначенный для измерения температуры жидкостной, газообразной или твердой среды. Изобретателем первого устройства для измерения температуры является Галилео Галилей. Название прибора с греческого языка переводится как «измерять тепло». Первый прототип Галилея существенно отличался от современных. В более привычном виде устройство появилась спустя более чем через 200 лет, когда за изучение данного вопроса взялся шведский физик Цельсий. Он разработал систему измерения температуры, разделив термометр на шкалу от 0 до 100. В честь физика уровень температуры измеряются в градусах Цельсия.

Разновидности по принципу действия

Хотя с момента изобретения первых термометров прошло уже более через 400 лет, эти устройства до сих пор продолжают совершенствоваться. В связи с этим появляются все новые устройства, основанные на ранее не применяемых принципах действия.

Сейчас актуальными являются 7 разновидностей термометров:

• Жидкостные.
• Газовые.
• Механические.
• Электрические.
• Термоэлектрические.
• Волоконно-оптические.
• Инфракрасные.

Жидкостные

Термометры относятся к самым первым приборам. Они работают на принципе расширения жидкостей при изменении температуры. Когда жидкость нагревается – она расширяется, а когда охлаждается, то сжимается. Само устройство состоит из очень тонкой стеклянной колбы, заполненной жидким веществом. Колба прикладывается к вертикальной шкале, выполненной в виде линейки. Температура измеряемой среды равна делению на шкале, на которое указывает уровень жидкости в колбе. Эти устройства являются очень точными. Их погрешность редко составляет более 0,1 градуса. В различном исполнении жидкостные приборы способны измерять температуру до +600 градусов. Их недостаток в том, что при падении колба может разбиться.

Газовые

Работают точно так же как и жидкостные, только их колбы заполняются инертным газом. Благодаря тому, что в качестве наполнителя используется газ, увеличивается диапазон измерения. Такой термометр может показывать максимальную температуру в пределах от +271 до +1000 градусов. Данные приборы обычно применяются для снятия показания температуры различных горячих веществ.

Механический

Термометр работает по принципу деформации металлической спирали. Такие приборы оснащаются стрелкой. Они внешне немного напоминает стрелочные часы. Подобные устройства используется на панели приборов автомобилей и различной спецтехнике. Главное достоинство механических термометров в их прочности. Они не боятся встряски или ударов, как модели из стекла.

Электрические

Приборы работают по физическому принципу изменения уровня сопротивления проводника при различных температурах. Чем горячее металл, тем его сопротивляемость при передаче электрического тока выше. Диапазон чувствительности электротермометров зависит от металла, который использован в качестве проводника. Для меди он составляет от -50 до +180 градусов. Более дорогие модели на платине могут указывать на температуру от -200 до +750 градусов. Такие приборы применяются как датчики температуры на производстве и в лабораториях.

Термоэлектрический

Термометр имеет в своей конструкции 2 проводника, которые измеряют температуру по физическому принципу, так называемому эффекту Зеебека. Подобные приборы имеют широкий диапазон измерения от -100 до +2500 градусов. Точность термоэлектрических устройств составляет около 0,01 градуса. Их можно встретить в промышленном производстве, когда требуется измерение высоких температур свыше 1000 градусов.

Волоконно-оптические

Делаются из оптоволокна. Это очень чувствительные датчики, которые могут измерять температуру до +400 градусов. При этом их погрешность не превышает 0,1 градуса. В основе такого термометра лежит натянутое оптоволокно, которое при изменении температуры растягивается или сжимается. Проходящий сквозь него луч света преломляется, что фиксирует оптический датчик, сопоставляющий преломление с температурой окружающей среды.

Инфракрасный

Термометр, или пирометр, является одним из самых недавних изобретений. Они имеют верхний диапазон измерения от +100 до +3000 градусов. В отличие от предыдущих разновидности термометров, они снимают показания без непосредственного контакта с измеряемым веществом. Прибор посылает инфракрасный луч на измеряемую поверхность, и на небольшом экране отображает ее температуру. При этом точность может отличаться на несколько градусов. Подобные устройства применяются для измерения уровня нагрева металлических заготовок, которые находятся в горне, корпуса двигателя и пр. Инфракрасные термометры способны показать температуры открытого пламени. Подобные устройства применяются еще в десятках различных сфер.

Разновидности по предназначению

Термометры можно классифицировать на несколько групп:

• Медицинские.
• Бытовые для воздуха.
• Кухонные.
• Промышленные.

Медицинский термометр

Медицинские термометры обычно называют градусники. Они имеют низкий диапазон измерения. Это связано с тем, что температура тела живого человека не может составлять ниже +29,5 и выше +42 градусов.

В зависимости от исполнения медицинские градусники бывают:

• Стеклянные.
• Цифровые.
• Соска.
• Кнопка.
• Инфракрасный ушной.
• Инфракрасный лобный.

Стеклянные термометры являются первыми, которые начали применять для медицинских целей. Данные устройства универсальны. Обычно их колбы заполняются спиртом. Раньше для таких целей использовалась ртуть. Подобные устройства имеют один большой недостаток, а именно необходимости длительного ожидания для отображения реальной температуры тела. При подмышечном исполнении продолжительность ожидания составляет не менее 5 минут.

Цифровые термометры имеют небольшой экран, на который выводится температура тела. Они способны показать точные данные спустя 30-60 секунд с момента начала измерения. Когда градусник получает конечную температуру, он создает звуковой сигнал, после которого его можно снимать. Данные приборы могут работать с погрешностью, если не очень плотно прилегают к телу. Существуют дешевые модели электронных термометров, которые снимают показания не менее долго, чем стеклянные. При этом они не создают звуковой сигнал об окончании измерения.

Термометры соски сделаны специально для маленьких детей. Устройство представляет собой соску-пустышку, которая вставляется в рот младенца. Обычно такие модели после завершения измерения подают музыкальный сигнал. Точность устройств составляет 0,1 градуса. В том случае если малыш начинает дышать через рот или плакать, отклонение от реальной температуры может быть существенным. Продолжительность измерения составляет 3-5 минут.

Термометры кнопки применяются тоже для детей возрастом до трех лет. По форме такие приборы напоминают канцелярскую кнопку, которая размещается ректально.  Данные устройства снимают показания быстро, но имеют низкую точность.

Инфракрасный ушной термометр считывает температуру из барабанной перепонки. Такое устройство способно снять измерения всего за 2-4 секунды. Оно также оснащается цифровым дисплеем и работает на батарейках. Данное устройство имеет подсветку для облегчения введения в ушной проход. Приборы подходят для измерения температуры у детей старше 3 лет и взрослых, поскольку у младенцев слишком тонкий ушной канал, в который наконечник термометра не проходит.

Инфракрасные лобные термометры просто прикладываются ко лбу. Они работают по такому же принципу, как и ушные. Одно из преимуществ таких устройств в том, что они могут действовать и бесконтактно на расстоянии 2,5 см от кожи. Таким образом, с их помощью можно измерить температуру тела ребенка не разбудив его. Скорость работы лобных термометров составляет несколько секунд.

Бытовые для воздуха

Для измерения температуры воздуха на улице или в помещении применяются бытовые термометры. Они, как правило, выполнены в стеклянном варианте и заполнены спиртом или ртутью. Обычно диапазон их измерения в уличном исполнении составляет от -50 до +50 градусов, а в комнатном от 0 до +50 градусов. Подобные приборы часто можно встретить в виде украшений для интерьера или магнита на холодильник.

Кухонные

Кухонные термометры предназначены для измерения температуры различных блюд и ингредиентов. Они могут быть механическими, электрическими или жидкостными. Их применяют в тех случаях, когда необходимо строго контролировать температуру по рецепту, к примеру, при приготовлении карамели. Обычно подобные устройства идут в комплекте с герметичным тубусом для хранения.

Промышленные

Промышленные термометры предназначены для измерения температуры в различных системах. Обычно они представляют собой приборы механического типа со стрелкой. Их можно увидеть в магистралях водяного и газового снабжения. Промышленные модели бывают электрические, инфракрасные, механические и пр. Они имеют самое большое разнообразие форм, размеров и диапазонов измерения.

Похожие темы:

Виды промышленных термометров

Термометр – это высокоточное устройство, которое предназначается для измерения текущей температуры. В промышленности, термометром измеряют температуру жидкостей, газов, твердых и сыпучих продуктов, расплавов и.т.д. Термометры особенно часто применяют на производствах, где важно знать температуру сырья для правильного протекания технологических процессов, или в качестве одного из средств контроля готовой продукции. Это предприятия химической, металлургической, строительной, сельскохозяйственной отраслей, а также сфера производства продуктов питания.

 

 

В быту, термометры могут быть использованы в различных целях. Например, существуют уличные термометры для деревянных и пластиковых окон, комнатные термометры, термометры для бань и саун. Приобрести термометры можно для воды, чая, и даже для пива и вина. Существуют термометры для аквариума, специальные термометры для почвы, и инкубаторов. В продаже имеются также термометры для морозильных камер, холодильников и погребов и подвалов.

Установить термометр, как правило, технологически не сложно. Однако, не стоит забывать, что только выполненная по всем правилам установка термометра гарантирует надёжность и долговечность его работы. Следует также учитывать, что термометр — прибор инерционный, т.е. время установления его показаний составляет около 10 — 20 минут, в зависимости от требуемой точности. Поэтому не ожидайте, что термометр изменит свои показания в тот же момент, как только он будет вынут из упаковки или установлен.

По конструктивным особенностям выделяют следующие виды термометров:

ЖИДКОСТНЫЙ ТЕРМОМЕТР

Жидкостный термометр — это, тот самый стеклянный термометр, который можно увидеть практически повсеместно. Жидкостные термометры могут быть как бытовыми, так и техническими (например, термометр ттж — термометр технический жидкостный). Жидкостный термометр работает по самой простой схеме — при изменении температуры, объем жидкости внутри термометра изменяется и при увеличении температуры – жидкость расширяется и ползет вверх, а при уменьшении — наоборот. Обычно в жидкостных термометрах применяется либо спирт, либо ртуть.

МАНОМЕТРИЧЕСКИЙ ТЕРМОМЕТР

Манометрические термометры предназначены для дистанционного измерения и регистрации температуры газов, паров и жидкостей. В некоторых случаях манометрические термометры изготавливаются со специальными устройствами, преобразующими сигнал в электрический и позволяющими производить регулирование температуры. 

В основу действия манометрических термометров положена зависимость давления рабочего вещества в замкнутом объеме от температуры. В зависимости от состояния рабочего вещества различают газовые, жидкостные и конденсационные термометры.

Конструктивно они представляют собой герметичную систему, состоящую из баллона, соединённого капилляром с манометром. Термобаллон погружается в объект измерения и при изменении температуры рабочего вещества происходит изменение давления в замкнутой системе, которое через капиллярную трубку передается на манометр. В зависимости от назначения манометрические термометры бывают самопишущими, показывающими, бесшкальными со встроенными преобразователями для дистанционной передачи измерений.

Достоинство данных термометров является возможность их применения на взрывоопасных объектах. К недостаткам относится невысокий класс точности измерения температуры (1,5, 2,5), необходимость частой периодической поверки, сложность ремонта, большие размеры термобаллона.

Термометрическим веществом для газовых манометрических термометров служит азот или гелий. Особенностью таких термометров является достаточно большой размер термобаллона и, как следствие, значительная инерционность измерений. Диапазон измерения температур составляет от -50 до +600°С, шкалы термометров равномерны.

Для жидкостных манометрических термометров термоэлектрическим веществом является ртуть, толуол, пропиловый спирт и т.д. Благодаря большой теплопроводности жидкости, такие термометры менее инерционны по сравнению с газовыми, но при сильных колебаниях температур окружающей среды погрешность приборов выше, вследствие чего при значительной длине капилляра для жидкостных манометрических термометров применяют компенсационные устройства. Диапазон измерения температур (при ртутном заполнении) составляет от -30 до +600°С, шкалы термометров равномерны. В конденсационных манометрических термометрах применяются легкокипящие жидкости пропан, этиловый эфир, ацетон и т.д. Заполнение термобаллона происходит на 70%, оставшуюся часть занимает пар термоэлектрического вещества.

Принцип работы конденсационных термометров основан на зависимости давления насыщенного пара низкокипящей жидкости от температуры, что исключает влияние изменения температуры окружающей среды на показания термометров. Термобалоны данных термометров достаточно малы, как следствие, эти термометры наименее инерционны из всех манометрических термометров. Также конденсационные манометрические термометры обладают высокой чувствительностью, связи с нелинейной зависимостью давления насыщенного пара от температуры. Диапазон измерения температур составляет от -50 до +350°С, шкалы термометров не равномерны.

ТЕРМОМЕТР СОПРОТИВЛЕНИЯ

Термометр сопротивления работает благодаря известному свойству тел изменять электрическое сопротивление при изменении температуры. Причем, в металлических термометрах сопротивление при увеличении температуры возрастает практически линейно. В полупроводниковых термометрах сопротивление наоборот, уменьшается.

Металлические термометры сопротивления изготавливаются из помещенной в электроизоляционный корпус тонкой медной или платиновой проволоки.

Принцип действия термоэлектрических термометров основывается на свойстве двух разнородных проводников создавать термоэлектродвижущую силу при нагревании места их соединения — спая. В этом случае, проводники называют термоэлектродами, а всю конструкцию — термопарой. При этом, величина термоэлектродвижущей силы термопары зависит от материала, из которого сделаны термоэлектроды, и разности температур горячего спая и холодных спаев. Поэтому, при измерении температуры горячего спая температуру холодных спаев или стабилизируют или вводят поправку на ее изменение.

ЭЛЕКТРОННЫЙ ТЕРМОМЕТР

Такие приборы позволяют измерять температуру дистанционно — на расстоянии в несколько сотен метров. При этом, в контролируемом помещении располагается только совсем небольшой термочувствительный датчик, а другом помещении – индикатор.

ЭЛЕКТРОКОНТАКТНЫЕ ТЕРМОМЕТРЫ

предназначаются для сигнализации о заданной температуре, и при её достижении — для включения или выключения соответствующего оборудования. Электроконтактные термометры применяются в системах поддержания постоянной температуры от -35 до +300°С в различных лабораторных, промышленных, энергетических и других установках.

Электроконтактные термометры изготавливаются на заказ, по техническим условиям предприятия. Такие термометры конструктивно делятся на 2 вида:

— Термометры с переменной, устанавливаемой вручную, температурой контактирования,

— Термометры с постоянной или заданной температурой контактирования. Это, так называемые термоконтакторы.

ТЕРМОМЕТРЫ ЦИФРОВЫЕ

Цифровые термометры —  это высокоточные, высокоскоростные современные приборы. Основой цифрового термометра служит аналого-цифровой преобразователь, который работает по принципу модуляции. Параметры цифрового термометра полностью зависят от установленных датчиков.

КОНДЕНСАЦИОННЫЕ ТЕРМОМЕТРЫ

Конденсационные термометры работают, используя зависимость упругости насыщенных паров низкокипящей жидкости от температуры. Эти приборы обладают более высокой чувствительностью, чем другие, обычные термометры. Однако, поскольку зависимость упругости паров для используемых жидкостей, таких как, этиловый эфир, хлористый метил, хлористый этил, ацетон, являются нелинейными, то, как следствие, шкалы термометров нанесены неравномерно.

ГАЗОВЫЙ ТЕРМОМЕТР

Газовый термометр действует по принципу зависимости между температурой и давлением термометрического вещества, лишенного возможности свободного расширения при нагревании в замкнутом пространстве.

БИМЕТАЛЛИЧЕСКИЙ ТЕРМОМЕТР

Его работа строится на различиях теплового расширения веществ, из которых изготавливаются пластины применяемых чувствительных элементов. Биметаллические термометры массово применяются на морских и речных судах, промышленности, атомных электростанциях, для измерения температуры в жидких и газообразных средах.

Биметаллический термометр составлен из двух тонких лент металла, к примеру медной и железной, при нагревании которых, их расширение происходит неодинаково. Плоские поверхности лент плотно скреплены между собой, при этом, биметаллическая система из двух лент, скручена в спираль, а один из концов такой спирали жестко закреплен. При охлаждении или нагревании спирали, ленты, изготовленные из разных металлов, сжимаются или расширяются в разной степени. Как следствие, спираль или скручивается, или раскручивается. Прикрепленный к свободному концу спирали указатель, отображает результаты измерений.

КВАРЦЕВЫЕ ТЕРМОМЕТРЫ

Кварцевые термометры работают, основываясь на температурной зависимости резонансной частоты пьезокварца. Существенным недостатком кварцевых термометров является их инерционность, которая достигает нескольких секунд, и нестабильность при работе с температурой выше 100oC.

 

---

ПОХОЖИЕ МАТЕРИАЛЫ

[/su_posts]

Термометры — виды, применение, описание

15 ноября 2011

Идея создания термометра зародилась в бунтарском мозгу Галилео Галилея. В 1597 году, как засвидетельствовали его ученики, он создал термоскоп — прообраз современного термометра. Подумать только, как же давно это было! И все же удивляет другое: как человечество обходилось без таких важных приборов раньше? Медицина, наука, промышленность и без них… Даже представить сейчас такое страшно! Насколько упрощают эти приборы нашу жизнь и все же, в современном мире измерений температур остро стоит новая проблема: как выбрать из огромного разнообразия термометров самый подходящий?

Мы много лет продаем термометры технические, специальные, промышленные, метеорологические, лабораторные. Термометры для сельского хозяйства и инкубаторов или для испытания нефтепродуктов… Самые разные и в основной массе самые лучшие — прислушайтесь к нашему мнению, мы сможем вам помочь.

Медицинские термометры: выбирайте со знанием дела!

Самый известный термометр, пожалуй, медицинский. Каждый знаком с ним с детства, а вот выбрать оптимальный в бескрайнем море современного ассортимента бывает непросто.
С одной стороны, традиционный ртутный еще долго не уйдет из нашего обихода, хотя в Европе он больше и не используется из-за высокой вероятности повреждения стекла и загрязнение окружающей среды ртутью. Почему у нас он по-прежнему популярен? Во-первых, низкая цена. Во-вторых, ему не нужен источник питания и из строя он выходит только в случае механического повреждения, то есть ему можно доверять. Дополнительными плюсами можно считать точность измерений (погрешность не более 0,1 градуса), простота дезинфекции, ведь он стеклянный, а стекло устойчиво к самым агрессивным химическим средствам.

Электронный термометр или цифровой сравнительно недавно вошел в нашу жизнь и за это короткое время стал практически незаменимым. Принцип его действия — измерение температуры тела посредством встроенного в него специального чувствительного датчика. Результат измерений отображает на дисплее в цифровом виде. У ряда моделей есть дополнительные функции: память последних измерений, звуковые сигналы окончания измерения, сменные наконечники. К несомненным плюсам этого вида термометров конечно же относится безопасность и простота чтения результатов (если прибор с подсветкой, то можно узнать результат даже в темноте). Кроме того, шкала измерений сменная: «Цельсий-Фарентейт». Привлекает также короткое время измерения. Имеются модели для детей. Они имеют яркие расцветки, различную форму (особенно удобны в виде сосок). Самое главное, детские термометры снабжены гибкими, малотравматичными, наконечниками.

Инфракрасный медицинский термометр имеет измерительный элемент, который снимает показатели инфракрасного излучения человеческого тела. Преимущество этого прибора в сравнении с электронным является еще меньшее время измерения (от 5 секунд). Имеется бесконтактный вариант прибора, позволяющий измерять температуру даже у плачущих детей или спящих пациентов. Наконечники сменные, что позволяют решить столь важные вопросы дезинфекции и гигиены.

Технические термометры

Эти приборы используется на предприятиях, как сельского хозяйства, так и химической, нефтехимической, горно-металлургической промышленностях, а также в машиностроении и в жилищно-коммунальном хозяйстве, транспорте и строительстве, словом, практически во всех жизненных сферах.

Технический термометр представляет собой стеклянную цилиндрическую по форме трубку, в которую вложена шкальная пластина либо стеклянная, молочного цвета либо картонная. Нижняя часть таких термометров бывает прямой или угловой (под углом в 90 градусов).

Прибор с прямой нижней частью обозначается в номенклатуре как ТТП (термометр технический прямой. Угловые термометры, соответственно, имеют угловую нижнюю часть и называются ТТУ (термометр технический угловой).

Прямым назначением технических термометров является измерение температуры жидкостей или газов. Их широко применяют для измерений в сосудах и в трубопроводах. Температурный диапазон может колебаться от −35 до +600 градусов по Цельсию. Термометры монтируют в трубопроводы и на резервуары, а также установки и машины химической или пищевой промышленностей и в других отраслях.

Запланировав купить технический термометр, необходимо прежде всего ознакомиться с техническими характеристиками и выбрать среди разнообразия моделей оптимально подходящий для ваших нужд.

Существует несколько видов технических термометров:
1. термометр технический жидкостный ТТЖ-М;
2. термометр биметаллический ТБ, ТБТ, ТБИ;
3. термометр сельскохозяйственный ТС-7-М1;
4. термометр максимальный СП-83 М;
5. термометр для спецкамер (низкоградусный) СП-100;
6. термометр специальный виброустойчивый СП-В;
7. термометры ртутные электроконтактные типа ТПК;
8. термометры лабораторные ТЛС;
9. термометр для нефтепродуктов ТН;
10. термометр для испытаний нефтепродуктов типов ТИН1, ТИН2, ТИН3, ТИН4.

Принцип действия всех жидкостных термометров основан на динамическом изменении объёма залитой в него жидкости. Обычно это или спирт (спиртовой), или ртуть (ртутный). Однако существуют и другие термометрические жидкости, например, петролейный эфир для низкоградусных приборов.

Жидкостные термометры широко используются при изменении температуры окружающей среды — метеорологические термометры. В отличие от бытовых термометров приборы, использующиеся на метеостанциях должны быть намного точнее, а значит, к их изготовлению предъявляются намного более жесткие требования. Кроме жидкостных в метеорологии широко применяются термометры сопротивления, биметаллические, термоэлектрические, транзисторные, радиационные и многие другие.

Вы понимаете, что в этой статье нет возможности рассказать обо всех тонкостях оптимального выбора. Но, если вы свяжетесь с нами, наши консультанты смогут вам объяснить особенности работы, плюсы и минусы каждой модели, которая нужна именно вам, именно сейчас. Да, самое главное забыли сказать, мы предлагаем только приборы высокого качества и по низкой цене!

принцип работы и отличия, нюансы при покупке

В соответствии с нормами, оптимальное значение относительной влажности в бытовом помещении должно составлять 40−60% в зависимости от времени года. Температура же воздуха должна находиться в пределе 22−24 °C. Для контролирования параметров используются термометры и гигрометры. Советы по выбору измерительных приборов помогут определиться с необходимым устройством, позволяющим своевременно вносить изменения в условия пребывания людей в помещении.

Принцип работы и виды

Для измерения температуры и влажности воздуха используются термометры и гигрометры. Существует немалое количество таких приборов. Рынок может предложить как комбинированные устройства, так и отдельные. Для замеров характеристик окружающей среды в приборах используется разный подход в измерении, во многом определяющий точность показаний и цену.

В первую очередь приборы разделяют на два вида: для бытового и специализированного применения. Вторые позволяют выполнять тонкую подстройку для снижения погрешности в измерениях. Делается это в специальном помещении, в котором показания калибруются по значениям эталонного измерительного устройства.

Кроме этого, все измерители разделяют на стационарные и переносные виды. Первые предназначены для использования в неподвижном состоянии и могут взаимодействовать с другой радиоаппаратурой, управляя ее действием, то есть работать еще как датчики. Переносные же устройства используются для измерений влажности и температуры не только внутри помещения, но и на улице.

Типы термометров

Выпускаемые промышленностью термометры, в зависимости от своего вида, могут работать автономно или нуждаются в подключении к источнику питания. Измерители второго типа отличаются от первых большей функциональностью. Например, комплектуются выносным датчиком для одновременного измерения в нескольких местах.

Поэтому все термометры по принципу действия различаются на два вида:

1. Жидкостные. В основе работы используется изменение объема жидкости при воздействии на нее температуры. Другими словами, при изменении условий окружающей среды жидкость начинает сжиматься (снижение температуры) или расширяться (повышение температуры).
2. Цифровые. Работают в основном по принципу фиксирования изменения величины сопротивления проводника, при его нагревании или остывании. Еще один способ измерения может заключаться в использовании термопары. В зависимости от степени воздействия температуры на биметалл, возникает различный потенциал на его поверхности . Каждое значение уровня напряжения соответствует определенной температуре.

В качестве жидкости используется ртуть или спирт. Ртуть более точно позволяет провести измерения, но из-за ее вредности применение ртутных устройств в быту нежелательно. Спирт же, хоть и реагирует на изменение параметров окружающей среды хуже, вполне безопасен. При этом в качестве материала для изготовления колбы, вместо стекла, применяется пластик. Такой термометр можно спокойно вешать в детской, не боясь за здоровье любознательного малыша.

Электронный термометр по своей точности немного уступает жидкостному. Но по удобству использования выигрывает в несколько раз. Текущая температура выводится на ЖК-дисплей. Поэтому при выборе цифрового устройства следует предпочтение отдавать измерителю с большим экраном и уметь регулировать яркость подсветки. При этом термометр может работать как от сети, так и автономного источника питания.

Особенности гигрометров

Гигрометр приобретается для измерения влажности воздуха. Первые приборы использовали свойство волоса изменять свой вес в зависимости от влажности среды. К конскому волосу прикреплялись грузик и стрелка. При изменении веса волоса противовес поднимался или опускался, отклоняя стрелку, указывающую число, расположенное на проградуированной шкале. Такие устройства отличаются точностью измерения, но их сложно изготавливать и настраивать, стоят они недешево и в быту не используются.

Для применения в домашних условиях потребителю предлагается выбрать:

1. Спиртовой тип — психрометр. Состоит из сухого и смоченного термометров. Влажность воздуха определяется по разности температуры. Подсчитанное значение соответствует определенной влажности, указанной в поставляемой с прибором психрометрической таблицей. Например, разница в 3 °C соответствует влажности 75%.
2. Электронный гигрометр. Работает от внешнего источника питания, но при этом все расчеты происходят автоматически и конечное значение просто выводится на экран. Измерения происходят с помощью датчика. Принцип работы такого датчика влажности основан на замере концентрации электролита, нанесенного на электроизоляционный материал.

Конечно же, второй тип более удобен, при этом погрешность измерения в случае использования выносного датчика в нем даже выше, чем у психрометра. В последнее время появились устройства, определяющие «точку росы». Но такие приборы сложны в использовании и требуют определенного навыка в использовании.

Нюансы выбора

Главный параметр устройств измерения — точность. Чем она выше, тем дороже стоит и измеритель. Выбирая устройство для дома, нет смысла переплачивать за избыточную точность. Так, по мнению специалистов, считается, что для быта вполне хватит измерителя с погрешностью от одного до пяти процентов. Это значение обязательно должно указываться в паспорте на устройство и подтверждаться печатью соответствия ОТК. Не рекомендуется приобретать изделия без такого документа, так как они могут выдавать самые разные данные, чаще несоответствующие действительности.

Вторым важным параметром является предел измерений. Устройства, измеряющие температуру от -50 и до +50 °C и влажность от 30 и до 100%, вполне смогут удовлетворить требования большинства пользователей.

Хотя точность электронных устройств и ниже, для того чтобы иметь представление о показателях окружающей среды, ее хватит с лихвой. Удобство же использования во много раз превышает аналоговые измерители. При этом в одном корпусе могут располагаться гигрометр, термометр, часы и даже предсказатель прогноза погоды, то есть фактически — домашняя метеостанция.

II. Термометрия, виды и устройство термометров

Своевременное и правильное лечение невозможно без контроля температуры тела. Температура тела – один из важнейших показателей состояния организма. Регулярный контроль показаний температуры позволяет оперативно отреагировать на внезапное изменение самочувствия и своевременно применить необходимую терапию. Жар, самая распространенная форма изменения температуры тела, — это реакция организма на возбудителей заболеваний: терморегуляция меняется таким образом, чтобы улучшить эффективность работы защитных механизмов организма.

Термометрия (греч. «thermē» — теплота, и «metreō» — измерять) — совокупность методов и способов измерения температуры, в том числе, температуры тела человека

Первое устройство для измерения температуры было создано итальянским учёным Галилео Галилеем (1564-1642) Его прибор использовал физическое явление изменения объёма газа при нагревании и охлаждении. Недостатком первого термометра было отсутствие точной шкалы, которая позволяла бы выражать значения в численной форме.

Слово «градусник» происходит от латинского слова «gradus» — шаг, ступень, степень.

Различают градусы Фаренгейта (°F), Реомюра (°R), Цельсия (°С), температурную шкалу Кельвина (К).

Температурная шкала Фаренгейта

Немецкий физик Габриель Фаренгейт (1686-1736), разработавший спиртовой термометр (1709) и ртутный термометр (1714), предложил первую температурную шкалу, названную его именем. В качестве нижней опорной точки (0°F) он использовал температуру замерзания солевого раствора, самую низкую воспроизводимую температуру в то время, а в качестве верхней точки использовалась температура тела человека (96°F). Сам изобретатель определял вторую эталонную точку как «температуру под мышкой здорового англичанина» (поскольку Фаренгейт трудился в Великобритании). С тех пор в странах английской культуры измерение температуры тела осуществляется при помощи градусников с температурной шкалой Фаренгейта.

Температурная шкала Реомюра

В 1730 году французский естествоиспытатель Рене Реомюр (1683-1757), предложил свою температурную шкалу. В 1737г. его признали иностранным почётным членом Петербургской Академии Наук и в России для измерения температуры тела стали использовать градусники со шкалой Реомюра. Согласно этой температурной шкале, один градус равнялся 1/80 разности температур кипения воды и таяния льда при атмосферном давлении. Спустя несколько десятков лет эта температурная шкала практически вышла из употребления.

Температурная шкала Цельсия

Всем нам знакомая десятичная температурная шкала была предложена в 1742 г. шведским физиком Андерс Цельсием (1701-1744)). Опорные точки соответствовали температурной шкале Реомюра, но 1 градус равнялся 1/100 разности температур кипения воды и таяния льда.

Температурная шкала Кельвина

И, наконец, в начале 19-го века английский учёный Уильям Томсон, получивший в 1866 году за научные заслуги титул барона Кельвина (1824-1907), предложил температурную шкалу, которая стала впоследствии основой для международного стандарта современной термометрии. Одновременно Кельвин обосновал понятие абсолютного нуля температуры, при котором прекращается любое тепловое движение. Именно от этого абсолютного нуля и отсчитываются температуры по шкале Кельвина.

Перевести температуру из одной температурной шкалы в другую можно, если знать, что 0°С соответствует 32°F и 273,15 К, а 100°С равнозначны 212°F и 373,15 К. Например, 36,6°C = 97,9°F; 37,0°C = 98,6°F; 38,0°C = 100,0°F.

В медицинской практике в нашей стране и большинстве других стран для термометрии используется шкала температур Цельсия, однако в США и Великобритании продолжают пользоваться шкалой Фаренгейта.

Все методы измерения температуры делят на контактные, основанные на передаче тепла прибору, измеряющему температуру путем непосредственного контакта, и бесконтактные, когда передача тепла прибору осуществляется путем излучения через промежуточную среду, обычно через воздух. Соответственно приборы для измерения температуры (термометры) подразделяются на контактные и бесконтактные. Главное место в медицинской практике занимает контактная термометрия, основным достоинством которой является надежность передачи тепла от объекта термочувствительному звену термометра.

Для измерения температуры тела существует несколько моделей термометров. Наибольшее распространение получили следующие виды термометров:

1. ртутные

2. электронные

3. жидкокристаллические

Для измерения температуры тела используют, главным образом, медицинский ртутный (максимальный) термометр относящийся к жидкостным термометрам, принцип действия которых основан на тепловом расширении жидкостей. Ртутный термометр представляет собой прозрачный стеклянный резервуар с впаянной шкалой и капилляром, имеющим на конце расширение, заполненное ртутью. Температурный коэффициент расширения ртути приблизительно в 500 раз больше температурного коэффициента расширения стекла, что обеспечивает заметное перемещение ртутного столба в капилляре при относительной неизменности размеров последнего. Диапазон измерения температуры составляет 34—42°, цена деления 0,1°. Термометр называют максимальным в связи с тем, что после измерения температуры тела он продолжает показывать ту температуру, которая была обнаружена у человека при измерении (максимальную), так как ртуть не может самостоятельно опуститься в резервуар термометра без его дополнительного встряхивания. Это обусловлено особым устройством капилляра медицинского термометра, имеющего сужение, препятствующее обратному движению ртути в резервуар после измерения температуры тела. Чтобы ртуть вернулась в резервуар, термометр необходимо встряхнуть.

Ртутный термометр остаётся наиболее распространённым прибором для измерения температуры тела. Но все больше стран вводят запрет на использование ртутных термометров в виду их высокой опасности.

Электронные цифровые термометры – альтернативное решение для измерения температуры тела, как в домашних условиях, так и в условиях ЛПУ. Для измерения температуры у самых маленьких детей разработан электронный термометр-соска. Покрытие соски абсолютно безопасное для здоровья малыша. Если ребенок плачет или дышит через рот, то показания электронного термометра будут занижены из-за притока воздуха в ротовую полость.

Классификация термометров

Термометр — прибор для измерения температуры воздуха, почвы, воды и т.д.

Принцип работы

Действие термометра основано на зависимости различных аддитивных физических величин от температуры. При измерении термометр приводится в тепловое равновесие с объектом, температура которого определяется. В каждом типе термометра непосредственно измеряется определенная физическая величина, связанная с температурой известной зависимостью. которая называется температурной шкалой. Бесконтактные высокотемпературные термометры, основанные на измерении параметров оптимального излучения, называются пирометрами.

Типология термометров

По принципу действия все приборы для измерения температуры можно разделить на следующие типы:

• манометрические — изменение температуры фиксируется изменением давления;
• жидкостные — основаны на принципе изменения объёма жидкости, которая залита в термометр (обычно это спирт или ртуть), при изменении температуры окружающей среды;
• газовые — используют зависимость давления газа от температуры;
• биметаллические (механические) — в качестве датчика обычно используется металлическая спираль или лента из биметалла;
• электронные — принцип работы основан на изменении сопротивления проводника при изменении температуры окружающей среды;
• оптические (пирометры) — позволяют регистрировать температуру благодаря изменению уровня светимости, спектра и иных параметров при изменении температуры;
• инфракрасные — позволяет измерять температуру без непосредственного контакта с измеряемой средой.

По назначению разделяют следующие виды термометров:

• технические предназначены для общего назначения, используются в различных промышленных областях;
• коррозионностойкие — для эксплуатации в особо жестких условиях, имеют высокий класс пылевлагозащиты;
• игольчатые применяются для измерения густых, сыпучих и вязких сред;
• трубные используются для измерения температуры на поверхности труб;
• судовые применяется в системах и аппаратах судов;
• сельскохозяйственные используются в складских помещениях и инкубаторах;
• самопишущие предназначены для измерения температуры и записи ее во времени на дисковой диаграмме, для использования в системах автоматического управления температурой;
• сигнализирующие — для оповещения о достигнутых значениях температуры;
• метеорологические предназначенных для метеорологических станций;
• вибростойкие применяются в условиях высоких вибраций;
• электроконтактные — для управления внешними электрическими цепями от сигнализирующих устройств приборов;
• лабораторные применяются для высокоточных измерений в лабараторных условиях;
• для нефтепродуктов применяются в нефтяной промышленности для контроля температуры и анализа качества нефтепродуктов.

Применение термометров

Термометры используются на предприятиях в сельском хозяйстве, нефтехимической, химической, горно-металлургической промышленностях, в машиностроении, жилищно- коммунальном хозяйстве, транспорте, строительстве, медицине, словом во всех жизненных сферах.