Vuonna 1714 tiedemies ja keksijä Daniel Gabriel Fahrenheit kuvitteli ensimmäisen luotettavan lämpömittarin, jossa käytettiin elohopeaa alkoholin ja veden seoksen sijaan. Ensimmäistä kertaa elohopeaa käyttävä lämpömittari luotiin laajenemiskerroin on korkea, tuotannon laatu tarjoaa hienomman asteikon ja toistettavuus on isompi. Kymmenen vuotta myöhemmin, elohopea lämpömittari on otettu käyttöön maailmanlaajuisesti, ja Daniel Gabriel Fahrenheit ehdottaa lämpötila-asteikkoa, joka nyt (hieman mukautettuna) kantaa hänen nimeään.
Sitten, vuonna 1742, se oli tutkija Anders Celsius joka vuosien tutkimuksen jälkeen esitti uuden asteikon elohopealämpömittarille, josta kiehumispiste on nolla Ja veden jäätymispiste on 100 astetta. Tiedät tämän asteikon, jonka kiehumis- ja jäätymispisteet on käännetty, koska sen käyttö on yleistä kaikkialla maailmassa: Celsius-aste.
Ensimmäisenä hakeutui lääkäri Herman Boerhaave elohopealämpömittarin mittaukset kliinisessä käytännössä; hänen työnsä käynnisti korrelaation kehon lämpötilan eri tilojen ja potilaan oireiden välillä.
Nykyään on olemassa monia lämpömittareita, jotka vaihtelevat infrapunalämpömitreistä galliumlämpimetreihin, mukaan lukien korkean tarkkuuden lämpömittaritjne… käytetään mitata lämpötilaa eri mittausalueilla ja eri kaupoissa.
Lämpömittarin #1 lämpömittarimateriaalien ominaisuudet ⚗️
Tarvitaanpa sitten lämpömittaria mitata ympäristön lämpötila osana a kotikäyttö tai olet kokki ja tarvitset a keittiön lämpömittari osana työtäsi, löydät laajan valikoiman erilaisia empiirisiä lämpömittareita materiaalin ominaisuuksien perusteella.
Jälkimmäiset perustuvat konstitutiiviseen suhteeseen paine, tilavuus ja lämpötila niiden lämpömittari materiaali; esimerkiksi elohopea laajenee kuumennettaessa. Jos tätä paine/tilavuus/lämpötila-suhdetta käytetään, lämpömittarilla on oltava kolme ominaisuutta:
- Sen lämpenemisen ja jäähdytyksen tulee olla nopeaa : Ensinnäkin, kun tietty määrä lämpöä saapuu materiaaliin tai poistuu siitä, materiaalin täytyy laajentua tai supistua, kunnes se saavuttaa joko tilavuutensa tai lopullisen paineensa. Sitten sen on saavutettava lopullinen lämpötilansa käytännössä viipymättä; osan tulevasta lämmöstä katsotaan muuttavan kehon tilavuutta vakiolämpötilassa, sitä kutsutaan piilevä laajenemislämpö vakiolämpötilassa ; loppuosan katsotaan muuttavan kehon lämpötilaa vakiotilavuudessa, ja sitä kutsutaan ominaislämpö vakiotilavuudella. Joillakin materiaaleilla ei ole tätä ominaisuutta, ja lämmön jakautuminen lämpötilan muutoksen ja tilavuuden välillä kestää jonkin aikaa.
- Sen lämmityksen ja jäähdytyksen on oltava käännettäviä : Materiaalia on voitava lämmittää ja jäähdyttää loputtomiin (usein samalla lämmön lisäyksellä ja vähennyksellä) ja palata aina alkuperäiseen paineeseensa, tilavuuteensa ja lämpötilaansa.
- Sen lämmityksen ja jäähdytyksen on oltava yksitoikkoista : koko lämpötila-alueella, jolla sen on toimittava, sen paine tai tilavuus on vakio.
Toisin kuin vesi, jolla ei ole näitä ominaisuuksia ja jota ei siksi voida käyttää lämpömittareiden materiaalina, kaasuilla on kaikki nämä ominaisuudet. Siksi nämä ovat lämpömittarit sopiva. Niiden rooli on keskeinen lämpömittarin kehittämisessä.
Lämpömittarin #2 ensisijaisen ja toissijaisen lämpömittarin ominaisuudet 🧪
Lämpömittaria kutsutaan ensisijaiseksi tai toissijaiseksi sen perusteella, kuinka hyvin sen mittaama raaka fyysinen määrä vastaa lämpötilaa.
Ensisijaiset lämpömittarit: aineen mitattu ominaisuus tunnetaan niin hyvin, että lämpötila voidaan laskea ilman tuntemattomia suureita. Esimerkkejä näistä ovat lämpömittarit, jotka perustuvat kaasun tilayhtälöön tai jopa äänen nopeuteen kaasussa.
Toissijaiset lämpömittarit: mitatun ominaisuuden tuntemus ei riitä lämpötilan suoraan laskemiseen. Ne on kalibroitava; Lämpömittarit voidaan kalibroida joko vertaamalla niitä muihin kalibroituihin lämpömittareihin tai vertaamalla niitä tunnettuihin lämpötila-asteikon kiinteisiin pisteisiin. Tunnetuimmat näistä kiinteistä pisteistä ovat puhtaan veden sulamis- ja kiehumispisteet.
Lämpömittarin #3 ominaisuudet resoluutio, tarkkuus ja toistettavuus 🔬
Lämpömittarin resoluutio vastaa millä asteen murto-osalla on mahdollista ottaa lukema. Korkean lämpötilan töissä voi olla mahdollista mitata vain 10 °C:n tarkkuudella tai enemmän. Kliiniset lämpömittarit ja monet elektroniset lämpömittarit (vauvan otsalämpömittari, kosketukseton lämpömittari, korvalämpömittari, infrapuna lämpömittarijne.) ovat yleensä luettavissa 0,1 °C:seen asti. Erikoisinstrumentit, kuten anturityyppiset kärjet, voivat antaa lukemia asteen tuhannesosaan. Tämä lämpötilanäyttö, olipa se sitten digitaalinen LCD-näytön kautta tai ei, ei tarkoita, että lukema on oikea tai tarkka; tämä tarkoittaa vain sitä, että voidaan havaita hyvin pieniä muutoksia.
Kalibroidun lämpömittarin tarkkuus annetaan tunnetussa ja tarkassa kiinteässä pisteessä (eli se antaa oikean lukeman) siinä pisteessä. Kiinteiden kalibrointipisteiden välillä interpolointi suoritetaan yleensä lineaarisesti. Tämä voi aiheuttaa merkittäviä eroja erityyppisten lämpömittareiden välillä pisteissä, jotka ovat kaukana kiinteistä pisteistä. Esimerkiksi elohopean laajeneminen lasilämpömittarissa (kuten löytyy mitataan kainalo- tai peräsuolen lämpötilaa) eroaa hieman platinavastuslämpömittarin resistanssin muutoksesta, joten nämä kaksi ovat hieman eri mieltä.
Lämpömittarin toistettavuus on erityisen tärkeä: antaako sama lämpömittari saman lukeman samalle lämpötilalle? Toistettava lämpötilamittaus tarkoittaa, että vertailut ovat päteviä tieteellisissä kokeissa ja teolliset prosessit ovat johdonmukaisia. Joten jos samantyyppinen lämpömittari kalibroidaan samalla tavalla, sen lukemat ovat voimassa, vaikka ne olisivat hieman epätarkkoja absoluuttiseen asteikkoon verrattuna.
Esimerkki siitä referenssilämpömittari Muiden tarkistamiseen alan standardien mukaan käytetään platinavastuslämpömittaria digitaalisella 0,1°C:n näytöllä (sen tarkkuus), joka on kalibroitu 5 pisteeseen (−18, 0, 40, 70, 100°C) ja jonka tarkkuus on on ± 0,2 °C.
Oikein kalibroidut, käytetyt ja huolletut lasiset nestelämpömittarit voivat saavuttaa ±0,01°C mittausepävarmuuden välillä 0 - 100°C.
Lämpömittarin valinta
On olemassa monia tapoja valitse lämpömittarisi viisaasti ; suhteen hänen ominaisuuksiaan tietysti (lämpömittari kosketuksella tai ilman, laserlämpömittari jne.), sen käyttö (olitpa sitten yksityishenkilö tai ammattilainen) tai jopa sen ominaisuuksia (monitoimi, tallennin, muisti, vedenpitävä, automaattinen sammutus, äänetön tila jne.). Saadaksesi lisätietoja lämpömittarista, tee tutkimus suoraan oppaastamme tai älä tuhlaa enempää aikaa ja soita asiantuntijalle!
Saatat myös pitää:
