Inhoud
- Vloeistof-in-glas thermometer
- Weerstandsthermometer
- Gassenthermometer met constant volume
- Stralingsthermometrie
Om te helpen bij de studie van het weer en andere fenomenen, gebruiken wetenschappers thermometers om de temperatuur te meten. Thermometers zijn er in verschillende soorten, waaronder vloeistof in glas, weerstand en infraroodstraling. Elk type biedt verschillende voordelen, zoals kosten, snelheid, precisie en temperatuurbereik.
Vloeistof-in-glas thermometer
De vloeistof-in-glas thermometer is een van de meest gebruikte instrumenten die tegenwoordig worden gebruikt om de temperatuur te meten. Zoals de naam al doet vermoeden, bestaat het instrument uit een glazen bol die een speciale vloeistof bevat. Boven op de lamp staat een steel met een schaalverdeling voor het meten van de temperatuur. De vloeistoffen die voor thermometers worden gekozen, zetten uit en krimpen aanzienlijk in reactie op temperatuurveranderingen, zodat ze de temperatuur aangeven als een positie op de stengelschaal. Kwik was jarenlang een veel gebruikte vloeistof voor het meten van de temperatuur, maar om veiligheidsredenen hebben thermometerfabrikanten het geleidelijk afgeschaft ten gunste van alcohol en andere stoffen met een lagere toxiciteit. Daniel Gabriel Fahrenheit vond de kwik-in-glas thermometer uit, die het temperatuurbereik van min 38 tot 356 graden Celsius dekt (min 36,4 tot 672,8 graden Fahrenheit).
Weerstandsthermometer
Terwijl elektrische stromen door draden stromen, verspreiden ze zich over elkaar en de draadgrenzen. Dit is een fenomeen dat bekend staat als elektrische weerstand en de waarde ervan is gerelateerd aan temperatuur. Weerstandsthermometers maken meestal gebruik van platinadraad omdat deze niet corroderen of anders reageren met lucht over een breed temperatuurbereik. De draad wordt normaal in een spoel gewikkeld en in een keramische buis geplaatst. Weerstandsthermometers hebben een veel hogere resolutie dan het vloeistof-in-glas-type en kunnen veranderingen tot een duizendste van een graad meten.
Gassenthermometer met constant volume
De constante-volume gasthermometer bestaat uit een container met een vaste hoeveelheid gas erin. De thermometer werkt volgens het principe dat veranderingen in gasdruk evenredig zijn met veranderingen in gastemperatuur. Een druksensor in de container detecteert de druk en kalibratie-elektronica zet deze waarde om in een temperatuurmeting. Thermometers met constant volume gebruiken meestal lucht als gas voor metingen die dicht bij kamertemperatuur worden genomen. Als metingen zeer lage temperaturen vereisen, wordt in plaats daarvan helium gebruikt, omdat het een kookpunt in de buurt van absoluut nul heeft.
Stralingsthermometrie
Alle objecten zenden infraroodstraling uit met een intensiteit die ongeveer evenredig is aan hun temperatuur. Stralingsthermometers bestaan uit een reeks optieken die infraroodlicht op een speciale elektronische detector richten. De detector is normaal een halfgeleider zoals silicium, die een elektrische stroom produceert die evenredig is met de intensiteit van de infraroodstraling. Het apparaat berekent de temperatuur elektronisch. Een belangrijk voordeel van stralingsthermometers is de mogelijkheid om een objecttemperatuur op afstand te meten. Ze kunnen ook temperaturen sneller meten dan met andere methoden. Sommige infraroodthermometers hebben een laservizier om het apparaat nauwkeurig op specifieke objecten te richten.