В зависимости от цели использования были разработаны и изготовлены различные термометры. Конструкция основана на использовании явления теплового расширения и сжатия твердых тел, жидкостей и газов под действием температуры, при условии постоянного объема, изменения давления газа (или пара) из-за разных температур, влияние теплового излучения и т.д.
По принципу работы термометры можно разделить на следующие категории:
Газовый термометр
Водород или гелий часто используются в качестве среды измерения температуры, потому что температура жидкости водорода и гелия очень низкая, близкая к абсолютному нулю, поэтому диапазон измерения температуры очень широк. Этот термометр очень точен и в основном используется для точных измерений.
Термометры сопротивления
Они делятся на металлические термометры сопротивления и полупроводниковые термометры сопротивления, оба из которых сделаны в соответствии со свойством изменения значения сопротивления в зависимости от температуры. Металлические термометры в основном изготавливаются из чистых металлов, таких как платина, золото, медь, никель и сплавов родиевого железа и фосфористой бронзы. Полупроводниковые термометры в основном изготавливаются из углерода, германия и др. термометры сопротивления просты в обращении, надежны и широко применяются. Они имеют диапазон измерения от -260°C до примерно 600°C.
Термометры термопары
Это прибор для измерения температуры, который широко используется в промышленности. Основной принцип работы основан на термоэлектрическом явлении. Два разных провода свариваются вместе, образуя рабочий конец, а два других конца соединяются со счетчиком, образуя цепь. Измеряя электрические величины, можно определить температуру в другом месте, используя температуру в известном месте. Этот тип подходит для измерения двух веществ с большой разницей температур и в основном используется для измерения высоких температур. Некоторые термопары могут измерять температуру до 3000°C, а некоторые могут измерять низкие температуры, близкие к абсолютному нулю.
Стрелочный термометр
Это термометр в форме приборной панели, также известный как датчик холода и тепла, который используется для измерения температуры в помещении и основан на принципе теплового расширения и сжатия металла. Он использует биметалл в качестве чувствительного элемента температуры для управления указателем. Биметаллические пластины обычно склепаны вместе с медными пластинами и железными пластинами, с медными пластинами слева и железными пластинами справа. Поскольку тепловое расширение и сжатие меди более очевидно, чем у железа, при повышении температуры медная пластина тянет железную пластину, изгибаясь вправо, и стрелка отклоняется вправо, указывая на высокую температуру. Температура становится ниже, и стрелка перемещается влево, указывая на низкую температуру.
Термометр со стеклянной трубкой
Термометр со стеклянной трубкой использует принцип теплового расширения и сжатия для измерения температуры. Поскольку коэффициент расширения среды измерения температуры отличается от точки кипения и точки замерзания, наши обычные термометры со стеклянной трубкой в основном включают в себя: парафиновый термометр, ртутный термометр, термометр для воды с красной перьевой ручкой. К достоинствам можно отнести простоту конструкции, удобство использования, относительно высокую точность измерения и невысокую цену. Недостатком является то, что верхний и нижний пределы измерения и точность ограничены качеством стекла и свойствами среды измерения температуры.
Термометр давления
Термометр давления использует объемное расширение или изменение давления жидкости, газа или насыщенного пара в закрытом контейнере после нагревания в качестве измерительного сигнала. Основная конструкция состоит из трех частей: термометра, капилляра и индикатора. Преимущества термометров давления: простая конструкция, высокая механическая прочность, не боятся вибраций. Недорогой и не требует внешнего источника питания. Недостатками являются: ограниченный диапазон измерения температуры, обычно от -80 до 400°C, большие потери тепла и медленное время отклика.
Ртутный термометр
Это прибор, представляющий собой своеобразный расширительный термометр. Температура замерзания ртути составляет -38,87°C, а температура кипения – 356,7°C. Он используется для измерения температуры в диапазоне 0-150°C или 500°C. Его можно использовать только в качестве локального инструмента мониторинга. Использование его для измерения температуры не только просто и интуитивно понятно, но и позволяет избежать ошибки внешнего удаленного термометра.
