Термометр — Википедия

Ртутный медицинский термометр Электронный медицинский термометр Инфракрасный термометр

Термо́метр (греч. θέρμη «тепло» + μετρέω «измеряю») — прибор для измерения температуры воздуха, почвы, воды и так далее. Существует несколько видов термометров:

• жидкостные;
• механические;
• электронные;
• оптические;
• газовые;
• инфракрасные.

Изобретателем термометра принято считать Галилея: в его собственных сочинениях нет описания этого прибора, но его ученики, Нелли и Вивиани, засвидетельствовали, что уже в 1597 году он сделал нечто вроде термобароскопа (термоскоп). Галилей изучал в это время работы Герона Александрийского, у которого уже описано подобное приспособление, но не для измерения степеней тепла, а для поднятия воды при помощи нагревания. Термоскоп представлял собой небольшой стеклянный шарик с припаянной к нему стеклянной трубкой. Шарик слегка нагревали и конец трубки опускали в сосуд с водой. Через некоторое время воздух в шарике охлаждался, его давление уменьшалось и вода под действием атмосферного давления поднималась в трубке вверх на некоторую высоту. В дальнейшем при потеплении давление воздуха в шарике увеличивалось и уровень воды в трубке понижался при охлаждении же вода в ней поднималась. При помощи термоскопа можно было судить только об изменении степени нагретости тела: числовых значений температуры он не показывал, так как не имел шкалы. Кроме того, уровень воды в трубке зависел не только от температуры, но и от атмосферного давления. В 1657 г. термоскоп Галилея был усовершенствован флорентийскими учеными. Они снабдили прибор шкалой из бусин и откачали воздух из резервуара (шарика) и трубки. Это позволило не только качественно, но и количественно сравнивать температуры тел. Впоследствии термоскоп был изменен: его перевернули шариком вниз, а в трубку вместо воды налили бренди и удалили сосуд. Действие этого прибора основывалось на расширении тел, в качестве «постоянных» точек брали температуры наиболее жаркого летнего и наиболее холодного зимнего дня.

Изобретение термометра также приписывают лорду Бэкону, Роберту Фладду, Санториусу, Скарпи, Корнелиусу Дреббелю, Порте и Саломону де Коссу, писавшим позднее и частью имевшим личные отношения с Галилеем. Все эти термометры были воздушные и состояли из сосуда с трубкой, содержащего воздух, отделённый от атмосферы столбиком воды, они изменяли свои показания и от изменения температуры, и от изменения атмосферного давления.

Термометры с жидкостью описаны в первый раз в 1667 г. «Saggi di naturale esperienze fatte nell’Accademia del Cimento», где о них говорится как о предметах, давно изготовляемых искусными ремесленниками, которых называют «Confia», разогревающими стекло на раздуваемом огне лампы и выделывающими из него удивительные и очень нежные изделия. Сначала эти термометры наполняли водой, но они лопались, когда она замерзала; употреблять для этого винный спирт начали в 1654 году по мысли великого герцога тосканского Фердинанда II. Флорентийские термометры не только изображены в «Saggi», но сохранились в нескольких экземплярах до нашего времени в Галилеевском музее, во Флоренции; их приготовление описывается подробно.

Сначала мастер должен был сделать деления на трубке, соображаясь с её относительными размерами и размерами шарика: деления наносились расплавленной эмалью на разогретую на лампе трубку, каждое десятое обозначалось белой точкою, а другие чёрными. Обыкновенно делали 50 делений таким образом, чтобы при таянии снега спирт не опускался ниже 10, а на солнце не поднимался выше 40. Хорошие мастера делали такие термометры настолько удачно, что все они показывали одно и то же значение температуры при одинаковых условиях, однако такого не удавалось достигнуть, если трубку разделяли на 100 или 300 частей, чтобы получить большую точность. Наполняли термометры посредством подогревания шарика и опускания конца трубки в спирт, заканчивали наполнение при помощи стеклянной воронки с тонко оттянутым концом, свободно входившим в довольно широкую трубку. После регулирования количества жидкости, отверстие трубки запечатывали сургучом, называемым «герметическим». Из этого ясно, что эти термометры были большими и могли служить для определения температуры воздуха, но были ещё неудобны для других, более разнообразных опытов, и градусы разных термометров были не сравнимы между собою.

В 1703 г. Амонтон (Guillaume Amontons) в Париже усовершенствовал воздушный термометр, измеряя не расширение, а увеличение упругости воздуха, приведённого к одному и тому же объёму при разных температурах подливанием ртути в открытое колено; барометрическое давление и его изменения при этом принимались во внимание. Нулём такой шкалы должна была служить «та значительная степень холода», при которой воздух теряет всю свою упругость (то есть современный абсолютный нуль), а второй постоянной точкой — температура кипения воды. Влияние атмосферного давления на температуру кипения ещё не было известно Амонтону, а воздух в его термометре не был освобождён от водяных газов; поэтому из его данных абсолютный нуль получается при −239,5° по шкале Цельсия. Другой воздушный термометр Амонтона, выполненный очень несовершенно, был независим от изменений атмосферного давления: он представлял сифонный барометр, открытое колено которого было продолжено кверху, снизу наполнено крепким раствором поташа, сверху нефтью и оканчивалось запаянным резервуаром с воздухом.

Современную форму термометру придал Фаренгейт и описал свой способ приготовления в 1723 г. Первоначально он тоже наполнял свои трубки спиртом и лишь под конец перешёл к ртути. Нуль своей шкалы он поставил при температуре смеси снега с нашатырём или поваренной солью, при температуре «начала замерзания воды» он показывал 32°, а температура тела здорового человека во рту или под мышкой была эквивалентна 96°. Впоследствии он нашёл, что вода кипит при 212° и эта температура была всегда одна и та же при том же состоянии барометра. Сохранившиеся экземпляры термометров Фаренгейта отличаются тщательностью исполнения.

Окончательно установил обе постоянные точки, тающего льда и кипящей воды, шведский астроном, геолог и метеоролог Андерс Цельсий в 1742 г. Но первоначально он ставил 0° при точке кипения, а 100° при точке замерзания. В своей работе Цельсий «Observations of two persistent degrees on a thermometer» рассказал о своих экспериментах, показывающих, что температура плавления льда (100°) не зависит от давления. Он также определил с удивительной точностью, как температура кипения воды варьировалась в зависимости от атмосферного давления. Он предположил, что отметку 0 (точку кипения воды) можно откалибровать, зная на каком уровне относительно моря находится термометр.

Позже, уже после смерти Цельсия, его современники и соотечественники ботаник Карл Линней и астроном Мортен Штремер использовали эту шкалу в перевёрнутом виде (за 0° стали принимать температуру плавления льда, а за 100° — кипения воды). В таком виде шкала оказалась очень удобной, получила широкое распространение и используется до нашего времени.

По одним сведениям, Цельсий сам перевернул свою шкалу по совету Штремера. По другим сведениям, шкалу перевернул Карл Линней в 1745 году. А по третьим — шкалу перевернул преемник Цельсия М.Штремер и в XVIII веке такой термометр был широко распространён под именем «шведский термометр», а в самой Швеции — под именем Штремера, но известнейший шведский химик Иоганн Якоб в своем труде «Руководства по химии» по ошибке назвал шкалу М. Штремера цельсиевой шкалой и с тех пор стоградусная шкала стала носить имя Андерса Цельсия.

Работы Реомюра в 1736 г. хотя и повели к установлению 80° шкалы, но были скорее шагом назад против того, что сделал уже Фаренгейт: термометр Реомюра был громадный, неудобный в употреблении, а его способ разделения на градусы был неточным и неудобным.

После Фаренгейта и Реомюра дело изготовления термометров попало в руки ремесленников, так как термометры стали предметом торговли.

В 1848 г. английский физик Вильям Томсон (лорд Кельвин) доказал возможность создания абсолютной шкалы температур, нуль которой не зависит от свойств воды или вещества, заполняющего термометр. Точкой отсчета в «шкале Кельвина» послужило значение абсолютного нуля: −273,15° С. При этой температуре прекращается тепловое движение молекул. Следовательно, становится невозможным дальнейшее охлаждение тел.

Жидкостные термометры основаны на принципе изменения объёма жидкости, которая залита в термометр (обычно это спирт или ртуть), при изменении температуры окружающей среды.

Жидкостные термометры подразделяются на ртутные и термометры с не ртутным заполнением

. Последние применяются не только из-за экономических соображений, а также из-за использования широкого диапазона температур. Так, в термометрии, в качестве нертутного заполнения термометров используются вещества: спирты (этиловый, метиловый, пропиловый), пентан, толуол, сероуглерод, ацетон, таллиевая амальгама и галлий.^[1]

В связи с тем, что с 2020 года ртуть будет под запретом во всём мире^[2][3] из-за её опасности для здоровья^[4], во многих областях деятельности ведётся поиск альтернативных наполнений для бытовых термометров. Например, такой заменой стал галинстан (сплав металлов: галлия, индия, олова и цинка). Галлий применяют для измерения высоких температур. Также ртутные термометры все чаще с большим успехом заменяются платиновыми или медными термометрами сопротивления. Также все шире применяются и другие типы термометров.

Об удалении разлившейся ртути из разбитого термометра см. статью Демеркуризация

Механический термометр Оконный механический термометр

Термометры этого типа действуют по тому же принципу, что и жидкостные, но в качестве датчика обычно используется металлическая спираль или лента из биметалла.

Уличный электронный термометр

Принцип работы электронных термометров основан на изменении сопротивления проводника при изменении температуры окружающей среды.

Электронные термометры более широкого диапазона основаны на термопарах (контакт между металлами с разной электроотрицательностью создаёт контактную разность потенциалов, зависящую от температуры).

Домашняя метеостанция

Наиболее точными и стабильными во времени являются термометры сопротивления на основе платиновой проволоки или платинового напыления на керамику. Наибольшее распространение получили PT100 (сопротивление при 0 °C — 100Ω) PT1000 (сопротивление при 0 °C — 1000Ω) (IEC751). Зависимость от температуры почти линейна и подчиняется квадратичному закону при положительной температуре и уравнению 4 степени при отрицательных (соответствующие константы весьма малы, и в первом приближении эту зависимость можно считать линейной). Температурный диапазон −200 — +850 °C.

RT=R0[1+AT+BT2+CT3(T−100)](−200∘C<T<0∘C),{\displaystyle R_{T}=R_{0}\left[1+AT+BT^{2}+CT^{3}(T-100)\right]\;(-200\;{}^{\circ }\mathrm {C} <T<0\;{}^{\circ }\mathrm {C} ),}

RT=R0[1+AT+BT2](0∘C≤T<850∘C).{\displaystyle R_{T}=R_{0}\left[1+AT+BT^{2}\right]\;(0\;{}^{\circ }\mathrm {C} \leq T<850\;{}^{\circ }\mathrm {C} ).}

Отсюда, RT{\displaystyle R_{T}} сопротивление при T °C, R0{\displaystyle R_{0}} сопротивление при 0 °C, и константы (для платинового сопротивления) —

A=3.9083×10−3∘C−1{\displaystyle A=3.9083\times 10^{-3}\;{}^{\circ }\mathrm {C} ^{-1}}

B=−5.775×10−7∘C−2{\displaystyle B=-5.775\times 10^{-7}\;{}^{\circ }\mathrm {C} ^{-2}}

C=−4.183×10−12∘C−4.{\displaystyle C=-4.183\times 10^{-12}\;{}^{\circ }\mathrm {C} ^{-4}.}

Оптические термометры позволяют регистрировать температуру благодаря изменению уровня светимости, спектра и иных параметров (см. Волоконно-оптическое измерение температуры) при изменении температуры. Например, инфракрасные измерители температуры тела.

Инфракрасные термометры[править | править код]

Инфракрасный термометр позволяет измерять температуру без непосредственного контакта с человеком. В 2014 году Россия подписала Минаматскую конвенцию о ртути к 2030 году Россия откажется от производства ртутных термометров.^[5]В некоторых странах уже давно имеется тенденция отказа от ртутных термометров в пользу инфракрасных не только в медицинских учреждениях, но и на бытовом уровне.

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

Выделяют такие виды технических термометров:

• термометры технические жидкостные
• термометры биметаллические ТБ, ТБТ, ТБИ;
• термометры сельскохозяйственные ТС-7А-М
• термометры максимальные СП-83;
• термометры для спецкамер низкоградусные СП-100;
• термометры специальные вибростойкие СП-1;
• термометры ртутные электроконтактные ТПК;
• термометры лабораторные ТЛ;
• термометры для нефтепродуктов ТН;
• термометры для испытаний нефтепродуктов ТИН.

Максимальные и минимальные термометры[править | править код]

По виду фиксации предельного значения температуры термометры разделяются на максимальные, минимальные и нефиксирующие^[6]. Минимальный/максимальный термометр показывает минимальное/максимальное значение температуры, достигнутое с момента сброса. Так, медицинский ртутный термометр является максимальным — он показывает максимальное значение температуры, достигнутое в ходе измерения, благодаря узкой «шейке» между ртутным резервуаром и капилляром, в которой при уменьшении температуры столбик ртути разрывается, и ртуть не уходит обратно в резервуар из капилляра. Перед измерением фиксирующий (максимальный или минимальный) термометр должен быть сброшен (приведён к значению заведомо ниже/выше измеряемой температуры).

Газовый термометр — прибор для измерения температуры, основанный на законе Шарля.

В 1703 году Шарль установил, что одинаковое нагревание любого газа приводит к почти одинаковому повышению давления, если при этом объём остается постоянным. При изменении температуры по шкале Кельвина давление идеального газа в постоянном объёме прямо пропорционально температуре. Отсюда следует, что давление газа (при V = const) можно принять в качестве количественной меры температуры. Соединив сосуд, в котором находится газ, с манометром и проградуировав прибор, можно измерять температуру по показаниям манометра.

В широких пределах изменений концентраций газов и температур и малых давлениях температурный коэффициент давления разных газов примерно одинаков, поэтому способ измерения температуры с помощью газового термометра оказывается малозависящим от свойств конкретного вещества, используемого в термометре в качестве рабочего тела. Наиболее точные результаты получаются, если в качестве рабочего тела использовать водород или гелий.

Термометр. Виды и устройство. Работа и применение. Особенности

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

Разновидности по принципу действия

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

Сейчас актуальными являются 7 разновидностей термометров:

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

Жидкостные

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

Газовые

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

Механический

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

Электрические

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

Термоэлектрический

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

Волоконно-оптические

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

Инфракрасный

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

Разновидности по предназначению

Термометры можно классифицировать на несколько групп:

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

Медицинский термометр

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

В зависимости от исполнения медицинские градусники бывают:

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

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

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

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

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

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

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

Бытовые для воздуха

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

Кухонные

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

Промышленные

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

Похожие темы:

принцип работы цифрового устройства, простые схемы

На замену не совсем удобным аналоговым измерителям температуры, в основе работы которых лежит свойство жидкости расширяться и сжиматься, промышленность предложила дискретные устройства. Эти совсем несложные приборы обладают рядом неоспоримых преимуществ. Купить измеритель можно практически в любом магазине бытовой или климатической техники, но гораздо интереснее изготовить электронный термометр с выносным датчиком своими руками.

Суть устройства

Термометр, разговорный аналог — градусник, предназначен для измерения температуры окружающей среды. Первое устройство было изобретено в 1714 году немецким физиком Д. Г. Фаренгейтом. В основе своей конструкции он использовал прозрачную запаянную колбу, внутри которой находился спирт. После в качестве жидкости учёный применил ртуть. Но шкала аналогового измерителя, существующая и по сей день, была разработана лишь только через 30 лет шведским астрономом и метеорологом Андерс Цельсием. За начальные точки он предложил взять температуру тающего льда и кипения воды.

Интересным фактом является то, что изначально числом 100 была отмечена температура таяния льда, а за ноль взята точка кипения. Впоследствии шкалу «перевернули». По некоторым мнениям это сделал сам Цельсий, по другим — его соотечественники ботаник Линней и астроном Штремер.

Вскоре изготовление ртутных измерителей было широко налажено производством в промышленных масштабах. Со временем ртуть из-за своей ядовитости была заменена на спирт, а затем и вовсе был предложен новый тип устройства — цифровой. Сегодня, пожалуй, градусник стал неотъемлемым атрибутом любого жилища. По совету Всемирной организации здравоохранения была принята Минаматская конвенция, направленная на постепенный вывод из обихода ртутных градусников. Согласно ей в 2022 году использование ртути в измерителях будет полностью прекращено.

Поэтому из-за своих отличных характеристик термометр с цифровой схемой практически не имеет конкурентов. Предлагаемые в продаже спиртовые приборы проигрывают ему по точности и удобству восприятия данных.

Электронные модели могут располагаться в любом месте, ведь в контролируемом помещении необходимо расположить только небольшой датчик, подключённый к устройству. Этот тип используется во многих технологических процессах промышленности, например, строительных, аграрных, энергетических. С их помощью контролируется:

• температура воздуха в производственных и жилых зданиях;
• проверка нагрева сыпучих продуктов;
• состояние вязких материалов.

Принцип работы

Перед тем как непосредственно приступить к изготовлению электронного термометра, следует разобраться в принципе его действия и определиться, из каких узлов будет состоять конструкция. Промышленно выпускаемые электронные градусники различаются по своим размерам и назначению. Но все они построены на однотипном принципе действия.

Проводимость материала изменяется в зависимости от температуры окружающей среды. Основываясь на этом и проектируется схема электронного градусника. Так, чаще всего в конструкции применяется термопара. Это электронный прибор, стоящий из двух сваренных между собой металлов. На поверхности каждого из них имеется контактная площадка, подключённая к измерительной схеме. При нагревании или охлаждении контактов возникает термоэлектродвижущая сила, появление и изменение которой регистрируется платой электроники.

В устройствах нового поколения вместо термочувствительного элемента используется кремниевый диод. Полупроводниковый радиоэлемент, у которого наблюдается зависимость вольт-амперной характеристики от температурного воздействия. Иными словами, при прямом включении (направление тока от анода к катоду) значение падения напряжения на переходе изменяется в зависимости от нагрева полупроводника.

Обработанные данные выводятся на дисплей, с которого уже визуально снимаются пользователем. Цифровые градусники позволяют измерять изменения температуры в диапазоне от -50 ° С до 100 ° С.

Всего же в конструкции простого термометра можно выделить пять блоков:

1. Датчик — устройство, изменяющее свои параметры в зависимости от величины воздействующей на него температуры.
2. Измерительные провода — используются для выноса датчика и его расположения в различных местах, требующих контроля над температурой. Чаще всего это небольшого сечения в диаметре проводники, даже необязательно экранированные.
3. Плата электроники — содержит блок анализатора, фиксирующий изменения приходящего от датчика сигнала, а затем передающий его на экран.
4. Дисплей — монохромный или цветной экран, предназначенный для отображения данных об измеренной температуре.
5. Блок питания — собирается на типовых для радиоэлектроники интегральных микросхемах. Используется для стабилизации и преобразования питания, подающегося на все узлы платы.

Особенности изготовления

Человеку, увлекающемуся радиолюбительством, сделать электронный термометр своими руками по схеме не доставит трудностей, но в то же время обычному потребителю понадобится иметь хотя бы навыки паяния. Сегодня существует довольно много различных схем, отличающихся как сложностью повторения, так и дефицитностью радиодеталей.

При выборе схемы учитывают характеристики, которые она сможет обеспечить будущему измерительному устройству. В первую очередь — это диапазон измеряемых температур, а во вторую – погрешность. Конструктивно можно собрать проводную и беспроводную модель. При сборке второго типа используется радиомодуль, значительно удорожающий изделие.

Из-за использования чувствительных специализированных микросхем собирать навесным монтажом схему вряд ли получится. Поэтому предварительно изготавливается печатная плата. Делать её лучше из одностороннего фольгированного стеклотекстолита методом «лазерно-утюжной технологии».

Суть метода заключается в том, что с помощью, например, Sprint Layout, рисуется печатная схема устройства и распечатывается в зеркальном отображении в масштабе 1:1 на лазерном принтере. Затем, приложив отпечатанный рисунок изображением вниз к фольгированному слою, проглаживают чертёж разогретым утюгом. Из-за особенностей тонера изображение линий перенесётся на стеклотекстолит. Далее плата погружается в ванную с реактивом, например, FeCl3.

В качестве индикатора можно использовать светодиодную матрицу, но лучше приобрести любой монохромный экран. Простой экран можно взять буквально за «копейки», например, подойдёт от старых системных блоков, выполненных в форм-факторе АТ. Если планируется конструкция с выносным датчиком, то неплохим вариантом будет использование шлейфа с диаметром проводника от 0,3 мм2, но в принципе подойдёт любой провод. При этом чем вынос датчика больше, тем большего сечения нужен и провод.

В схемотехнике некоторых термометров используются микроконтроллеры. Их применение позволяет упростить электрическую схему и повысить функциональность, но при этом требует навыков программирования и умения загружать прошивку. Для этого понадобится программатор, который можно также спаять самостоятельно, например, для LPT из пяти проводов.

Простой термометр

Конструкция простого термометра состоит всего из трёх деталей и тестера. В качестве датчика температуры в схеме используется LM35. Это интегральный прибор с калиброванным выходом по напряжению. Амплитуда на выходе датчика пропорциональна температуре. Точность измерений составляет 0,75° C. Запитывать интегральную микросхему можно как от однополярного источника, так и двухполярного. Предел измерений от -55 ° до 150° C.

В качестве мультиметра можно использовать стрелочный или цифровой прибор. К датчику согласно схеме подключают источник питания. Например, КРОНу или три соединённых последовательно пальчиковых батарейки. Измеритель же подключают к клеммам V и COM и переводят в режим измерения температуры. Потребление датчика при работе не превышает 10 мкА.

Диапазон измерения мультиметра устанавливается на два вольта. Отображённый на экране результат и будет соответствовать измеряемой температуре. Последняя цифра в числе обозначает десятые доли градуса.

При желании устройство можно сделать двухканальным. Для этого дополнительно необходимо будет изготовить механический или электронный переключатель.

Цифровая схема

Одна из самых простых схем состоит всего из нескольких элементов. В основе конструкции лежит использование датчика, выдающего значение температуры в цифровом коде. Стоимость термодатчика LM 335 не превышает 50 центов, при этом после калибровки его точность измерения составляет от 0,3 ° до 1,5° C. Датчик может измерять температуру от — 40 ° до 100° C. Выпускается он в двух корпусах — TO-92 и SOIC. В качестве аналога можно использовать отечественную микросхему К1019ЕМ1.

При монтаже длина соединительных проводов может достигать пяти метров. Калибровка схемы осуществляется изменением напряжения, подаваемым на вывод один. Необходимое значение рассчитывается по формуле:

Uвых = Vвых1 * T / To, где:

• Uвых – напряжение на выходе микросхемы;
• Uвых1 – напряжение на выходе при эталонной температуре;
• T и To – измеряемая и эталонная температура.

Напряжение, формирующее выходной сигнал, зависит от температуры, поэтому питание, подающееся на датчик, должно осуществляться от источника тока. Собирается он на двух транзисторах КТ209 и не требует дополнительных настроек. Максимальный ток питания не превышает 5 мА. Увеличение выходного напряжения на 10 мВ соответствует приросту температуры на один градус.

Использование микроконтроллера

Применение в схеме самодельного термометра микроконтроллера подразумевает использование программы, управляющей его работой. В качестве микросхемы применяется ATmega8, а датчика температуры — DS18B20.

В схеме используется небольшое число радиодеталей. Она несложная и не нуждается после сборки в какой-либо наладке. Напряжение питания микроконтроллера составляет пять вольт. Для его стабилизации используется микросхема L7805. Транзисторы можно использовать любые с NPN структурой. В качестве индикатора подойдёт трёхразрядный сегментный дисплей с общим катодом.

Температура устройством может изменяться в интервале от -55 ° до 125º С с шагом в 0,1º С. Погрешность измерения не превышает 0,5º С. Обмен данными между датчиком и микроконтроллером происходит по шине 1-Wire. При большом расстоянии выноса измерительной микросхемы DS18B20 от ATmega8 необходимо подобрать подтягивающее сопротивление. Распаять его лучше непосредственно на вывод датчика.

При программировании все установки микроконтроллера оставляются заводскими, и фьюзы не изменяются. Затем к собранному термометру можно добавить ещё один датчик, а также часы. Но для этого необходимо будет обладать знаниями в программировании, чтобы дописать программный код.

Точный термометр

Применение в качестве датчиков полупроводниковых диодов и транзисторов характеризуется сложностью калибровки показаний, что в итоге приводит к погрешности результата измерений. Поэтому для получения точного результата в качестве измерителя применяется бифилярно намотанная катушка из тонкого проводника, размещённая в цилиндре, имеющем размеры порядка 4×20 мм.

Основой конструкции является микросхема ICL707 и светящийся индикатор. Питание можно подавать от любого источника с выходной амплитудой 12 В. На DA3 собран нормирующий преобразователь, изменяющий своё выходное напряжение в зависимости от сигнала, поступаемого с датчика.

Настройка заключается в выставлении на 36 ноге микросхемы напряжения, равного одному вольту. Делается это с помощью резисторов R3 и R4. Вместо датчика подключают резистор на 100 Ом. Изменением сопротивления R14 устанавливают нули на цифровом индикаторе. После чего устройство готово к измерениям.

Загрузка…

цифровые и электрические. Термометры для измерения температуры воздуха, лабораторные, термоэлектрические и другие. Как выбрать и пользоваться?

Электронные термометры могут быть цифровыми и электрическими. Кроме того, они подразделяются на термометры для измерения температуры воздуха, лабораторные, термоэлектрические и другие. Давайте разберемся, как выбрать и использовать такие приборы.

Что такое электронные термометры?

Электронный термометр – продвинутая модификация аналога со стержнем для заполнения жидкости. Основа обновленного прибора – чувствительный к теплу датчик, а дисплей отображает полученные измерения. Измеритель осуществляет измерение температуры среды в ее жидком, газообразном или твердом состоянии в конкретный момент времени.

Особенности устройства

Главная особенность – нетоксичность и более упрощенная утилизация устройства и его компонентов. В медицинских моделях предусмотрены сменные колпачки и водонепроницаемость. Устройство может не только выдавать информацию о температуре в режиме реального времени, но и сохранять эти данные в своей памяти. В цифровой термометр могут быть встроены часы, календари и прочее.

Возможно сочетание нескольких функций в одном аппарате – например, в метеорологическом комплекте, который содержит термометр для измерения температуры воздуха снаружи и внутри здания, а также выдает данные о других погодных условиях.

Принцип работы

Работа электронных измерителей основана на физических функциях проводника, изменяющего уровень электрического сопротивления меняющейся температуры окружающей среды. Данные выводятся на табло (экран бывает светодиодный и жидкокристаллический). Для возможности работы в автономном режиме к прибору подсоединяется блок питания или элементы питания со стабильным напряжением (батарея включается в цепь).

Для чего нужен?

Предназначение термометра – измерение температурных значений, наблюдаемых в данный момент времени в определенной точке пространства. Термометр может измерять температурный режим нейтральной среды в газообразном, полутвердом, твердом и жидком состоянии.

Преимущества и недостатки

Преимущества электронных термометров таковы.

• Безопасность – из-за отсутствия ядовитых веществ можно не беспокоиться, что ребенок уронит прибор, а опасный наполнитель (ртуть в старых моделях градусников) выльется.
• Высокая точность – погрешность составляет до 0,1°С.
• Скорость – результат известен через одну минуту после начала измерения.
• Комфортность использования – дисплей имеет приятную подсветку с крупным шрифтом, некоторые модели термометров имеют функцию запоминания предыдущих результатов.

Недостатки у электронных термометров также есть.

• Высокая стоимость прибора.
• Термометры-пустышки могут быть неэффективными и давать неверные и неточные значения из-за того, что капля с датчиком недостаточно хорошо и продолжительно соприкасалась с языком ребенка.
• Отдельные модели инфракрасных термометров довольно громоздкие и не дают высокоточные результаты.

Разновидности

Термометры по разновидности подразделяются на следующие варианты.

• Цифровые – в их основе электронная схема, имеется экран для вывода данных. Требуют подзаряд элементами питания (батарейки).
• Электрические – в их основе проводник, который меняет уровень сопротивления при различных температурах.
• Термоэлектрические – в их основе 2 проводника, температура измеряется по физическому принципу.

Классификация по назначению

Медицинские

Измеряют температуру тела человека или животного. Лабораторный инструмент позволяет произвести диагностику быстро и точно. Градусники имеются в каждой семейной аптечке и успешно используются в домашних условиях.

Для детей разработаны инфракрасные модели градусников, позволяющие провести диагностику даже бесконтактным способом или с минимальным беспокойством пациента (например, у грудничка во время сна).

Бытовые

Эти термометры рассчитаны на домашнее использование в более агрессивной среде: на улице или в помещениях с высокими/низкими температурными режимами.

• Комнатные.
• Наружные уличные (могут быть установлены на окно при помощи липучки).
• Садовые термометры – крепятся на внутреннюю стенку теплицы или парника, также могут устанавливаться в питомниках по разведению деревьев и растений, на огородах и приусадебных участках.
• Погружные устройства для почвы.
• Погружные термометры для ванной или для бассейна.
• Термометры для бани и сауны – устанавливаются в парилках.
• Существуют термометры-насадки на душевые лейки. Такие градусники позволяют настроить нужный тепловой режим.

Кухонные

Предназначены для готовки и хранения пищи. Некоторые модели встроены в технику для кухни. Некоторые являются отдельным предметом кухонной утвари в виде небольшого прибора для холодильника, гриля, духовки. С этим термометром легко измерить температуру воды или другой жидкости – молока, пунша, вина. Популярность набирает кулинарный кондитерский измеритель температуры со съемной лопаточкой. Им можно не только замешивать тесто, но и проверять готовность пирога.

Если блюдо готово, можно вынуть пищевой термометр и продолжать пользование лопаткой.

Автомобильные

Устанавливаются в автомобиле и помогают определить температурный режим на улице, не покидая автомобиля.

Руководствуясь показателями прибора, автомобилист делает вывод – покрытие дороги обледенело или растаяло, и избирает правильную тактику вождения.

Промышленные

К основному устройству подсоединен провод с наконечником, напоминающий спицу. Погружая щуп в сыпучие или жидкие вещества, определяется температурное значение внутри исследуемой области. Широко применяются для проверки зерна, бетона и других веществ, требующих определенных температурных условий во время хранения. Технический термометр еще используется для температурного измерения жала паяльника. Выставив точную температуру жала, мастер более качественно установит паяльное соединение. Термометр помогает калибровать и подстраивать рабочую температуру паяльника.

Виды конструкций

Существует огромное количество видов термометров – электронные, цифровые, термометры сопротивления, биметаллические, инфракрасные (ИК), дистанционные, электроконтактные термометры. По видам конструкции различают такие термометры.

Электронный (цифровой)

• Медицинский контактный с влагозащитный покрытием и гибким наконечником. Выпускаются модели с сигналом и с подсветкой. Дисплей может быть светодиодным. Для более углубленного медицинского осмотра используется прецизионный вид измерителя, который состоит из блока регистрации температуры и датчика.
• С радиодатчиком (влагозащитный): можно осуществить монтаж датчика в измеряемую область, а сам аппарат разместить в лаборатории или ином помещении.
• С термопарой – 2 конца разнородных металлических проводников соединены в спайку, которая показывает разность потенциалов при разнице температур. В момент образования электрического тока становится известной температура в соответствии с мерной сеткой.
• Карманный недорогой мини-термометр. Компактный аппарат оснащен зондом, от него по проводу поступает информация о замерах температуры воздуха, жидкостей, порошкообразных и сыпучих материалов. При заданном условии максимального и минимального значений срабатывает сигнальный писк.
• Ручной электронный термометр (влагозащитный). Незаменим в производственных условиях. Фиксирует и отображает на двойном дисплее температурный режим разных объектов. При этом подключается двойная термопара и производятся сложные измерения.
• Электронный термометр с выносным датчиком. Игольчатый зонд устанавливается в области измерений, а электронная часть – в помещении.

Некоторые виды электронных автономных градусников – с сигнализацией заданной температуры.

1. Термополоски – термочувствительная пленка.
2. Термометр-соска – прибор для измерения температуры младенца.
3. Беспроводной с выносным радиодатчиком. Дальность приема радиосигнала 60 м подходит для домашнего использования в качестве прибора, измеряющего температуру воздуха.
4. Многоканальный (двухканальный или восьмиканальный) предназначен для контактных измерений температуры на технологических объектах. Прибор имеет возможность измерять температуру сразу от 2 и 8 термопреобразователей соответственно. Результаты отображаются на табло, последовательным перебором значений.
5. Термометры портативные. Это контактный переносной прибор. Предназначаются для высокотемпературных и низкотемпературных измерений.
6. Термостат – электронный терморегулятор в нагревательной системе, котле и т. д.
7. Метеорологический комплект отображает на экране атмосферное давление, температуру воздуха, направление ветра, погоду, дату и время.
8. Дистанционные (манометрические) термометры. Действие основано на изменении давления газа, пара или жидкости в замкнутом объеме при изменении температуры.

Инструкция по применению

Нужно правильно эксплуатировать прибор, чтобы получать достоверные данные. Приведем рекомендации по эксплуатации медицинского измерителя температуры.

1. Перед первым использованием после покупки нужно внимательно прочитать руководство, а также продезинфицировать специальной салфеткой наконечник.
2. Вставить элементы питания, включить прибор.
3. Приложить к измеряемой поверхности (лоб, подмышечная впадина, висок) – если это инфракрасный вид термометра, вставить орально или ректально соответственно виду градусника. При этом нужно соблюдать максимальную осторожность и спокойствие.
4. На исследуемом участке держать градусник, пока он не начнет издавать писк.
5. Этот порядок действий одинаков и для измерения температуры тела человека и для животного. Чтобы правильно измерять температуру домашней кошке или собаке, можно взять обычный термометр домашнего использования.

Водный термометр-полоска на самоклеющейся основе крепится на внешнюю сторону аквариума. Меняется цвет в зависимости от того, какая температура за стеклом. Чтобы прикрепить щуп к трубе, в которой находится исследуемая жидкость, в самой трубе сверлится отверстие с диаметром, немного большим, чем диаметр щупа. Спица щупа опускается в трубу через ниппель для монтажа с внутренней и внешней стороны закрепляется (гайка ниппеля закручивается внутри трубы).

Для дезинфекции электронных термометров (обработка по СанПиН 3.5.2528-09) нужно следовать инструкции производителя – протирать прибор дезинфицирующими средствами, удалить остатки дезинфицирующего средства и вытереть насухо. Хранить в сухих бумажных чехлах. Поверка термометра проводится для того, чтобы уточнить производственные характеристики инструмента и проверить их соответствие нормам, заявленных производителем. Такую операцию лучше доверить квалифицированным специалистам, которые произведут проверку в лабораторных условиях с применением инновационных технологий и современного оборудования.

Советы по ремонту и обслуживанию

• Обычный электронный термометр может выйти из строя из-за неправильно установленных или истощенных элементов питания. Требуется просто поменять или верно установить батарейки.
• Чтобы отремонтировать поломку, следует обратиться к специалистам. Работники сервисного центра проверят неисправности термометра, произведут ремонт и замену запчастей, откалибруют и заново отрегулируют термометр.
• Периодичность поверки термометра указана в инструкции по эксплуатации. Обязательно нужно проверять соответствие нормам в сроки, указанные для проведения поверки.
• Алгоритм дезинфекции: очищать термометр нужно в соответствии с требованиями производителя или по СанПиН 3.5.2528-09. Чтобы обеззаразить градусник, нужно протереть его салфетками, пропитанными дезсредствами, в инструкции по применению которых указана дезинфекция термометров.

Также можно использовать спирт 70%, а после окончания процедуры нужно удалить остатки дезсредства сухой чистой тканью и убрать на хранение в чистый бумажный сверток-чехол или в стерильную упаковку до первого использования.

Как выбрать?

Чтобы извлечь максимум пользы от приобретения градусника, стоит учесть следующие моменты.

• Экран для вывода данных. Нужно обратить внимание на размер экрана и четкость цифр, отображаемых на нем. Можно выбрать модель с подсветкой. Большой плюс у дисплеев, которые отображают индикатор батареи.
• Наконечник. Он должен быть гладким, без зазубрин и следов клея на местах соединения с корпусом. Лучше выбрать водонепроницаемый вариант. Хорошее решение – гибкий наконечник. Если планируется использование несколькими членами семьи, производители могут предложить приобрести дополнительно сменные наконечники. В некоторых моделях сменные наконечники входят в комплект.
• Память. Удобен в использовании тот градусник, который записывает показания и может их продемонстрировать в хронологическом порядке. Такая функция может быть встроенной автоматической или требует активации в момент первого использования.
• Питание. Возможность замены элементов питания продлевает срок службы измерительного инструмента. Если поставить новые батарейки нельзя (корпус запаян), термометр придется выбросить и покупать новый.
• Скорость выполнения замера. В момент покупки нужно прочитать инструкцию – сколько времени требуется для измерения температуры данной моделью градусника. Обычно время указано 1-2 минуты. Если обозначен период 5-7 минут, нужно будет дать именно столько времени, что проблематично с маленькими детьми.
• Качество. Современные универсальные градусники отличаются от стеклянных предшественников. Они преимущественно выделяются в плане безопасности – корпус выполнен из пластика, который не разбивается в случае падения, а внутри нет опасных веществ, вызывающих отравление. Однако пластик, из которого выполнен термометр, должен быть отличного качества, не иметь запаха, быть приятным на ощупь. Конструкция не должна быть хлипкой, скрипеть или иметь торчащие провода.
• Аксессуары. Дополнительные наконечники, сменные элементы питания и чехол для хранения упрощают эксплуатацию.

Рейтинг производителей

В топ-рейтинг производителей термометров вошли следующие фирмы, которые делают свою продукцию лучше и качественнее.

• Microlife – крупнейший мировой производитель электронных термометров (США).
• Little Doctor – компания, занимающаяся разработкой, производством и дистрибуцией широкого спектра бытовой медицинской техники (Сингапур).
• Petit Terraillon – компания по производству и разработке различных устройств и бытовых приборов, таких как кулинарные и напольные весы и водные фильтры (Франция).
• Amrus – компания предоставляет полный спектр средств опоры и широкий ассортимент медицинской техники для профессионального и домашнего использования (Америка+Россия).
• Canpol Babies – специализируется на товарах детского назначения (Польша).
• Profi Cook – торговая марка мелкой кухонной бытовой техники (Германия).
• Xiaomi – мелкая бытовая техника (Китай).

Данные компании постоянно совершенствуют свою продукцию и создают новые виды термометров. Один их таких примеров – лопатка кулинарная Tescoma Delicia. Используется в процессе приготовления еды (глазурь, соус, в момент разогрева молока и других жидкостей, выпечка). С помощью зажима можно установить лопатку на емкость с блюдом. На цифровом дисплее отображается актуальная температура. При заданном значении раздастся звуковой сигнал.

Высокотемпературный проникающий термометр RST для точного проникающего измерения температуры с выносным водонепроницаемым стальным термощупом. Может измерять от -50° С до + 300° С. Длина щупа – 7,5 см. Используется как в профессиональных целях, так и в кулинарии (например, для проверки температуры готового блюда – степени прожарки).

Набирают популярность складные цифровые термометры Checktemp. У них имеется проникающий зонд из нержавеющей стали. Такие термометры используются для проверки полутвердых грузов (овощи, фрукты, сыры). При этом не требуется вскрывать коробки и сильно нарушать оболочку продукции.

Модель цифрового термометра BD Digital Thermometer TPM позволяет снимать температурные показатели на производстве молочных продуктов.

Градусник Thermoval от компании Hartmann – распространенный термометр для домашнего использования. Применять его могут все члены семьи, он прост в обращении, подходит не только взрослым, но и детям. Обновленные версии электронных термометров способны запоминать предыдущие значения. Интервал снятия показаний сокращен до 1 секунды, некоторые модели не нуждаются в калибровке.

Обзор отзывов

Покупатели, которые приобрели электронные термометры для домашнего использования, отмечают в достоинствах быстрое измерение температуры, легкость в эксплуатации и безопасность использования. Потребители, которые установили производственные виды термометров на предприятиях, делятся положительными отзывами: точные и быстрые результаты помогают наладить процесс производства и получать прибыль. Обе категории клиентов отмечают высокую стоимость прибора. Однако это компенсируется положительными качествами приобретенных термометров.

Термометр электронный пользуется популярностью из-за универсальности, удобства в использовании и отсутствия риска разбитого стекла. Минусом является невысокая точность из-за непродолжительного держания термометра на коже (особенно у детей), подсевших аккумуляторов и высокой цены за единицу изделия. Инфракрасный термометр имеет те же проблемы, стоимость значительно выше.

Если содержать градусник в футляре, он прослужит гораздо дольше, снизится риск механического повреждения, будет соблюдаться чистота – такой градусник легче найти в аптечке, когда у него яркая сумочка-чехол.

К тому же некоторые производители в футляр помещают сменные наконечники, поэтому совместное хранение наконечников и самого градусника предотвратит потерю каких-либо элементов.

Об электронном термометре для измерения температуры тела смотрите далее.

прибор для измерения температуры воздуха

Термометр представляет собой специальный прибор, предназначенный для измерений текущей температуры конкретной среды при контакте с ней.

В зависимости от вида и конструкции, он позволяет определить температурный режим воздуха, человеческого тела, почвы, воды и так далее.

 Современные термометры подразделяются на несколько видов. Градация приборов в зависимости от сферы применения выглядит так:

• бытовые;
• технические;
• исследовательские;
• метеорологические и другие.

Также термометры бывают:

• механические;
• жидкостные;
• электронные;
• термоэлектрические;
• инфракрасные;
• газовые.

Каждый из названных приборов имеет собственную конструкцию, отличается принципом действия и областью применения.

Принцип работы

Жидкостный термометр

В основе жидкостного термометра лежит эффект, известный как расширение жидкостных сред при нагревании. Чаще всего в подобных приборах используется спирт либо ртуть. Хотя от последней планомерно отказываются в виду повышенной токсичности этого вещества. И все же, данный процесс так до конца не завершен, так как ртуть обеспечивает лучшую точность измерений, расширяясь по линейному принципу.

В метеорологии чаще применяют приборы, наполненные спиртом. Объясняется это свойствами ртути: при температуре в +38 градусов и выше она начинает густеть. В свою очередь, спиртовые термометры позволяют оценивать температурный режим конкретный среды, нагретой 600 градусов. Ошибка измерений не превышает доли одного градуса.

Механический термометр

Механические термометры бывают биметаллическими или делатометрическими (стержневые, жезловые). Принцип действия таких приборов основан на способности металлических тел расширяться при нагреве. Они отличаются высокой надежностью и точностью. Себестоимость производства механических термометров относительно низка.

Данные приборы применяются в основном в специфическом оборудовании: сигнализациях, системах автоматического контроля температуры.

Газовый термометр

Принцип действия термометра основан на тех же свойствах, что и описанных выше приборов. За исключением того, что в данном случае применяется инертный газ. По сути, такой термометр представляет собой аналог манометра, который служит для измерения давления. Газовые приборы применяются для измерения высоко- и низкотемпературных сред (диапазон составляет -271 — +1000 градусов). Они обеспечивают относительно низкую точность, из-за чего от них отказываются при лабораторных измерениях.

Электронный термометр

Его еще называют термометр сопротивления. Принцип действия этого прибора основан на изменение свойств полупроводника, встроенного в конструкцию устройства, при повышении или понижении температуры. Зависимость у обоих показателей линейная. То есть, при повышении температуры растет сопротивление полупроводника, и наоборот. Уровень последнего напрямую зависит от типа металла, использованного при изготовлении прибора: платина «работает» при -200 — +750 градусов, медь при -50 — +180 градусов. Электрические термометры используются редко, так как при производстве очень сложно градуировать шкалу.

Инфракрасный термометр

Также известен как пирометр. Он представляет собой бесконтактный прибор. Пирометр работает с температурами от -100 до +1000 градусов. Его принцип действия основан на измерении абсолютного значения энергии, которую излучает конкретный объект. Максимальная дальность, на которой термометр способен оценивать показатели температуры, зависит от его оптической разрешения, типа прицельного устройства и других параметров. Пирометры отличаются повышенной безопасностью и точностью измерения.

Термоэлектрический термометр

Действие термоэлектрического термометра основано на эффекте Зеебека, посредством которого оценивается разница потенциалов при контакте двух полупроводников, в результате чего образуется электрический ток. Температурный диапазон измерений составляет -100 — +2000 грудусов.

Принцип работы и описание моделей электронных термометров

06.07.2015

Большинству людей термометры известны как приборы для измерения температуры тела, однако эти устройства выпускаются и для другого предназначения – измерения температуры в помещениях промышленного назначения и определенных технологических процессов. В настоящее время существует огромное количество термометров: ртутные, электроконтактные, спиртовые, дистанционные и многие другие, но наиболее востребованными являются электронные термометры, предназначенные для того, чтобы контролировать температуру в подсобном помещении. Обычный ртутный термометр, в отличие от электронного термометра, не удобен в использовании, так как он не позволяет измерять температуру дистанционно. Электронные модели могут работать на расстоянии в сотни метров, при этом в контролируемом помещении располагается только небольшой по размерам термочувствительный датчик.

Приборы используются во многих технологических процессах в промышленности: строительной, пищевой, аграрной, нефтегазовой, а также в гидрометеорологии, в энергетике и сельском хозяйстве для:

• контроля температуры в производственных закрытых и жилых помещениях;
• проверки степени нагрева сыпучих, жидких и вязких продуктов, газов и многого другого.

Электронные термометры различаются по назначению (к примеру, существует термометр для бетона, для почвы, для воды и т.п.), а также по размерам (компактные, мини, карманные и т.д.). Они позволяют произвести быстрые и максимально точные измерения, не представляя опасности в случае повреждения.

Принцип работы

Электронные измерители температуры имеют несложный принцип работы. Он основан на физических функциях проводника, изменяющего уровень электрического сопротивления при различных температурах. Показатели измерения, которые производит прибор, демонстрируются на светодиодном или жидкокристаллическом дисплее. Электронные термометры измеряют температуру в диапазоне от –50 до +100 градусов по Цельсию. Для обеспечения автономной работы данных приборов применяются элементы питания в виде стабильного напряжения (благодаря включению батареи в цепь).

Электронные термометры в компании «ЭКСИС»

Компания «ЭКСИС» предлагает приобрести следующие модели электронных термометров:

• Электронный термометр ИТ-17 – портативный микропроцессорный прибор, работа которого основана на программном обеспечении, то есть с возможностью считывать показания. Данный термометр электронный со щупом имеет жидкокристаллический индикатор в эргономичном корпусе.
• Электронный термометр HI – устройство, обеспечивающее сверхточные измерения температуры в широком диапазоне с малым временем отклика. Данная модель имеет температурный датчик, изготовленный из нержавеющей стали, и электронный измеритель в одном корпусе, а также фронтально расположенный дисплей. Электронный термометр HI используется при анализе газов, жидкостей, замороженных и полутвердых материалов, снабжен функцией самодиагностики.
• Электронный термометр мини 0560 – быстродействующий погружной и проникающий прибор, который идеально подходит для измерений температуры воздуха, жидкостей, сыпучих или мягких субстанций. Имеет достаточно большой дисплей для своего компактного размера, благодаря которому данные с легкостью считываются.
• Электронные термометры Testo – широкий выбор устройств, предназначенных для измерения температур практически для всех отраслей промышленного применения от всемирно известной компании. Такие приборы имеют несъемный датчик или комплектуются сменными измерительными зондами, у которых в качестве сенсора используются термопары, платиновые сенсоры сопротивления или терморезисторы. Различия между моделями заключаются в допускаемой погрешности и диапазоне измеряемых температур.
• Электронный термометр Checktemp – устройство для измерения температуры газообразной, жидкой и твердой среды, а также сыпучих материалов. Щуп данной модели изготовлен из твердой стали и позволяет без труда проникать в плотную среду. Результаты измерений отображаются на большом жидкокристаллическом дисплее. Функция Cal-Check позволяет проверить работу электронного термометра, гарантируя высокую точность.

Компания «ЭКСИС» не только осуществляет производство и реализацию электронных термометров, но и производит их гарантийный ремонт, а также Госпроверку. Наши специалисты помогут Вам подобрать прибор, удовлетворяющий всем требованиям Вашего технологического процесса, и предоставят подробную консультацию по интересующему вопросу.

 

Термометр электронный для измерения температуры тела

Главная » Методы » Отличительные характеристики электронного термометра

15 марта 2018      Методы

Точность измерения температуры тела является важной частью контроля здоровья человека. Значительное отклонение от нормы говорит о воспалительном процессе или другой болезни, которая находится в организме. Измерение температуры тела поможет предупредить заболевание и начать своевременное лечение.

Ранее существовали только ртутные термометры, с которыми бережно обращались, а разбившиеся — утилизировали. Давать такой предмет ребенку всегда было опасным моментом, приходилось пристально следить за его действиями при измерении температуры. Поэтому существуют электронные термометры, которые отличаются безопасным использованием и доступным методом измерения. Есть три способа измерения температуры: ректальный, оральный и аксиллярный (традиционный — подмышкой). Для каждого способа существуют свои цифры правильных показателей. Как правило, при ректальном методе измерения температура тела будет немного больше, чем при других способах.

Главное в электронном термометре то, что он безопасен даже для маленьких детей. Обусловлено это тем, что он не имеет внутри себя ртути, поэтому не нужно бояться его уронить или повредить каким-то образом. Будьте уверены, что вы будете в безопасности.

Плюсы электронного термометра

1. Скорость измерения. Пожалуй, это один из главных плюсов. Не нужно больше ждать по 5-10 минут, пока вы не увидите правильный показатель температуры тела. Особенно это актуально для тех, кто измеряет температуру не в домашней обстановке. Вам потребуется только 30 или 60 секунд времени для того, чтобы узнать результат.
2. Производители выпускают термометры, которые изготовлены из водонепроницаемого корпуса, что гарантирует его долговечную службу. Теперь вы не будете бояться за работоспособность термометра, если он случайно упал в воду.
3. Хорошо видны показатели измерения. Больше не нужно будет вертеть термометр в разные стороны, для того, чтобы высчитать показатели измерения. На электронном градуснике располагается дисплей, на котором прекрасно видны результаты, которые написаны сразу цифрами, что упрощает пользование.
4. Звук. По окончании измерения, когда будут готовы результаты, ваш термометр сообщит об этом специальным звуковым сигналом. Вы не будете засекать время, и следить за ним. Прибор все сделает за вас.
5. Удобство использования.
6. Демократичная цена. Такой термометр позволит себе каждый.
7. Наличие дополнительных функций, которые пригодятся. Например, наличие подсветки позволит измерить температуру ночью, и для этого не требуется включать свет или светить на прибор телефоном. Практически все термометры запоминают прошлые показатели, поэтому вы не будете записывать значения, которые были до этого. Особенно это удобно при вызове на дом врача, когда он расспрашивает о том, какие у больного были показатели.

Минусы

Несмотря на все плюсы, он имеет незначительное количество минусов:

• постоянно зависит от элементов питания. То есть работает от батарейки, которую меняют через какое-то количество времени. Но, как показывает практика, ее хватает надолго;
• перед использованием тщательно изучите инструкцию, ведь электронный термометр отличается от обычного ртутного, которым все привыкли пользоваться.

Правильность измерения

Для того, чтобы точно убедиться в правильности измерения, следуйте некоторым советам:

1. Для того, чтобы точно узнать температуру тела, измерьте ее хотя бы двумя способами: орально и ректально. Таким образом, вы точно будете знать вашу температуру тела, а также сможете понять, с какой температурой вы чувствуете себя нормально.
2. При измерении подмышкой, человек должен помнить, что правильность показания прибора зависит от того, насколько правильно располагается термометр. Он должен находиться прямо в центре подмышечной впадины и располагаться параллельно руке в опущенном состоянии. Только таким образом получают достоверный результат, на который опираются при проверке состояния здоровья
3. При измерении подмышкой, производители электронных термометров рекомендуют подержать градусник после звукового сигнала еще около 2 минут. Ведь раздавшийся звук не говорит о том, что измерение закончилось. Он лишь предупреждает о том, что измерение стало протекать медленно, но показатели продолжают расти.
4. Быстрым и информативным способом измерения температуры считается ректальный метод. Но также точный результат покажет оральный метод, который предусматривает положение градусника в подъязычной впадине.

Нормальная температура человека

Все мы с детства знали, что в норме температура тела, измеряемая аксиллярным методом, 36.6. Отклонение в большую степень даже до 36.9 говорило о том, что в организме начинается вирусное заболевание, а также происходят неприятные процессы, которые в последствии вырастут в болезнь. Но почему именно 36.6?

Еще в 19 веке немецкий врач решил поставить эксперимент, в ходе которого стало ясно, что средняя температура тела человека имеет именно такой показатель. В этом исследовании принимало участие 205 тысяч человек, которые пользовались аксиллярным методом измерения и ртутными градусниками. На тот момент даже речи не шло об электронных. Это средний показатель, поэтому незначительное отклонение в большую или меньшую сторону считается нормой.

Было выяснено, что большая часть людей (около 90%) имеют именно такие показатели, но бывают небольшие отличия в показаниях. Однако, существует 10% людей, у которых температура тела имеет совсем необычные показания для многих. Например, для некоторых 35.7 – норма, а кто-то с 37.3 чувствует себя прекрасно.

Поэтому, если у вас по вашему мнению слишком низкая температура или она достигает 37.2 градусов, но при этом вы чувствуете себя комфортно, стоит сходить провериться к врачу для того, чтобы понять — какие показания являются нормой. Это стоит сделать один раз для того, чтобы позже не бегать по больницам и не искать причину таких результатов на термометре, при этом выискивая патологию или заболевание, которого может и не быть вовсе.

Важно! Стоит понимать, что у маленького ребенка не до конца сформировались все функции организма. Поэтому, если у малыша отмечается температура тела 37 градусов, но при этом он чувствует себя хорошо и активный, то нет причин для беспокойства. Как правило, такое повышение говорит о скоплении газов или слишком плотном закутывании в теплое одеяло или одежду.

Не пытайтесь сразу же сбить такую температуру. Обратите внимание на то, как себя чувствует ребенок или вы сами, если такая температура у вас. Желательно также отметить то, что у пожилых людей температура нередко начинает снижаться. Поэтому не стоит переживать, и заранее изучите всю информацию для того, чтобы быть готовым ко всему.

Факторы, которые влияют на температуру тела

Важно понимать, что показатели термометра не всегда говорят о болезни, которая сопровождает человека. Повышение показателей провоцирует следующие факторы:

1. Температура тела напрямую зависит от времени суток. Как правило, тело за ночь немного остывает, поэтому утром показатели немного ниже, чем вечером.
2. Одежда. Чем теплее человек одет — тем, соответственно, выше температура.
3. Окружающая среда. Это касается того момента, когда градусник находится на поверхности — например, подмышкой. В связи с этим, в жаркий день термометр покажет не совсем информативный результат.
4. Жизнь человека. Если вы только позанимались спортом или выпили горячий напиток, то, в таком случае, показатели будут выше, чем обычно.
5. Метод измерения. Как правило, оральный и ректальный методы всегда показывают значения выше.
6. Менструальный цикл. По температуре, которая измеряется ректально, женщина определяет день овуляции. Именно в этот момент значения низкие, а потом они резко возрастают. Проводите измерения сразу после пробуждения, при этом вставать с кровати нельзя. Подготовьте термометр заранее и положите недалеко от кровати, чтобы до него было легко дотянуться без особых усилий. Женщина записывает значения и составляет подобие графика, по которому легко отслеживают предполагаемый день зачатия.

Как действует

На электронном термометре заметен металлический наконечник, который как раз и служит главным инструментом, с помощью которого узнают результат. Благодаря тому, что наконечник меняет электропроводность в зависимости от температуры тела, он считывает действительные показатели.

Точность измерения у него высокая и ничем не отличается от всем привычного ртутного градусника. Но многие продолжают недоверчиво относиться к новому градуснику, особенно это касается России и соседних стран. Ведь до этого таким градусником, который применяется орально, пользовались только в странах Европы и Америки.

Важно отметить, что время измерения указано от какой-либо цифры времени. Например, от 20 секунд. Но это не значит, что этих 20 секунд хватит. После того, как термометр издал сигнал, подержите его еще какое-то время. Таким образом, узнают информативный результат. Особенно это касается тех, кто измеряет температуру таким градусником подмышкой.

Значения определяет именно кровь. Стоит понимать, что чем ближе вы к ней представите прибор, тем быстрее узнают результат. Подмышкой этот процесс занимает большее количество времени, чем при измерениях ректально или под языком.

Производители электронных термометров рассчитывают на то, что в большей степени будут применяться привычные для Европейских стран методы — ректальный и оральный. Ведь именно так они привыкли измерять температуру тела. Именно поэтому практически нельзя встретить российских производителей таких приборов — всегда на прилавках стоят зарубежные, которые продвинуты в данном вопросе и гарантируют точный информативный результат. При этом человеку не требуется сразу же бежать за ртутным термометром для того, чтобы сравнить результаты. Измерения происходят намного быстрее, потому что прибор и кровь отделяет тонкая прослойка кожи. То есть, узнают результат уже через несколько секунд вместо того, чтобы ждать минуту или две. Особенно, это актуально для тех, кто постоянно куда-то спешит или вовсе находится не в домашней обстановке.

Советы для обладателей электронного термометра

Следуйте приведенным ниже рекомендациям для того, чтобы измерения были точными и информативными:

1. Не стоит измерять температуру сразу после того, как вы поели, вышли из горячего душа или ванны. Эти факторы обеспечивают ускоренный отток крови, что скажется на значениях, которые будут немного превышать норму. Вследствие чего, человек подумает о развивающемся воспалительном процессе или вирусном заболевании.
2. Измерения проводите через полчаса после того, как вы придете в теплое помещение после холодной улицы. В таком случае, значения бывают ниже положенного, что не даст точного результата.
3. Если измерение температуры тела будет проводиться у ребенка, который еще питается материнским молоком, то не стоит это делать сразу же после еды или при кормлении — значения будут гораздо выше.
4. Такие же значения будут, если измерение проводить ребенку, который только что плакал или был активным долгое время.
5. Не следует пользоваться термометром, если подмышка влажная. Используют другой метод или просто вытирают насухо это место.
6. После того, как услышите звуковой сигнал, не следует сразу же доставать градусник и смотреть результаты. Подождате некоторое время, например 1 минуту для того, чтобы они стали информативными. Как правило, сигнал обозначает то, что нагревание немного уменьшается, но измерение продолжается.
7. Желательно прикладывать термометр каждый раз в оду подмышечную впадину. Обусловлено это тем, что кровь по организму циркулирует немного по-разному, сбивая показания.
8. При измерении привычным способом (в подмышечной впадине) рука должна быть плотно прижата к туловищу. Это требуется для установления контакта с металлическим наконечником, чтобы кожа больше его обволакивала. Малейшее ослабление сбивает действительное значение.
9. Точное измерение достигается только в том случае, если термометр расположен правильно, а именно, посередине подмышечной впадины. Нельзя просто засунуть его в подмышку, следует попасть именно в глубокую точку.
10. Небольшой совет. Для того, чтобы точно измерить температуру в короткое время, попробуйте сначала вставить градусник в необходимое место в выключенном состоянии, подержать его так около 15 секунд и только потом включать. Таким образом, он будет уже нагретый и сразу же пойдет измерение температуры тела, не затрагивая лишнее время на прогревание. В таком случае, его не оставляют на минуту после звукового сигнала, а сразу смотрят на результат.
11. Термометр должен храниться в сухом месте, на который не попадают солнечные лучи. Он работает от аккумулятора в виде батареек, которые со временем при неправильном хранении портятся.

Измеряют температуру тела орально уже с четырехлетнего возраста. Такие ограничения по возрасту ставятся, так как человек должен четко осознавать, что охватывать прибор зубами не нужно. При измерении градусник помещается под язык, и дышать следует только через нос. Это требуется для того, чтобы не попадал холодный воздух в полость рта.

Стоит отметить, что термометров электронных для измерения температуры тела представлено в аптеках большое количество, среди которых находят подходящий.

Заключение

Электронный термометр – исключительно современный и удобный прибор, который способен с высокой точностью измерить температуру тела без особых навыков. Главное — соблюдать рекомендации для результата.