Для измерения температуры воздуха используется термометр

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.

Обновлено: 25.09.2020 10:54:30

Нажмите, чтобы поставить оценку

Какие бывают термометры?

Наверное, нет такого дома, в котором не было бы термометров. Они представлены множеством вариантов: ртутные, позволяющие измерить температуру человеческого тела, уличные, кухонные, водные и промышленные. Не менее обширны варианты термометров по составу и рабочей конструкции.

Остановимся подробнее на особенностях термометров и рассмотрим самые распространенные их разновидности.

Общее устройство

Термин «термометр» пришел к нам из греческого языка (terme – тепло и metreo – измерять), он означает «прибор, измеряющий температуру», например: воздуха на улице и в помещении, степень нагрева воды, земли, а также человеческого тела и многих других сред.

Термометры широко используются в медицине, физике, биологии, метеорологии, а также в гидрологии и прочих отраслях народного хозяйства.

Считается, что самый первый градусник был изобретен Галилео Галилеем, хотя его прибор не был похож на привычные нам современные модели. Тогда он назывался термостатом и выглядел как небольшой стеклянный шарик с прикрепленной к нему трубочкой из стекла. Шарик подогревали, а трубку опускали в емкость с водой. По мере охлаждения воздуха в шаре подача давления сокращалась, и жидкость поднималась по трубке наверх. В процессе потепления воздуха внутри шара давление, наоборот, повышалось, и уровень воды в трубочке снижался.

Благодаря такому устройству можно было составить представление об уровне нагревания тел, шкалы он не имел, соответственно, никаких цифровых значений не отражал.

Более современный вид градусника представил Фаренгейт, известный физик из Голландии. Он припаял трубку и перевернул ее шаром вниз. А в середине XVII в. на термометре проявилась шкала. Ее придумал астроном Цельсий, взяв за реперные точки температуру кипения воды и таяния льда.

В наши дни в продаже можно встретить самые разные термометры: технические, аксиальные, осевые, погружные, капиллярный, а кроме того, аналоговые, дилатометрические и радиальные. Каждый отличается своим механизмом действия и своей сферой применения. Остановимся подробнее на некоторых из них.

Классификация по принципу действия

Процесс замера температуры окружающей среды базируется на физических процессах, исходя из этого положения выделяют 5 категорий термометров.

Контактные

Подобные устройства в науке больше известны как термометры расширения. Принцип их действия базируется на мониторинге изменения объема вещества под воздействием меняющейся температуры. Как правило, измеряемый диапазон варьируется в пределах от -190 до +500 гр. Цельсия.

К данной группе можно отнести как механические, так и жидкостные приспособления. Причем последние представляют собой градусники, наполненные спиртом, ртутью, керосином либо толуолом (в стеклянной колбе). Они довольно крепкие.

Термометры противоположного типа работают со средами самых различных видов. Особое распространение они получили в инженерии.

Бесконтактные

Такие приборы работают от инфракрасных датчиков, считывающих параметры излучения. Делятся на две категории: яркостные и радиационные. Первые выполняют замеры на заданной длине волны, их температурный разбег начинается от +100 и доходит до +6000 гр. Вторые фиксируют тепловое воздействие лучеиспускания в пределах от -50 до +2000 гр. Актуальны для определения степени нагрева металла в машиностроении.

Термометры сопротивления

В эту группу входят устройства, приспособленные вычислять электрическое сопротивление рабочих веществ, которое, в зависимости от температурных параметров, может варьироваться. Рабочий диапазон таких градусников изменяется в пределах от -200 до +650 гр.

Эти термометры включают несколько чувствительных датчиков и сверхточных электронных модулей, они отслеживают изменение параметров проводимости электрического потенциала и сопротивления. Чаще всего они работают не обособленно, а как часть большой системы мониторинга, когда имеется необходимость в постоянном отслеживании данных, чтобы предотвратить их превышение над критическими отметками.

Манометрические

Эти термометры фиксируют связь между давлением газа и уровнем температурных показателей. Принцип работы прост: в определяемую среду помещают термобаллон, прикрепленный при помощи металлической трубки с небольшим манометром. В процессе нагрева термобаллона в нем постоянно возрастает давление, и это учитывается манометром. Подобный прибор позволяет проводить вычисления в границах от -160 до +600 гр.

Электронные термопары

В процессе измерения такие градусники генерируют электрический ток, что дает возможность выполнить необходимые замеры температуры благодаря изменению термоэлектродвижущей силы. Рабочий диапазон в данном случае варьируется в пределах от 0 до +1800 градусов.

Типы по материалам

Несмотря на то что с момента появления первых термометров прошло свыше 400 лет, тем не менее эти приборы и по сей день продолжают совершенствоваться. Промышленность постоянно предлагает все новые устройства, основанные на принципах действия, не используемых ранее.

Такие термометры имеют самую давнюю историю. Принцип их действия базируется на особенностях расширения жидкости при любых измерениях температурных параметров. В процессе нагревания жидкость, в соответствии с законами физики, расширяется, а при охлаждении, наоборот, сжимается.

Устройство представляет собой колбу из стекла, наполненную действующим веществом, ее прикладывают к расположенной внутри шкале в форме линейки. Температура определяемой среды вычисляется по приведенной шкале — высота столбика жидкости отражает соответствующий параметр.

Наиболее распространены ртутный, спиртовой и керосиновый.

Подобные приборы относятся к высокоточным, погрешность их замеров не превышает 0,1 гр.

В зависимости от наполнения этот градусник может высчитывать температуру в границах от 0 до +700 гр., однако при падении он может расколоться.

Эти термометры функционируют по тому же механизму, что и жидкостные, но они наполнены инертным газом. За счет этого можно существенно увеличить рабочий диапазон измеряемых параметров. Как правило, наибольшее значение на таких устройствах находится в границах от +270 до +1000 гр. Чаще всего газовые термометры используются для определения степени нагрева горючих веществ.

Подобные градусники работают от деформации спирали из металла. Их оборудуют стрелкой, потому визуально напоминают обычные стрелочные часы. Чаще всего устанавливаются на панельных приборах автомашин и спецтехники. Основное их преимущество — прочность. Им нестрашны удары и встряски, чего не скажешь о стеклянных моделях.

Подобные приборы функционируют, основываясь на мониторинге изменения параметров сопротивления проводника в разных средах. Сопротивляемость в момент передачи тока будет тем выше, чем горячее будет металл.

Границы чувствительности таких приборов разнятся. Все зависят от вида металла-проводника. Так, для меди они соответствуют -50-+180 гр. изделия на платине вычисляют значения в диапазоне от -200 до +850 гр. — именно их обычно используют в научных лабораториях.

Термоэлектрические

Такой градусник имеет пару проводников, способных измерять температурные показатели по физико-механическому принципу. Они имеют довольно широкий функциональный диапазон: от -100 гр. до +2000, при этом погрешность замеров никогда не превышает 0,1 гр. В основном нашел свое применение в промышленности, когда нужно определить температуры выше 1000 гр.

Инфракрасные

Наиболее известное название агрегата – пирометр, и он стал одним из новых изобретений. Максимальная граница может быть в температурном промежутке от +100 до +3000 гр. Такие градусники позволяют производить замеры без взаимодействия с измеряемой средой — устройство самостоятельно посылает ИК-лучи на нужную поверхность, и вскоре на мониторе отображается температура. Однако точность таких измерений никак нельзя назвать высокой — полученные показатели отличаются от реальных на 2–3 гр. Такие приборы актуальны при выполнении работ с металлом в корпусе мотора, горне и других труднодоступных местах.

Волоконно-оптические

Как и следует из названия, эти термометры выполняются из оптоволокна. Это особо чувствительные датчики, измеряющие температуру в границах до +400 гр. Принцип действия базируется на использовании натянутого оптического волокна, которое под действием изменяющейся температуры может либо сжиматься, либо растягиваться. Проводимый через него поток света преломляется, это фиксируется датчиком, который и сопоставляет степень преломления с параметрами нагрева внешней среды.

Различия по виду шкал

После официального представления международной системы единиц была рекомендована к использованию шкала Кельвина, она никак не зависит от физических свойств рабочего вещества. В данном случае единицей измерения нагрева стал кельвин — одна из базовых единиц в СИ.

С ней тесно связана международная практическая шкала. В ней предусмотрено 11 реперных точек, которые отражают температуру фазовых нагревов некоторых чистых веществ, причем эти значения в наши дни постоянно корректируются. Единицей измерения в такой школе также является 1К.

Цельсия

Самой распространенной 100-градусная шкала, она была предложена еще в 1742 г. В данном случае за 0 принята температура таяния замороженной воды, а за 100 гр. — температура ее кипения. Каждое деление такой шкалы составляет 1/10 от разницы указанных величин.

Фаренгейта

Эта шкала принята и скорректирована в 1740 году. Она предусматривает три критические реперные точки: за 0 гр. принимается температура смеси льда, нашатыря и обычной воды, за 96 градусов — параметры тела здорового человека, в качестве реперной отметки указывается точка таяния льда — она установлена на отметке 32 градуса.

Подобная шкала измерения используется в англоязычных государствах, но в научной литературе почти не встречается.

Для перевода температуры по Цельсию в температуру по Фаренгейту можно воспользоваться формулой F = (9/5) C + 32, а чтобы перевести Фаренгейт в Цельсии, используют другое равенство – C = (5/9) (F32).

Реомюра

Очень долго в Европе пользовалась популярностью шкала Реомюра, она была введена в 1730 г. 1 градус Реомюра равняется 1/80 части промежутка между температурами таяния льда и кипения воды.

В зависимости от назначения термометры можно условно разделить на 4 категории:

• медицинские;
• воздушные;
• бытовые;
• промышленные.

Первостепенно названные модели в быту называют градусниками, и они характеризуются довольно низким рабочим диапазоном, поскольку температура любого живого человеческого тела не опускается ниже 29 гр. и не поднимается выше 42–43 гр.

В зависимости от конструкционных характеристик они могут иметь разнообразные формы и эксплуатационные особенности.

В продаже встречаются бюджетные модели электронных градусников — они высчитывают показания также долго, как стеклянные, а звукового сигнала не издают.

Бытовые для воздуха

Для измерения температурного фона в доме либо на улице нужны бытовые термометры. Чаще всего их выполняют в стеклянном варианте и наполняют ртутью либо обычным спиртом. Диапазон замеров колеблется в промежутке от -50 до +50 гр., в домашних моделях нижняя граница установлена на нулевой отметке. Подобные приборы нередко выпускаются в стильном оформлении и используются как украшение интерьера либо даже наклейка на холодильник.

Кухонные

Такие изделия незаменимы при приготовлении различных кулинарных блюд, они нужны для определения температуры одного или нескольких компонентов. Могут быть электронными, жидкостными, а также механическими. Нужны в ситуациях, когда нагрев, в соответствии с рецептурой, надо строго контролировать, допустим при изготовлении карамели.

Промышленные

Подобные модели применяются в самых разных отраслях и сферах. Это объемные приспособления, устанавливаются в трубопроводах водного и газового снабжения. Бывают механическими, инфракрасными либо электрическими. Представлены в большом многообразии размеров, конфигураций и рабочих диапазонов.

Какие приборы самые точные?

Если говорить о термометрах, измеряющих температуру человеческого тела, то, как показывает практика, самыми точными являются ртутные модели. Чуть отстают от них электронные градусники — эти образцы дают значения, сильно приближенные к реальным.

А вот инфракрасные тесты провалили – их погрешность бывает довольно существенной.

Для проведения замеров температуры воздуха и в качестве кухонных моделей с самой лучшей стороны себя показали электронные модели, в которых присутствует платина. Такие издания имеют стильный вид, понятный интерфейс и низкую погрешность. Однако и у них есть недостатки — при неправильном креплении такого градусника точность показания может быть искажена.

Так, при измерении показания на улице не стоит размещать градусник в месте, куда попадают прямые солнечные лучи. Кроме того, важно защищать их от дождя, снега и других погодных условий. Зимой на изделиях не должно образовываться наледи, градусник не должен попадать в снег.

Избегайте соприкосновения градусника с металлом.

Для измерения температуры в помещении лучше подобрать место подальше от оконной рамы и входной двери, если речь идет о частных домах, где выход производится непосредственно на улицу.

О том, какие бывают термометры, смотрите в видео.

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

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

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.

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.

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.

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

• 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.

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.

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 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 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

Измерение температуры необходимо в повседневной жизни очень часто. Однако мало кто может сказать, что знает все о термометрах. Но только разбираясь в этих тонкостях, можно выбрать измерительное устройство и правильно использовать его.

Что это такое и для чего нужны?

Уже по самому названию понятно, что назначение термометра – измерение температуры. Такие устройства могут применяться в самых различных сферах и областях. И те «градусники», которые висят за окном либо находятся в домашней аптечке – это лишь небольшая часть от всего их многообразия. Для определения фактической температуры могут использоваться самые разные физические принципы. При этом требования к погрешности измерений четко установлены в ГОСТ.

Измерение погоды, а также характеристика микроклимата комнаты или служебного, рабочего помещения – чаще всего это считают сферой применения таких приборов. Но термометры нужны еще и для измерения температуры воды.

Устройства такого рода с разной степенью точности используют в ванных комнатах и в газовых котлах, на электростанциях и в лабораториях, в метеорологических и гидрологических исследованиях, в аквариумистике.

Термометры также используют и на кухнях. Там приходится измерять не только температуру жидкости, но и температуру продуктов (чаще всего мяса, рыбы, выпечки). Тут нельзя не упомянуть особые винные градусники и термометры в газовых/электрических плитах, в холодильниках. Выглядит такая измерительная аппаратура несколько иначе, чем уличные термометры.

Необычно смотрятся также многие медицинские термометры для детей. Причина нестандартного вида состоит в том, что необходимо отвлечь внимание детей, избавить их от тягостных мыслей о сугубо медицинской процедуре.

В разных странах термометры могут иметь различные единицы измерения, но за редким исключением сейчас используют шкалу Цельсия либо Фаренгейта. Эти устройства могут применяться в нефтяной и металлургической, пищевой и металлообрабатывающей, радиотехнической отраслях. Термометры нужны и в сельском хозяйстве, чтобы определять готовность почвы к севу. Также эти измерительные приборы нужны:

• в авиации и автомобильном транспорте;
• на железной дороге и в речном, морском флоте;
• в рефрижераторах;
• в исследованиях по биологии и аналитической химии;
• в ветеринарии;
• в химической промышленности.

История

Часть специалистов полагает, что термометр изобрел Галилей. Сохранившиеся его труды не содержат описания подобного устройства. Однако в сочинениях ближайших последователей Галилея такая информация есть. Что любопытно, при создании термоскопа знаменитый ученый отталкивался от аналогичного по устройству прибора, созданного еще в Древней Греции, но для совершенно других целей. Термоскопы только показывают, что степень нагрева изменяется; из-за отсутствия шкалы они непригодны для практических измерений.

В 1657 году во Флоренции появляется более продуманное устройство. Его конструкция позволяла давать количественную оценку температуре. Но все равно это был еще очень примитивный термометр.

За «постоянные» точки отсчета принимали нагрев в самый жаркий и самый холодный (субъективно) дни в году. Позже появились конструкции Фрэнсиса Бэкона, Роберта Фладда, Корнелиуса Дреббеля и некоторых других изобретателей.

Все ранние термометры содержали воздушную трубку, окруженную водяным столбиком. Потому избежать воздействия атмосферного давления было невозможно. Жидкостный термометр, по некоторым данным, появился в 1667 году. Такие устройства изготавливались строго вручную, позволяли измерять только температуру воздуха. Шкала в каждом случае разрабатывалась индивидуально, и результаты замеров оказывались потому несопоставимы.

Фаренгейт, в честь которого недаром названа одна из популярных шкал термометрии, создал термометр современного вида в 1723 году. Именно он понял, что спирт недостаточно совершенен как измерительный реагент при том уровне техники, и перешел к использованию ртути. За нулевую отметку англичанин взял температуру плавления смеси снега с нашатырным спиртом или пищевой солью. Точку плавления воды он взял за 32 градуса, а температуру тела здорового человека принял за 96 градусов.

Составив такую шкалу, Фаренгейт вскоре обнаружил, что температура кипения воды всегда равна 212 градусов (если атмосферное давление не меняется).

Созданные Фаренгейтом термометры делались очень тщательно, о чем свидетельствуют все сохранившиеся экземпляры. Позднее Андерс Цельсий обнаружил, что температура плавления льда не меняется при изменении давления. А вот зависимость температуры кипения воды от давления была прослежена им с большой точностью. В 1736 году Реомюр ввел шкалу из 80 градусов, которая долго использовалась во Франции. Существовали и другие, сейчас уже вышедшие из употребления или применяемые очень ограниченно, температурные шкалы.

В научной сфере активно применяют термометры со шкалой Кельвина. Пересчет градусов Цельсия в градусы Кельвина очень прост: надо только прибавить 273,15.

Но термометрия развивалась и в техническом плане. В 1867 году появилось устройство длиной 0,15 м. А в 1881-м начался серийный выпуск карманных термометров.

Устройство и принцип работы

Классическое термометрическое устройство основано на зависимости размеров тел от окружающей температуры. Рабочее тело может быть самым разным – это и жидкости, и твердые тела. Явление выражается сильнее всего в жидкостях, и именно поэтому их используют чаще всего. Типичный жидкостный термометр имеет особо тонкую стеклянную колбу. Она приложена в вертикальной шкале, напоминающей линейку.

Температура внешней среды точно соответствует делению, до которого доходит жидкость в колбе. Такая схема работает очень точно, и уровень погрешности обычно не превышает 0,1 градуса. Максимальный предел измерений жидкостного термометра может достигать 600 градусов.

Проблем две: такие устройства все же не могут замерять очень высокие температуры, и могут быть разбиты при падении или сильном ударе. По похожему принципу действуют газовые термометры.

Разница в том, что емкость колбы наполнена инертным газом. Максимальная температура может достигать 271-1000 градусов по Цельсию. Потому такие устройства подойдут для работы с очень горячими телами. Иное строение имеют механические аппараты, принцип действия которых состоит в точно измеряемой деформации спирали из металла. Такие системы обычно показывают температуру с помощью стрелок.

Встретить подобную технику можно в различных видах транспорта и в спецтехнике. Механический термометр прочен и не подвержен воздействию тряски (вибрации), даже довольно сильных ударов. В других случаях применяют эффект зависимости проводимости от температуры проводника. Чувствительность и диапазон измерений определяются видом используемого металла. Так, медные устройства имеют диапазон от -50 до +180 градусов; платина позволяет измерять температуры от -200 до +750 градусов.

Иногда можно встретить еще и:

Обзор видов

Домашний медицинский термометр обычно содержит ртуть. А вот метеорологическая практика чаще всего требует использования спирта. Дело в том, что ртуть замерзает при -38 градусах. Механические термометры обычно используют биметаллическую ленту, хотя бывает и устройство на базе металлической спирали. Но в бытовой сфере такая техника вовсе не применяется, потому что из-за высокой точности она в основном нужна в автоматизированных технических системах.

Термометры для системы отопления, то есть для котла и отопительного контура, позволяют избежать перегрева или чрезмерного охлаждения. В этом сегменте используют:

• биметаллические устройства с погружной гильзой;
• биметаллические термометры с накладной пружиной;
• жидкостные устройства (быстро реагирующие на изменение температуры, но не слишком удобные и стоящие весьма дорого).

Термометры для измерения температуры воздуха в быту, как и профессиональные, обычно используют ртутную шкалу. Это наиболее дешевый и практичный вариант. И наружный термометр, который можно увидеть на стене или окне любого дома, чаще всего будет именно жидкостного типа. Говоря про бытовые термометры, нужно указать, что отдельные модели могут быть рассчитаны на деревянные окна, а другие – на эксплуатацию на окнах ПВХ. Также надо помнить, что «градусники» могут быть отдельно рассчитаны на измерение температуры:

Водяной термометр может использоваться:

• в ванных комнатах;
• в дачном хозяйстве;

Газовый измеритель температуры способен замерять значения, близкие к абсолютному нулю. Потому его активно используют в физике и криогенной технике. Проблема только в одном: подобные устройства очень сложны, и в рядовой лаборатории их использовать тяжело. Электрические термометры работают, как уже говорилось, на основе линейной зависимости сопротивления проводников от температуры. Измерения на основе полупроводниковых элементов могли бы быть еще точнее, однако тогда возникает сложность с градуировкой шкалой.

Оптические термометры (они же пирометры) определяют температуру по интенсивности свечения по его спектру. Иногда используются и другие параметры. Оптические системы работают без прямого контакта с определенным телом. Они сумеют замерить температуры от 100 до 3000 градусов, при этом отклонение составит не более 2-5 градусов. Волоконно-оптический и термоэлектрический типы термометров дают наиболее правильные показания без существенных ошибок.

Но разница между термометрами не сводится к перечисленным градациям. Есть еще несколько разновидностей такой техники. Контактный термометр – это цифровой прибор, который точнее пирометра. Дело в том, что на результат измерений не влияют излучательные характеристики поверхности.

Полезно такое устройство еще и для измерения температур в труднодоступных, непригодных для прямого визуального замера местах.

Накладной термоизмерительный прибор активно используется при контроле состояния малых трубопроводов. Такие устройства нужны:

• в канализационном хозяйстве;
• в системе вентиляции;
• в кондиционирующих установках;
• в санитарных приборах.

Накладная техника отличается:

• отсутствием необходимости врезать термометр в трубу;
• легкой перестановкой (если первоначальная установка была ошибочна или требуется что-то изменить);
• минимальными затратами при монтаже;
• отсутствием необходимости контролировать утечку масла;
• зависимостью точности замера от правильности установки;
• нарушением нормальной работы при сдвиге термометра;
• недостаточной популярностью и непривычностью таких устройств.

Термометр с часами (иногда именуется термометром-часами) хорош уже тем, что заменяет два разных устройства. Такая техника облегчает отслеживание временной последовательности при измерениях. Иногда встречаются и вовсе неординарные устройства:

• в виде пистолета;
• в виде пчелы;
• в виде различных зданий;
• в других необычных исполнениях.

Лучшие модели

Фирма «Росма» может предложить термометр БТ-211. Это осевое устройство на базе биметаллических элементов. Аппарат подходит для работы с жидкостями, газами и парами. Для работы в агрессивной среде применяется дополнительно защитная гильза из нержавеющих марок стали. Измеряемая температура от -10 до +60 градусов.

• уровень стойкости IP43;
• корпус из нержавеющей стали;
• алюминиевый черный циферблат;
• интервал между поверками 36 месяцев;
• климатическая группа С2 соответственно ГОСТ Р 52931.

Среди моделей с электроконтактной приставкой и универсальным присоединением выделяется «Росма БТ-54.220». Это стойкое к коррозии устройство. Конструкция использует резьбу на штоке. Аппарат отлично работает в агрессивной окружающей среде.

Устройство может быть дополнено гильзой на основе нержавеющей стали. Применяют его в:

• рабочие температуры от -60 до 60 градусов;
• погружная часть длиной от 0,064 до 0,3 м;
• двухконтактная электрическая схема;
• предельный ток 1 ампер;
• корпус из нержавеющей стали;
• байонетное кольцо из нержавеющей стали.

Для многих людей может подойти модель RST DT851. Шведский производитель рассчитал эту конструкцию на измерение высокой температуры. Диапазон измерения от -50 до 300 градусов. Отклонение измерения составляет не более 0,1 градуса. Длина термического щупа – 0,125 м; для питания используется 2 батарейки напряжением 1,5 В.

Оконные термометры от RST имеют прозрачный дисплей. Они могут быть поставлены на стекло или на раму с помощью двустороннего скотча со всепогодной устойчивостью. При изготовлении экранов постарались уменьшить отсвечивание до предела. Изображаемые цифры крупные и хорошо видны. Электронная техника RST способна показать максимальную и минимальную температуру за сутки, спрогнозировать появление гололеда.

Модель 01077 в длину достигает 0,07 м, а в ширину – 0,098 м. Диапазон замера составляет от -30 до +70 градусов. Для питания используется единственная батарейка стандарта АА.

Встречаются экземпляры как с белым, так и с прозрачным корпусом. Для крепления используется двусторонний скотч; замена батареек не требует снимать устройство с окна.

Wika – тоже неплохая фирма. Она может предложить, к примеру, биметаллическую модель А48. Этот термометр отлично применяется в кондиционерах, холодильниках и вентиляционных средствах. Класс точности – 2. Диапазон замеров от -30 до +120 градусов.

Testo может предложить одноканальный термометр модели «925». Устройство внесено в государственный федеральный реестр средств измерения. Система рассчитана на эксплуатацию в отопительных и вентиляционных контурах. Для работы нужны быстродействующие, абсолютно надежные зондирующие термопары. Есть возможность использования защитного чехла, позволяющего измерять температуру в загрязненных местах.

Все сведения, установленные прибором, не только выводятся на экран – их можно и распечатать. Предусмотрено задание критических значений температуры (верхнего и нижнего); при выходе показателей за эти рамки звучит сигнал тревоги. Зонд придется приобрести дополнительно. При помощи кнопки Hold измерения останавливаются, фиксируется текущий показатель. Крупный экран снабжен системой подсветки.

Для пищевой отрасли подойдет Testo 106. Это термометр для фиксации внутренней температуры продуктов. Наконечник весьма тонок и прочен. Аппарат подойдет для столовых, ресторанов, супермаркетов. Пригодится он и в домашнем хозяйстве.

• возможность задания верхнего и нижнего значений;
• возможность работы в жидких, вязких и полужидких веществах;
• распознавание последнего значения в автоматическом режиме;
• оставление только слегка заметных проколов.

Как пользоваться?

Основные правила пользования термометром всегда пишутся в инструкциях и других сопроводительных документах. Даже небольшие различия в работе цифровых устройств могут стать источником серьезных проблем. Необходимо сразу уточнить, что обозначает звуковой сигнал. В одних случаях это признак окончания замера, в других термометр будет «пищать», если он еще продолжается. Оральный метод замера температуры может практиковаться детьми не младше 3 месяцев.

Начинать измерение можно только с термометром, показывающим ноль. Для медицинских ртутных термометров вместо ноля используется значение 36,6 градуса. Медицинский цифровой градусник можно использовать только с одноразовым колпачком. Если сбросить показания невозможно, устройство нужно заменить.

Определить погрешность можно только с учетом не только технических особенностей прибора, но и свойств окружающей среды.

Отдельного разговора заслуживает даже простой уличный термометр. Его надо крепить максимально надежно. Очень важно выбрать подходящее место, где на него не будет воздействовать солнечный свет. Надо также обеспечить защиту от ветра, осадков, от намерзания льда и снега. Недопустимы соприкосновения с металлическими деталями; для электронной аппаратуры критично расстояние от рамы.

Мыть можно только влагостойкие термометры. Только они подойдут и для полного погружения. Нецелесообразно измерять кулинарным термометром температуру очень часто, это лишит продукт свежести. Щуп нельзя вводить около костей или хрящей – тогда результат будет ложный. После мытья щупы требуется вытирать насухо.

Правила хранения

Ртутные термометры следует хранить в прочном небьющемся чехле. Класть их надо туда, куда не смогут добраться дети и домашние животные. Идеально, если они и не смогут увидеть градусник случайно. Электронные термометры следует держать в защитных футлярах. Кладут их в сухое холодное место, но не в холодильник.

Место требуется выбирать такое, где нет вибрации и ударов. Противопоказано действие солнечных лучей и источников высокой температуры. Дешевые цифровые термометры надо оберегать от контактов с жидкостями. Опасен для них бывает и чрезмерно влажный воздух. Порядок хранения инфракрасного термометра прописывается в каждой инструкции индивидуально.

Видеообзор термометров представлен далее.

Описание, виды, правила эксплуатации

Комнатный термометр (электронный, жидкостный, деревянный и бытовой на картонной основе) является необходимым прибором для контроля показателей среды. Модели для измерения температуры воздуха в помещении сегодня могут совмещать свои функции с гигрометрами и контролировать влажность, работать как будильник и электронные часы. Термометр, необходимый для точного определения данных, может подлежать поверке, иметь выносные датчики для выполнения измерений.

Комнатный термометр — прибор, при помощи которого измеряется температура воздуха внутри помещений. В зависимости от исполнения оборудование может предназначаться для использования исключительно при показателях среды выше 0 градусов. Для помещения без отопления лучше выбирать модели с расширенным температурным диапазоном до −10 или −20 градусов. Они считаются складскими, тогда как обычный прибор классифицируется как бытовой.

Оборудование для измерения температуры воздуха по классификатору ОКПД 2 имеет код 33.20.51.121. В зависимости от исполнения оно может быть механическим или электронным, с проводным и автономным питанием. Жидкостные приборы раньше имели ртутное наполнение, сегодня капилляр заполняется метилкарбитолом или другими безопасными веществами. При поломке изделия не возникает опасности химического отравления – оно полностью безвредно.

По своему применению комнатные термометры не имеют особенных ограничений. Они используются в жилых зданиях: на частных и общественных территориях, в детских и лечебных учреждениях, офисах, на складах. Точность измерения в среднем имеет погрешность от 0,1 до 1 градуса в зависимости от разновидности прибора.

В большинстве случаев образцы этого типа имеют настенное крепление, позволяющее зафиксировать их вдали от прямых солнечных лучей и других источников тепла, на удобном для проверки данных уровне.

Все существующие комнатные термометры можно поделить на категории согласно типу их исполнения и техническим особенностям. Стоит рассмотреть все варианты более подробно.

Популярные бренды

Единственный официально зарегистрированный производитель бытовых термометров на территории РФ. Предприятие находится в Москве, выпускает широкий спектр продукции.

• «Цветок» П-1, П3. Жидкостный домашний термометр. Есть настенное крепление, шкала с делением по 1 градусу. Предназначен исключительно для комнатного применения. В наличии несколько вариантов дизайна.
• «Модерн» ТБ-189. Классический комнатный термометр с настенным типом крепления. Основание из полистирола, внутри шкалы находится метилкарбитол (без ртути).
• ТБ-206. Деревянный термометр комнатного назначения. Продолжает работу при понижении температуры до −20 градусов.
• ТС-70. Недорогая бытовая модель, подходящая для измерения температур в неотапливаемых помещениях. Это жидкостный термометр, относящийся к категории универсальных.

ТСЖ

Фирма выпускает жидкостные термометры с поверкой на 3 года для помещений, холодильных шкафов. Ассортимент продукции довольно велик. Модель ТСЖ-К универсальна, подходит для настенного размещения. Диапазон измеряемых температур варьируется от −10 до +50 градусов. Внутри шкалы термометра находится органическая жидкость, он изготовлен без использования опасных металлов и их соединений.

GamBit

Фирмы выпускает домашние метеостанции, способные не только измерять комнатную температуру, но и контролировать другие показатели внешней среды. Самый популярный вариант — GamBit RX12: с автономным питанием, большим информационным дисплеем, кнопочным управлением. В модели есть встроенные часы, проводной датчик измерения внешней температуры в диапазоне от −50 до +70 градусов, ячейки памяти для сохранения результатов, будильник.

Модель GamBit RX41 еще более функциональна. В ней есть увеличенный по размерам экран, встроенная память, автономное питание. Метеостанция показывает прогноз погоды, лунный календарь, в ней есть часы и будильник, внешний датчик температур, гигрометр.

Правила выбора и эксплуатации

При выборе комнатного термометра стоит обратить внимание на важные параметры.

• Надежность. Современные производители делают свои приборы из ударопрочного стекла. По типу корпуса лучше выбирать самые надежные: дерево, металл, качественный пластик.
• Наличие сертификата. Регистрационное удостоверение обычно есть только у термометров, требующих периодической поверки. У остального оборудования погрешность в работе не регламентируется. Если нужен точный контроль за климатическими показателями, лучше не экономить на покупке.
• Способ крепления. Настенные, настольные, напольные модели или универсальные варианты — выбор только за покупателем. Если не планируется каждый час сверяться с датчиком температур, хватит и обычного жидкостного с фиксацией к стене. Настольные модели лучше выбирать среди биметаллических или электронных.
• Используемая жидкость. Ртутные термометры сегодня не используются в быту. Даже если прибор разбился, достаточно будет просто собрать его содержимое, не опасаясь возможных последствий.
• Дизайн. Он тоже имеет большое значение. Стоит выбирать варианты, гармонично вписывающиеся в интерьер, учитывать назначение помещения.

Правила эксплуатации современных термометров комнатного типа довольно просты. Важно правильно выбрать место для установки прибора: вдали от прямых солнечных лучей и источников повышенной влажности, батарей отопления. Настенные модели размещают исключительно на межкомнатных перегородках, а не на внешних элементах конструкции здания.

После замены элементов питания, отключения, перемещения точность показателей термометра можно проверять только через 20 минут после манипуляций. Именно столько времени нужно, чтобы оборудование выдало правильные значения.

Обзор комнатного термометра смотрите далее.

Термометры — приборы, предназначенные для измерения температуры различных сред и широко применяемые в бытовых и промышленных целях. История появления этих незаменимых в быту и на производстве приборов восходит к XVII веку, к изобретению в 1597 году термоскопа Галилео Галилеем, знаменитым итальянским ученым. В отличие от современных термометров, термоскоп мог фиксировать только факт нагревания и охлаждения веществ.

Возможности определить точные значения температуры по градусной шкале появились только после внедрения разработок голландского физика Фаренгейта и шведского астронома и физика Цельсия (1742 г.), ставших основой для создания современных приборов измерения температуры.