Как его измеряют термометром? Что измеряется, как это делается и какие бывают виды!

Что это и зачем используется

В комплект термометра входит датчик измерения, который может быть 2 видов:

• встроенный – крепится к электронному блоку (неотъемлемая и несъемная часть термометра).
• выносной – отдельное устройство, которое подключается к термометру через шнур. Шнур может имею разную длину, которой достаточно для измерений на безопасном расстоянии к основному блоку.

Такие термометры имеют высокий уровень точности. Максимальная погрешность может составлять 0,1% в диапазоне отрицательной температуры до -200 градусов по Цельсию и 0,15% в диапазоне до -100.

Большинство термометров оснащены функцией электронной калибровки устройства, суть которой заключается в установке поправочного значения при привидении к эталонному значению.

Что измеряется термометром

Всем известно, термометр – это такое устройство, которое измеряет температуру воздуха, воды или конкретного объекта. Оно может использоваться во многих сверах жизни, например, в медицине для измерения температуры тела больного. В промышленности и производстве эти устройства используются для измерения температуры в трубах и другом оборудовании, от которого зависит качество выпускаемой продукции.

Современные приборы могут иметь массу дополнительных полезных функций:

• энергосберегающий режим – при бездействии продолжительностью более 5-ти минут, прибор будет отключен, что позволит сэкономить потребление электроэнергии. Эта функция может быть отключена на определенное время, например, на сеанс работы с термометром.
• удержание результата, что измеряет термометр.
• вычисление относительной температуры (разница между первоначальным и текущим измерением).
• измерение минимального и максимального значение в серии измерений.
• вычисление среднего значения в серии измерений.

На нашем сайте вы можете прочитать, что такое термометр, подробное описание понравившегося товара и посмотреть его фотографии. Заказать товар в нашем интернет-магазине совсем просто: достаточно заполнить форму заказа и можете ожидать свое приобретение в течение нескольких дней.

Термометры являются наиболее популярными из всех остальных контрольно-измерительных приборов, ведь наверняка, каждый хоть раз сталкивался с их покупкой. Но, далеко не все знают, что термометры бывают нескольких видов: жидкостные, механические, оптические, электронные, газовые и инфракрасные. Именно поэтому многие задаются вопросом, какой же из них выбрать и в чем заключается основное отличие между ними. Наибольшей популярностью пользуются именно жидкостные технические термометры.

Мы постараемся ответить на часто задаваемые вопросы и рассказать об основных отличиях между ртутным и жидкостным термометром.

Жидкостные технические термометры

Жидкостные термометры работают за счет нагревания жидкости, которая находится внутри. Именно данный вид термометров часто применяется в быту: для измерения температуры воздуха, тела человека и жидкостей.

Принцип действия данного термометра заключается в том, что жидкость, находящаяся внутри корпуса термометра, расширяется при нагревании.

Все жидкостные термометры подразделяются на ртутные термометры и термометры с не ртутным наполнением. Выбранный вид зависит от температур, измерение которых будет производиться:

• -40 – +600 градусов Цельсия – используется ртутный термометр;
• -60 – +120 градусов Цельсия – с наполнением из различных сплавов ртути;
• -80 – +50 градусов Цельсия – можно применять термометры со спиртовым наполнителем.

Ртутный термометр

Ртутный термометр является традиционным термометром и, несмотря на то, что на рынке уже давно появились электронные термометры, ртутные еще нескоро уйдут из технического обихода.

• высокая точность (погрешность, как правило, не превышает 0,1 градуса);
• очень долгий срок службы. При правильном хранении он может прослужить несколько десяток лет;
• низкая стоимость. Ртутный термометр стоит намного дешевле, чем его электронные аналоги;
• не требует подзарядки или замены батареек.

• конструкция градусника, как правило, очень хрупкая. Планируется вообще запретить использование ртутных термометров, так как ртуть является очень опасным веществом;
• для того, чтобы получить результат, необходимо подождать около 10 минут;
• довольно опасно оставлять градусник в местах, где есть маленькие дети.

Описание спиртового термометра

Спиртовые термометры используются чаще всего для измерения минусовых температур. Спиртовые термометры используются намного реже, но все равно имеют свои преимущества:

• спиртовые термометры безопасны. Даже если термометр разобьется, это никак не навредит окружающим;
• такой термометр может работать при температурах, при которых ртуть бы замерзла;
• спиртовой термометр является недорогим;
• данный вид термометра достаточно точен.

Недостатки спиртового термометра:

• обладает меньшей точностью по сравнению со ртутным;
• как правило, корпус очень хрупок и является не ремонтопригодным;
• данный вид является нераспространенным, а значит найти его будет достаточно сложно.

Выбрать подходящий термометр достаточно сложно, и при принятии решения необходимо обязательно учитывать все особенности. Если Вы не хотите сталкиваться с хрупкими моделями, то лучше присмотреться к другим, более прочным вариантам.

В том случае, если необходимо измерять очень низкие температуры или же при измерении очень важна точность, то лучше приобрести именно жидкостные технические термометры. Они не только покажут точный результат, но и их покупка не ударит по карману.

Градусник (термометр) — это прибор для измерения температуры тела. Наличие температурных отклонений может свидетельствовать о серьезных проблемах со здоровьем: инфекционных заболеваниях, вегетососудистой дистонии, нейроэндокринных расстройствах, интоксикации и т.д. В этой статье мы расскажем, какие бывают приборы, перечислим их особенности, приведем рекомендации по выбору.

Общие сведения

Благодаря термометру любой человек может понять, что со здоровьем проблемы. Высокая температура тела — это реакция организма на вредоносные микроорганизмы, вирусы. Измерять температуру можно у пациентов с разной степенью подвижности, взрослых и грудничков.

• подмышечная впадина (аксиллярно);
• ротовая полость (перорально);
• анальное отверстие (ректально);
• ухо.

Виды градусников по принципу действия

• Жидкостные. В корпусе прибора находится жидкость (чаще всего ртуть, спирт). В зависимости от окружающей температуры, она изменяет объем, что отражается на показаниях шкалы.
• Электронные. Основной элемент — металлический проводник, который меняет сопротивление в зависимости от нагревания/охлаждения.
• Инфракрасные. Прибор генерирует инфракрасный луч, который направляют на участок тела. Непосредственный контакт не требуется, поэтому устройства называют бесконтактными.

Эти виды измерителей используются для контроля температуры тела. Существуют и другие термометры, применяемые в технических и промышленных целях — газовые, механические, оптические, манометрические.

Типы шкал

В разных странах и технических сферах принято проводить измерения по шкалам Цельсия, Кельвина, Фаренгейта, Реомюра, Ранкина. В России для бытовых градусников, которыми измеряют температурные показатели тела, применяется шкала Цельсия. Нормальный показатель для человека — 36,6оС.

Шкала бытового измерителя может быть двух типов:

• градуированная — вдоль трубки с жидкостью есть шкала с градусами;
• цифровая — на маленьком дисплее отображаются цифры, соответствующие актуальной температуре.

Какие бывают градусники?

Традиционный измеритель, который находится в широком употреблении не одно десятилетие. Ртуть, заключенная в герметичную трубку, хорошо реагирует на нагревание.

Прибор одинаково правильно показывает аксиллярную, пероральную и ректальную температуру. Этот градусник «запоминает» последний показатель, что удобно для сравнения состояний пациента. Еще одно преимущество — доступная цена.

Из минусов — длительный период измерения, который составляет 6-10 минут. Не всегда удобно использовать его для неподвижных больных, младенцев, неусидчивых детей. Корпус хрупкий, а ртуть внутри него — токсичная. Поэтому использовать ртутный прибор нужно с осторожностью, чтобы не разбить.

Галинстановый

Такие термометры похожи на ртутные, но они безопасны в случае повреждения. Отличие в том, что в трубке вместо ртути находится галинстан — сплав индия, галлия и олова. Прибор позволяет делать точные измерения, сравнимые с ртутной моделью. При этом его безопасность выше. Из минусов — галинстан медленнее реагирует на жар, поэтому нужно хорошо прижимать градусник к телу, а сам измерительный процесс занимает 10-12 минут.

Цифровой (электронный)

По цене цифровые модели выше жидкостных, зато они гораздо удобнее. Определение температурных показателей происходит за счет работы терморезистора, реагирующего на жар. Он же отвечает за точность показаний.

Определение показателей происходит за 3-5 минут. Пластиковый корпус не разобьется, не навредит окружающим. Можно использовать аксиллярно, перорально, ректально. «Продвинутые» аппараты запоминают последние показания, могут напоминать о необходимости следующего измерения.

Многие пациенты ссылаются на неточность этого вида приборов при измерениях в подмышечной впадине. Не нужно вынимать аппарат сразу после сигнала о готовности результатов. Точные показания возможны спустя 3 минуты.

Термометры-пустышки

Эти цифровые аппараты разработаны для перорального определения температурных показателей у детей до 3 лет. Принцип их действия не отличается от других электронных аналогов, показания выводятся на экран.

Выглядят как соски-пустышки, поэтому ребенок хорошо воспринимает прибор. Материалы — гипоаллергенные и безопасные, результат можно получить за 2-3 минуты. Однако могут возникнуть трудности с измерениями, если малыш не привык сосать пустышку. Аппарат подходит только для перорального применения.

Ректальные

Используются для измерения температуры тела через анальное отверстие. Такие приборы покупают преимущественно для грудничков, детей до 3 лет, однако ими нередко пользуются женщины для контроля состояния органов малого таза. Для мягкого и деликатного введения используют смазку, крем, лубрикант. Вводят на глубину не более 5 см, так как датчик расположен на самом конце измерителя.

Градусник на лоб

Позволяет снять температурные показатели всего за 10-15 секунд. Достаточно приложить прибор датчиком к сухому и чистому лбу. Результаты появятся после звукового сигнала. Есть варианты в виде наклеек на лоб — их держат на коже 20-30 секунд.

• максимально быстрые измерения;
• подходят пациентам любого возраста;
• отсутствие вредных материалов;
• ударопрочный корпус.

Ограничения могут касаться только активных детей до 3 лет — лучше проводить процедуру во время сна.

Инфракрасные

Бесконтактные приборы, которые считывают тепло на небольшом расстоянии от тела с помощью инфракрасного луча. Делают они это быстро — за 2-3 секунды. Аппараты можно использовать для температурного контроля в местах скопления людей. Наиболее распространенные виды — лобно-височный и ушной.

• высокая скорость измерений с минимальной погрешностью в результатах;
• подходят для всех пациентов без ограничений;
• отсутствие контакта с телом — не нужно дезинфицировать поверхность.

Такие аппараты стоят дороже остальных видов, однако их чаще применяют в медицинских, образовательных учреждениях, на предприятиях. Они удобны в использовании, отличаются высокой скоростью получения результатов.

Цели

• Для бытовых целей подойдет как классический ртутный термометр, так и цифровая модель — они универсальны.
• Процедура для грудного ребенка должна проходить быстро, комфортно. Стоит остановиться на ректальном приборе или соске-пустышке.
• Для контроля температуры у лежачих больных, младенцев будет полезен градусник на лоб.
• Инфракрасные модели незаменимы в период активизации вирусных инфекций (например, при COVID-19), так как работают быстро и бесконтактно. Подходят для проходных на предприятиях, вестибюлей в школах.

Каким термометром лучше измерять температуру

Многие пациенты сталкиваются с дилеммой — ртутный или электронный аппарат. Врачи считают, что самый точный термометр — ртутный, поскольку погрешность составляет менее 0,1 градуса. Цифровые и инфракрасные занимают второе место в негласном рейтинге самых популярных приборов

Правильная работа, точные показатели аппарата зависят от компании-производителя. При выборе лучше останавливаться на термометрах известных брендов.

Все о термометрах

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.

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.

Газовые

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.

Механические

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.

Электрические

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.

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.

История создания термометра

История создания термометра не менее интересна, чем создание паровой машины, радио или атомной бомбы. Ранний период развития градусников при этом, к сожалению, малоизвестен широкой аудитории.

Изобретатели первых термометров

Точно сказать, кто именно изобрел термометр, уже вряд ли возможно. И дело не только в том, что сохранилось мало источников. Причина еще серьезнее: часто под термометрами понимают совсем разные приборы. Не сразу удалось добиться высокого качества и отличного уровня измерений. На 100% достоверно известно только одно: честь изобретения устройства для измерения температуры приписывается как минимум 8 людям.

Среди них, к примеру, английский алхимик и участник многих тайных обществ Роберт Фладд. «Конкурирует» с ним французский гидротехник, разработчик паровых машин, пневматических устройств, а также по совместительству и архитектор Саломон де Каус. Еще надо указать, что история создания термометра запутывается из-за того, что над ним одновременно работали многие специалисты. Одни старались измерять температуру воды, другие — температуру воздуха, а третьи создавали медицинское оборудование.

Самым известным человеком, с которым связано происхождение термометрии, является Галилей. По его собственным трудам этого не скажешь: там никаких описаний подобной техники нет. Однако последователи итальянского ученого упоминают, что в 1597 году он продемонстрировал им термоскоп. По другим источникам получается разброс от 1592 до 1600 года. Эффект расширения тел при нагреве использовался и раньше. Новация в изобретении Галилея состояла в том, что это расширение указывало на изменение температуры. Правда, хоть на какую-нибудь количественную характеристику тут рассчитывать не приходилось.

Выглядела эта оригинальная разработка как шарик из стекла, к которому припаивали стеклянную трубку. Внутри находился воздух. Об использовании воды, спирта или ртути знаменитый итальянец почему-то не подумал. Некоторые эксперты полагают, что на том уровне техники это было еще невозможно.

Соотечественник Галилея — Санторио — создал термометр для измерения температуры человеческого тела. Но и здесь проявилось несовершенство технологий. Сотрудник университета Падуи смог сделать только громоздкое устройство, которое удалось поставить лишь во дворе дома. Этот градусник выглядел как шар с удлиненной извилистой трубкой. Он уже предвосхищал типичные черты позднейших термометров: появились деления и окрашенная жидкость в трубке. Аппарат датируется 1626 годом.

В 1657 году появился усовершенствованный вариант термоскопа Галилея. Одной из добавок стала шкала, которую делали из бусин. Стоит учитывать, что все ранние изобретатели создавали термометры воздушного типа. Поэтому показания приборов сильно зависели не только от реальной температуры, но и от давления атмосферного столба. В 1667 году появились градусники на основе воды. Это решение уже меньше страдало от перепадов давления, однако жидкость застывала, и поэтому вскоре перешли к использованию винного спирта.

Окончательно «победить» воздействие атмосферного давления удалось Эванджелиста Торричелли. Он придумал такую систему:

• наполнять термометр ртутью;
• переворачивать его;
• доливать слегка окрашенный спирт;
• запаивать трубку сверху.

Но просто возникновения идеи термометра было недостаточно. Проблемой на ранней стадии было то, что не удавалось найти правильные точки отсчета. Сначала полагали, что надо ориентироваться на субъективные ощущения «очень холодно» и «крайне жарко». Позднее стали искать другие ориентиры: кипение воды, таяние льда, растапливание сливочного масла. Именно в процессе поиска точек отсчета начался следующий этап создания приборов.

Этапы усовершенствования

Решающий шаг сделал Габриэль Фаренгейт. Он придумал форму, наиболее удобную для повседневного применения, и создал точную шкалу. Известно, что описание Фаренгейта опубликовано в 1723 году. Любопытно, что в самом начале немецкий физик работал со спиртовой шкалой. Но из-за ряда недостатков такого решения отдал предпочтение ртути. Шкала имела 3 ключевые точки:

• при 0° по Фаренгейту устойчиво существует смесь нашатырного спирта с водой и льдом (лед не тает, вода не замерзает);
• при 32° устойчиво существует водно-ледяная смесь;
• при 212° (и нормальном атмосферном давлении на уровне моря) вода неизбежно закипает.

Цельсий не просто предложил альтернативную, более удобную, чем у Фаренгейта, шкалу измерения температуры. Он гораздо точнее определил сами градусы. Правда, поначалу за 100° приняли таяние льда, а за нулевую точку — момент кипения воды. Для большего удобства шкалу перевернули; а вот кто это сделал — Штремер или сам Цельсий — неизвестно.

Но то, что создавалось для бытовых нужд, уже в XIX столетии было недостаточно для научных нужд. В 1848 году Томсон (будущий лорд Кельвин) доказал, что можно создать абсолютную температурную шкалу. Точкой отсчета в ней является —273,15° по шкале Цельсия. Охладить какое-либо материальное тело еще больше не получится.

В профессиональных физических лабораториях термометры со шкалой Кельвина используются едва ли не шире, чем устройства, измеряющие температуру по Цельсию или по Фаренгейту.

Медицинские компактные термометры впервые были созданы англичанином Томасом Олбатом. Ранее, еще в XVIII столетии, делались конструкции длиной 12 дюймов, или около 0,305 м.

Интересно: в нашей стране наибольшую роль в их внедрении сыграл Сергей Боткин.

Практически все термометры очень долгое время имели ртутную шкалу. Однако техника не стоит на месте — появились более совершенные и безопасные варианты.

Современные варианты

Первые изобретатели изготавливали термометры для себя самостоятельно. Но вскоре стало понятно, что ни этот подход, ни даже ремесленные мастерские уже не позволяют обеспечить потребности людей. По мере развития технологии, а особенно после появления развитой промышленности, возникают специализированные предприятия. Современный термометровый завод может выпускать разные градусники. Такие устройства используют для измерения температуры за окном, для различных видов диагностики, медико-биологических исследований и многих других целей. Термометры нужны для разных агрегатов:

• газовых плит;
• автомобилей;
• отопительных котлов;
• электростанций;
• летательных аппаратов;
• морских судов.

А также приборы часто применяются в быту. Их единственный производитель в России – ООО «Первый термометровый завод». Хотя ртутные термометры решено (согласно Минаматской конвенции 2013 года) вывести из оборота, они еще продолжают использоваться. Такая техника работает довольно просто и не зависит от электропитания.

Ртутные градусники дешевы. Однако они не только небезопасны, но и измеряют температуру долго: ждать придется от 5 до 10 минут.

Более современное решение — электронный медицинский термометр. Электропроводность металлического наконечника меняется в зависимости от температуры. Специальный датчик фиксирует это изменение и по продуманному алгоритму переводит его в градусы. Электронная техника способна:

• запоминать последние измерения;
• обозначать звуком процесс замера или его окончание (в зависимости от модели);
• работать со сменными и гибкими наконечниками для наибольшей гигиеничности;
• измерять температуру очень точно.

Чтобы правильно применять такое устройство, придется основательно изучить инструкцию.

Кроме того, электронный термометр зависит от элементов питания: понадобится менять батарейки раз в 3—5 лет. Использовать устройство можно как в больнице или поликлинике, так и в домашних условиях. Электронные термометры стоят дороже ртутных, но улучшенные характеристики себя оправдывают.

Волоконно-оптические и термоэлектрические приборы имеют наивысший уровень точности, они нужны преимущественно для лабораторных нужд. В различных сферах применяют:

• газовые;
• биметаллические;
• инфракрасные;
• конденсационные термометры.

В бесконтактном режиме может работать пирометр, он же оптический термометр. Такие устройства могут измерять самый широкий диапазон температур: верхняя планка достигает 3000°. У некоторых моделей этот показатель скромнее, потому что они нужны для медицинских целей.

Об истории создания термометра смотрите далее.