เครื่องวัดอุณหภูมิ
เครื่องวัดอุณหภูมิเป็นอุปกรณ์ที่มาตรการอุณหภูมิหรืออุณหภูมิลาด (ระดับของความร้อนหรือความเย็นของวัตถุ) เทอร์โมมิเตอร์มีองค์ประกอบที่สำคัญสองประการ: (1) เซ็นเซอร์อุณหภูมิ (เช่น กระเปาะของเทอร์โมมิเตอร์แบบปรอทในแก้วหรือเซ็นเซอร์ไพโรเมตริกในเทอร์โมมิเตอร์อินฟราเรด ) ซึ่งการเปลี่ยนแปลงบางอย่างเกิดขึ้นเมื่ออุณหภูมิเปลี่ยนแปลง และ (2) วิธีการบางอย่างในการแปลงการเปลี่ยนแปลงนี้เป็นค่าตัวเลข (เช่น มาตราส่วนที่มองเห็นได้ซึ่งทำเครื่องหมายไว้บนเทอร์โมมิเตอร์แบบปรอทในแก้วหรือการอ่านข้อมูลดิจิทัลบนแบบจำลองอินฟราเรด) เทอร์โมมิเตอร์ใช้กันอย่างแพร่หลายในเทคโนโลยีและอุตสาหกรรมเพื่อตรวจสอบกระบวนการอุตุนิยมวิทยา การแพทย์ และในการวิจัยทางวิทยาศาสตร์


หลักการบางอย่างของเทอร์โมมิเตอร์เป็นที่รู้จักของนักปรัชญาชาวกรีกเมื่อสองพันปีก่อน ตามที่Henry Carrington Bolton (1900) ตั้งข้อสังเกตว่า "การพัฒนาของเทอร์โมมิเตอร์จากของเล่นที่หยาบไปจนถึงเครื่องมือที่มีความแม่นยำมีมานานกว่าศตวรรษ และประวัติศาสตร์ในยุคแรก ๆ ของมันถูกพันธนาการด้วยข้อความที่ผิดพลาดซึ่งได้รับการตอกย้ำด้วยหลักคำสอนดังกล่าวว่าพวกเขาได้รับเท็จ ตราประทับอำนาจ" [2]แพทย์ชาวอิตาลีซานโตริโอ ซานโตริโอ ( Sanctorius, 1561-1636) [3]มักให้เครดิตกับการประดิษฐ์เทอร์โมมิเตอร์เครื่องแรก แต่การกำหนดมาตรฐานเสร็จสิ้นตลอดศตวรรษที่ 17 และ 18 [4] [5] [6]ในทศวรรษแรกของศตวรรษที่ 18 ในสาธารณรัฐดัตช์ , แดเนียลกาเบรียลฟาเรนไฮต์[7]ทำให้ทั้งสองนวัตกรรมการปฏิวัติในประวัติศาสตร์ของวัดอุณหภูมิ เขาคิดค้นเทอร์โมมิเตอร์แบบปรอทในแก้ว (ครั้งแรกที่ใช้กันอย่างแพร่หลาย แม่นยำ เทอร์โมมิเตอร์เชิงปฏิบัติ) [2] [1]และมาตราส่วนฟาเรนไฮต์ ( มาตราส่วนอุณหภูมิมาตรฐานแรกที่ใช้กันอย่างแพร่หลาย) [2]
ประวัติศาสตร์

ในขณะที่เทอร์โมมิเตอร์แต่ละตัวสามารถวัดระดับความร้อนได้ แต่การอ่านเทอร์โมมิเตอร์สองเครื่องไม่สามารถเปรียบเทียบได้เว้นแต่จะสอดคล้องกับมาตราส่วนที่ตกลงกันไว้ วันนี้มีมาตราส่วนอุณหภูมิทางอุณหพลศาสตร์แบบสัมบูรณ์ เครื่องชั่งอุณหภูมิที่ตกลงกันในระดับสากลได้รับการออกแบบมาเพื่อประมาณค่านี้อย่างใกล้ชิด โดยยึดตามจุดคงที่และเทอร์โมมิเตอร์แบบอินเทอร์โพเลต ส่วนใหญ่ที่ผ่านมาขนาดอุณหภูมิอย่างเป็นทางการเป็นสเกลอุณหภูมิระหว่างประเทศปี 1990 โดยขยายจาก 0.65 K (−272.5 °C; −458.5 °F) เป็นประมาณ 1,358 K (1,085 °C; 1,985 °F)

การพัฒนาในช่วงต้น

ผู้เขียนต่าง ๆ ได้ให้เครดิตการประดิษฐ์ของเครื่องวัดอุณหภูมิที่จะเป็นวีรบุรุษของซานเดรีย เครื่องวัดอุณหภูมิก็ไม่ได้เป็นสิ่งประดิษฐ์ที่เดียว แต่ แต่การพัฒนา วีรบุรุษแห่งอเล็กซานเดรีย (ค.ศ. 10–70) รู้หลักการที่ว่าสารบางชนิด โดยเฉพาะอย่างยิ่งในอากาศ ขยายตัวและหดตัว และอธิบายการสาธิตที่ท่อปิดซึ่งเต็มไปด้วยอากาศบางส่วนได้สิ้นสุดในภาชนะที่มีน้ำ [8]การขยายตัวและการหดตัวของอากาศทำให้ตำแหน่งของส่วนต่อประสานน้ำ/อากาศเคลื่อนที่ไปตามท่อ
กลไกดังกล่าวถูกใช้เพื่อแสดงความร้อนและความเย็นของอากาศในเวลาต่อมาด้วยท่อที่ควบคุมระดับน้ำโดยการขยายตัวและการหดตัวของก๊าซ อุปกรณ์เหล่านี้ได้รับการพัฒนาโดยนักวิทยาศาสตร์หลายยุโรปในศตวรรษที่ 16 และ 17 สะดุดตาGalileo Galilei [9]และซานโตริโอซานโตริโอ [3]ด้วยเหตุนี้ อุปกรณ์ต่างๆ จึงแสดงผลลัพธ์นี้ได้อย่างน่าเชื่อถือ และมีการใช้คำว่าเทอร์โมสโคปเนื่องจากสะท้อนการเปลี่ยนแปลงของความร้อนที่รับรู้ได้ (แนวคิดเรื่องอุณหภูมิสมัยใหม่ยังไม่เกิดขึ้น) [9]ความแตกต่างระหว่างเทอร์โมสโคปกับเทอร์โมมิเตอร์คือแบบหลังมีสเกล [10]แม้ว่ากาลิเลโอมักถูกกล่าวขานว่าเป็นผู้ประดิษฐ์เทอร์โมมิเตอร์ แต่ก็ไม่มีเอกสารใดที่รอดตายว่าเขาได้ผลิตเครื่องมือดังกล่าวจริงๆ
แผนภาพแรกที่ชัดเจนของเทอร์โมสโคปถูกตีพิมพ์ในปี ค.ศ. 1617 โดยGiuseppe Biancani (1566 - 1624): แผนภาพแรกที่แสดงมาตราส่วนและประกอบเป็นเทอร์โมมิเตอร์คือSantorio Santorioในปี ค.ศ. 1625 [3]นี่คือหลอดแนวตั้งปิดด้วยหลอดไฟของ อากาศที่ด้านบนโดยที่ปลายล่างเปิดเข้าไปในถังน้ำ ระดับน้ำในท่อถูกควบคุมโดยการขยายตัวและการหดตัวของอากาศ ดังนั้นตอนนี้เราจะเรียกว่าเทอร์โมมิเตอร์แบบอากาศ (11)
คำว่าเทอร์โมมิเตอร์ (ในรูปแบบภาษาฝรั่งเศส) ปรากฏขึ้นครั้งแรกในปี 1624 ในLa Récréation Mathématiqueโดย J. Leurechon ผู้ซึ่งอธิบายเครื่องหนึ่งที่มีมาตราส่วน 8 องศา [12]คำนี้มาจากคำภาษากรีกθερμός , กระติกน้ำร้อนความหมาย "ร้อน" และ μέτρον เมตรอน หมายถึง "วัด"
เครื่องมือข้างต้นได้รับความเดือดร้อนจากข้อเสียที่พวกเขายังเป็นบารอมิเตอร์กล่าวคือมีความไวต่อความกดอากาศ ในปี ค.ศ. 1629 โจเซฟ โซโลมอน เดลเมดิโกนักเรียนของกาลิเลโอและซานโตริโอในปาดัว ได้ตีพิมพ์คำอธิบายและภาพประกอบของเทอร์โมมิเตอร์แบบของเหลวในแก้วที่ปิดสนิท อธิบายว่ามีหลอดไฟที่ด้านล่างของหลอดที่ปิดสนิทซึ่งเต็มไปด้วยบรั่นดีบางส่วน หลอดมีมาตราส่วนตัวเลข เดลเมดิโกไม่ได้อ้างว่าเป็นผู้คิดค้นเครื่องมือนี้ และไม่ได้ตั้งชื่อให้คนอื่นเป็นผู้ประดิษฐ์ [13]ในราวปี ค.ศ. 1654 เฟอร์ดินานโดที่ 2 แห่งเมดิชิ แกรนด์ดยุกแห่งทัสคานี (ค.ศ. 1610–ค.ศ. 1670) ได้ผลิตเครื่องมือดังกล่าว ซึ่งเป็นเทอร์โมมิเตอร์แบบสมัยใหม่เครื่องแรก ขึ้นอยู่กับการขยายตัวของของเหลวและไม่ขึ้นกับความกดอากาศ [12]นักวิทยาศาสตร์หลายคนทดลองกับของเหลวต่างๆ และการออกแบบเทอร์โมมิเตอร์
อย่างไรก็ตามแต่ละประดิษฐ์และแต่ละวัดอุณหภูมิเป็นพิเศษ - มีขนาดไม่มีมาตรฐาน ในปี ค.ศ. 1665 คริสเตียนฮอยเกนส์ (ค.ศ. 1629–1695) แนะนำให้ใช้จุดหลอมเหลวและจุดเดือดของน้ำเป็นมาตรฐาน และในปี ค.ศ. 1694 คาร์โล เรนัลดินี (1615–1698) เสนอให้ใช้เป็นจุดคงที่ในระดับสากล ใน 1701 ไอแซกนิวตัน (1642-1726 / 27) ได้เสนอขนาด 12 องศาระหว่างจุดหลอมละลายของน้ำแข็งและอุณหภูมิของร่างกาย
ยุคแห่งการวัดอุณหภูมิที่แม่นยำ

ใน 1714, ดัตช์[7]นักวิทยาศาสตร์และนักประดิษฐ์แดเนียลกาเบรียลฟาเรนไฮต์คิดค้นเครื่องวัดอุณหภูมิความน่าเชื่อถือเป็นครั้งแรกโดยใช้ปรอทแทนการดื่มเครื่องดื่มแอลกอฮอล์และน้ำผสม ใน 1724 เขาเสนอสเกลอุณหภูมิซึ่งขณะนี้ (ปรับเล็กน้อย) ชื่อของหมี เขาสามารถทำได้เพราะเขาผลิตเทอร์โมมิเตอร์โดยใช้ปรอท (ซึ่งมีสัมประสิทธิ์การขยายตัวสูง) เป็นครั้งแรก และคุณภาพในการผลิตของเขาสามารถให้ขนาดที่ละเอียดกว่าและความสามารถในการทำซ้ำได้มากขึ้น ซึ่งนำไปสู่การนำไปใช้โดยทั่วไป ในปี ค.ศ. 1742 แอนเดอร์ส เซลเซียส ( ค.ศ. 1701–ค.ศ. 1744) ได้เสนอมาตราส่วนที่มีศูนย์ที่จุดเดือดและ 100 องศาที่จุดเยือกแข็งของน้ำ[17]แม้ว่ามาตราส่วนที่ใช้ชื่อของเขาในปัจจุบันจะกลับกัน [18]ฝรั่งเศสกีฏวิทยาเรอเนอองตวนเฟิร์ ชลต์เดอโรยเมอร์ คิดค้นเครื่องดื่มแอลกอฮอล์เครื่องวัดอุณหภูมิและขนาดอุณหภูมิใน 1730 ที่พิสูจน์แล้วว่าท้ายที่สุดจะมีความน่าเชื่อถือน้อยกว่าฟาเรนไฮต์ของปรอทวัดอุณหภูมิ
แพทย์คนแรกที่ใช้เครื่องวัดอุณหภูมิในการปฏิบัติทางคลินิกคือHerman Boerhaave (1668–1738) [19]ในปี พ.ศ. 2409 เซอร์โธมัส คลิฟฟอร์ด ออลบัตต์ (ค.ศ. 1836–1925) ได้คิดค้นเทอร์โมมิเตอร์ทางคลินิกที่ทำให้สามารถอ่านอุณหภูมิร่างกายได้ภายในห้านาทีเมื่อเทียบกับอุณหภูมิยี่สิบ [20]ในปี 2542 ดร. ฟรานเชสโก ปอมเปอีแห่งExergen Corporation ได้เปิดตัวเทอร์โมมิเตอร์หลอดเลือดแดงชั่วขณะเครื่องแรกของโลกซึ่งเป็นเซ็นเซอร์อุณหภูมิแบบไม่รุกรานซึ่งจะสแกนหน้าผากในเวลาประมาณสองวินาทีและให้อุณหภูมิร่างกายที่แม่นยำทางการแพทย์ [21] [22]
การลงทะเบียน
เทอร์โมมิเตอร์แบบเดิมเป็นเทอร์โมมิเตอร์แบบไม่ลงทะเบียนทั้งหมด กล่าวคือ เทอร์โมมิเตอร์ไม่เก็บอุณหภูมิที่อ่านได้หลังจากย้ายไปยังที่ที่มีอุณหภูมิต่างกัน การระบุอุณหภูมิของหม้อของเหลวร้อนกำหนดให้ผู้ใช้ทิ้งเทอร์โมมิเตอร์ไว้ในของเหลวร้อนจนกว่าจะอ่านเสร็จ หากเทอร์โมมิเตอร์แบบไม่ลงทะเบียนถูกถอดออกจากของเหลวร้อน อุณหภูมิที่ระบุบนเทอร์โมมิเตอร์จะเริ่มเปลี่ยนทันทีเพื่อสะท้อนอุณหภูมิของสภาวะใหม่ (ในกรณีนี้คืออุณหภูมิของอากาศ) การลงทะเบียนเทอร์โมมิเตอร์ได้รับการออกแบบให้เก็บอุณหภูมิไว้โดยไม่มีกำหนด เพื่อให้สามารถถอดและอ่านเทอร์โมมิเตอร์ได้ในภายหลังหรือในที่ที่สะดวกกว่า เทอร์โมมิเตอร์แบบลงทะเบียนทางกลจะเก็บอุณหภูมิสูงสุดหรือต่ำสุดที่บันทึกไว้ จนกว่าจะตั้งค่าใหม่ด้วยตนเอง เช่น เขย่าเทอร์โมมิเตอร์แบบปรอทในแก้ว หรือจนกว่าจะมีอุณหภูมิที่รุนแรงยิ่งขึ้นไปอีก เทอร์โมมิเตอร์แบบลงทะเบียนทางอิเล็กทรอนิกส์อาจได้รับการออกแบบให้จดจำอุณหภูมิสูงสุดหรือต่ำสุด หรือเพื่อจดจำอุณหภูมิใดก็ตามที่มีอยู่ ณ จุดที่กำหนดในเวลา
เครื่องวัดอุณหภูมิใช้วิธีการทางอิเล็กทรอนิกส์มากขึ้นในการจัดหาจอแสดงผลดิจิตอลหรืออินพุตไปยังคอมพิวเตอร์
หลักการทางกายภาพของการวัดอุณหภูมิ


เครื่องวัดอุณหภูมิอาจอธิบายได้ว่าเป็นแบบเชิงประจักษ์หรือแบบสัมบูรณ์ เทอร์โมมิเตอร์แบบสัมบูรณ์ได้รับการสอบเทียบเป็นตัวเลขโดยมาตราส่วนอุณหภูมิสัมบูรณ์ทางอุณหพลศาสตร์ โดยทั่วไปแล้ว เทอร์โมมิเตอร์เชิงประจักษ์ไม่จำเป็นต้องสอดคล้องกันอย่างแน่นอนกับเทอร์โมมิเตอร์แบบสัมบูรณ์ในเรื่องการอ่านค่ามาตราส่วนเชิงตัวเลข แต่เพื่อให้เข้าข่ายเป็นเทอร์โมมิเตอร์ได้ทั้งหมด จะต้องเห็นด้วยกับเทอร์โมมิเตอร์แบบสัมบูรณ์และต่อกันด้วยวิธีต่อไปนี้: ให้ร่างกายสองส่วนแยกจากกัน สภาวะสมดุลทางอุณหพลศาสตร์ตามลำดับ เทอร์โมมิเตอร์ทั้งหมดตกลงกันว่าอุณหภูมิแบบใดของทั้งสองแบบมีอุณหภูมิสูงกว่า หรือทั้งสองแบบมีอุณหภูมิเท่ากัน [23]สำหรับสองเครื่องวัดอุณหภูมิเชิงประจักษ์นี้ไม่จำเป็นต้องให้ความสัมพันธ์ระหว่างการอ่านตัวเลขขนาดของพวกเขาจะเป็นเส้นตรง แต่มันก็ไม่จำเป็นต้องมีความสัมพันธ์ที่จะเป็นต่อเนื่องอย่างเคร่งครัด [24]นี่เป็นลักษณะพื้นฐานของอุณหภูมิและเครื่องวัดอุณหภูมิ [25] [26] [27]
ตามธรรมเนียมที่ระบุไว้ในตำราเรียน สิ่งที่เรียกว่า " กฎข้อที่ศูนย์ของอุณหพลศาสตร์ " ล้มเหลวในการให้ข้อมูลนี้ แต่คำกล่าวของกฎข้อที่ศูนย์ของอุณหพลศาสตร์โดยJames Serrinในปี 1977 แม้ว่าจะค่อนข้างเป็นนามธรรมในทางคณิตศาสตร์ก็ให้ข้อมูลมากกว่า สำหรับการวัดอุณหภูมิ: "กฎศูนย์ – มีเส้นทอพอโลยีซึ่งทำหน้าที่เป็นตัวประสานพฤติกรรมทางวัตถุมากมาย จุด ของความหลากหลาย เรียกว่า 'ระดับความร้อน' และ . ที่เรียกว่า 'ความร้อนนานาสากล'" [28]หากต้องการข้อมูลเหล่านี้มีความต้องการที่จะเพิ่มความรู้สึกของความร้อนมากขึ้น; ความรู้สึกนี้สามารถมีอิสระจากcalorimetryของอุณหพลศาสตร์และคุณสมบัติของวัสดุโดยเฉพาะอย่างยิ่งจากการเคลื่อนที่ของ Wien กฎของการแผ่รังสีความร้อน : อุณหภูมิของอ่างของการแผ่รังสีความร้อนเป็นสัดส่วนโดยค่าคงที่สากลกับความถี่สูงสุดของสเปกตรัมความถี่ของมันความถี่นี้เป็นบวกเสมอ แต่สามารถมีค่าที่มีแนวโน้มเป็นศูนย์อีกวิธีหนึ่ง การระบุที่ร้อนกว่าเมื่อเทียบกับสภาวะที่เย็นกว่านั้นมาจากหลักการของพลังค์ ซึ่งเมื่อกระบวนการของงานไอโซโคริกอะเดียแบติกเป็นวิธีการเดียวในการเปลี่ยนแปลงพลังงานภายในของระบบปิด สถานะสุดท้ายของระบบจะไม่เย็นกว่าสถานะเริ่มต้น ยกเว้น สำหรับการเปลี่ยนแปลงเฟสด้วยความร้อนแฝงจะร้อนกว่าสถานะเริ่มต้น[29] [30] [31]
มีหลักการหลายประการในการสร้างเทอร์โมมิเตอร์เชิงประจักษ์ ดังที่ระบุไว้ในหัวข้อ "เทอร์โมมิเตอร์ระดับประถมศึกษาและมัธยมศึกษา" นี้ หลักการดังกล่าวหลายประการขึ้นอยู่กับความสัมพันธ์เชิงโครงสร้างระหว่างสถานะของวัสดุเฉพาะที่คัดเลือกมาอย่างเหมาะสมและอุณหภูมิของวัสดุ วัสดุบางชนิดเท่านั้นที่เหมาะสำหรับจุดประสงค์นี้ และอาจถือเป็น "วัสดุเทอร์โมเมตริก" ในทางตรงกันข้าม การวัดความร้อนด้วยกัมมันตภาพรังสีขึ้นอยู่กับความสัมพันธ์เชิงองค์ประกอบของวัสดุเพียงเล็กน้อยเท่านั้น ในแง่หนึ่งแล้ว การวัดความร้อนด้วยรังสีอาจถือได้ว่าเป็น "สากล" นี่เป็นเพราะมันขึ้นอยู่กับลักษณะความเป็นสากลของสมดุลทางอุณหพลศาสตร์เป็นหลัก ซึ่งมีคุณสมบัติสากลในการผลิตรังสีวัตถุดำ
วัสดุเทอร์โมเมตริก


เทอร์โมมิเตอร์เชิงประจักษ์มีหลายประเภทตามคุณสมบัติของวัสดุ
เทอร์โมมิเตอร์เชิงประจักษ์จำนวนมากอาศัยความสัมพันธ์ที่เป็นส่วนประกอบระหว่างความดัน ปริมาตร และอุณหภูมิของวัสดุเทอร์โมเมตริก ตัวอย่างเช่น ปรอทจะขยายตัวเมื่อถูกความร้อน
หากใช้สำหรับความสัมพันธ์ระหว่างความดันและปริมาตรกับอุณหภูมิ วัสดุเทอร์โมเมตริกต้องมีคุณสมบัติสามประการ:
(1) การทำความร้อนและความเย็นต้องรวดเร็ว กล่าวคือ เมื่อมีปริมาณความร้อนเข้าหรือออกจากร่างกายของวัสดุ วัสดุจะต้องขยายตัวหรือหดตัวจนถึงปริมาตรสุดท้ายหรือถึงความดันสุดท้าย และต้องถึงอุณหภูมิสุดท้ายโดยไม่ชักช้า ความร้อนบางส่วนที่เข้าสู่ร่างกายสามารถพิจารณาเปลี่ยนปริมาตรของร่างกายที่อุณหภูมิคงที่ และเรียกว่าความร้อนแฝงของการขยายตัวที่อุณหภูมิคงที่ ; และส่วนที่เหลือสามารถพิจารณาเปลี่ยนอุณหภูมิของร่างกายที่ปริมาตรคงที่และเรียกว่าความร้อนจำเพาะที่ปริมาตรคงที่ . วัสดุบางชนิดไม่มีคุณสมบัตินี้ และใช้เวลาในการกระจายความร้อนระหว่างอุณหภูมิและการเปลี่ยนแปลงปริมาตร (32)
(2) การทำความร้อนและความเย็นต้องย้อนกลับได้ กล่าวคือ วัสดุจะต้องสามารถให้ความร้อนและระบายความร้อนได้บ่อยครั้งโดยเพิ่มขึ้นและลดระดับความร้อนเท่าเดิม และยังคงกลับสู่ความดัน ปริมาตร และอุณหภูมิเดิมทุกครั้ง พลาสติกบางชนิดไม่มีคุณสมบัตินี้ [33]
(3) การทำความร้อนและความเย็นจะต้องเป็นแบบโมโนโทนิก (24) [34]กล่าวคือ ตลอดช่วงอุณหภูมิที่ต้องการทำงาน
- (ก) ที่ความดันคงที่ที่กำหนด
- (i) ปริมาตรเพิ่มขึ้นเมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้น หรือ (ii) ปริมาตรลดลงเมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้น
- แต่ไม่ใช่ (i) สำหรับอุณหภูมิบางส่วนและ (ii) สำหรับอุณหภูมิอื่น หรือ
- (b) ที่ปริมาณคงที่ที่กำหนด
- (i) ความดันเพิ่มขึ้นเมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้น หรือ (ii) ความดันลดลงเมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้น
- แต่ไม่ใช่ (i) สำหรับอุณหภูมิบางส่วนและ (ii) สำหรับอุณหภูมิอื่น
ที่อุณหภูมิประมาณ 4 °C น้ำไม่มีคุณสมบัติ (3) และกล่าวกันว่ามีพฤติกรรมผิดปกติในแง่นี้ น้ำจึงไม่สามารถใช้เป็นวัสดุสำหรับเทอร์โมมิเตอร์ชนิดนี้ได้ในช่วงอุณหภูมิใกล้ 4 °C [26] [35] [36] [37] [38]
ในทางกลับกัน แก๊สทั้งหมดมีคุณสมบัติ (1), (2) และ (3)(a)(α) และ (3)(b)(α) ดังนั้นจึงเป็นวัสดุเทอร์โมเมตริกที่เหมาะสม และนั่นเป็นเหตุผลว่าทำไมจึงมีความสำคัญในการพัฒนาเทอร์โมมิเตอร์ [39]
เทอร์โมมิเตอร์ปริมาตรคงที่
ตามรายงานของเพรสตัน (1894/1904) Regnaultพบว่าเครื่องวัดอุณหภูมิอากาศแบบแรงดันคงที่นั้นไม่น่าพอใจ เพราะพวกเขาต้องการการแก้ไขที่ยุ่งยาก เขาจึงสร้างเทอร์โมมิเตอร์วัดปริมาตรอากาศคงที่ [40]เทอร์โมมิเตอร์แบบปริมาตรคงที่ไม่ได้ให้วิธีการหลีกเลี่ยงปัญหาของพฤติกรรมผิดปกติเช่นน้ำที่อุณหภูมิประมาณ 4 °C [38]
เทอร์โมมิเตอร์แบบเรดิโอเมตริก
กฎของพลังค์อธิบายเชิงปริมาณอย่างแม่นยำมากเกี่ยวกับความหนาแน่นสเปกตรัมกำลังของการแผ่รังสีแม่เหล็กไฟฟ้าภายในโพรงที่มีผนังแข็งในตัวที่ทำจากวัสดุที่ทึบแสงอย่างสมบูรณ์และสะท้อนแสงได้ไม่ดี เมื่อถึงจุดสมดุลทางอุณหพลศาสตร์ โดยเป็นหน้าที่ของอุณหภูมิทางอุณหพลศาสตร์สัมบูรณ์เพียงอย่างเดียว รูขนาดเล็กพอในผนังของโพรงจะปล่อยรังสีของวัตถุสีดำมาใกล้เพียงพอ ซึ่งสามารถวัดรัศมีของสเปกตรัมได้อย่างแม่นยำ ผนังของโพรงที่ทึบแสงอย่างสมบูรณ์และสะท้อนแสงได้ไม่ดี อาจเป็นวัสดุใดๆ ก็ได้โดยไม่แยแส ซึ่งให้เทอร์โมมิเตอร์แบบสัมบูรณ์ที่สามารถทำซ้ำได้ดีในช่วงอุณหภูมิที่กว้างมาก สามารถวัดอุณหภูมิสัมบูรณ์ของร่างกายภายในโพรงได้
เทอร์โมมิเตอร์ปฐมภูมิและทุติยภูมิ
เทอร์โมมิเตอร์เรียกว่า ประถมหรือทุติยภูมิ โดยพิจารณาจากวิธีการวัดปริมาณทางกายภาพดิบที่วัดกับอุณหภูมิ ดังที่สรุปโดย Kauppinen et al. "สำหรับเทอร์โมมิเตอร์ปฐมภูมิสมบัติที่วัดได้ของสสารเป็นที่ทราบกันดีอยู่แล้วว่าอุณหภูมิสามารถคำนวณได้โดยไม่มีปริมาณที่ไม่รู้จัก ตัวอย่างของสิ่งเหล่านี้คือเทอร์โมมิเตอร์ตามสมการของสถานะของก๊าซบนความเร็วของ เสียงในก๊าซ บนแรงดันเสียงรบกวนจากความร้อน หรือกระแสของตัวต้านทานไฟฟ้า และแอนไอโซโทรปีเชิงมุมของการแผ่รังสีแกมมาของนิวเคลียสกัมมันตภาพรังสีบางชนิดในสนามแม่เหล็ก " [41]
ในทางตรงกันข้าม " เทอร์โมมิเตอร์ทุติยภูมิใช้กันอย่างแพร่หลายมากที่สุดเนื่องจากสะดวก นอกจากนี้ มักมีความไวมากกว่าเทอร์โมมิเตอร์แบบปฐมภูมิมาก สำหรับเทอร์โมมิเตอร์ทุติยภูมิความรู้เกี่ยวกับคุณสมบัติที่วัดได้ไม่เพียงพอต่อการคำนวณอุณหภูมิโดยตรง ต้องสอบเทียบ กับเทอร์โมมิเตอร์ปฐมภูมิอย่างน้อยหนึ่งอุณหภูมิหรือที่อุณหภูมิคงที่จำนวนหนึ่ง จุดคงที่ เช่นจุดสามจุดและทรานซิชันของตัวนำยิ่งยวด จะเกิดขึ้นซ้ำได้ที่อุณหภูมิเดียวกัน" [41]
การสอบเทียบ
เทอร์โมมิเตอร์สามารถปรับเทียบได้โดยการเปรียบเทียบกับเทอร์โมมิเตอร์อื่นๆ ที่สอบเทียบแล้ว หรือโดยการตรวจสอบกับจุดคงที่ที่ทราบบนสเกลอุณหภูมิ จุดคงที่ที่รู้จักกันดีที่สุดคือจุดหลอมเหลวและจุดเดือดของน้ำบริสุทธิ์ (โปรดทราบว่าจุดเดือดของน้ำแปรผันตามแรงดัน ดังนั้นจึงต้องควบคุม)
วิธีการดั้งเดิมในการวางสเกลบนเทอร์โมมิเตอร์แบบเหลวในแก้วหรือของเหลวในโลหะ มีสามขั้นตอน:
- จุ่มส่วนการตรวจจับในส่วนผสมของน้ำแข็งบริสุทธิ์และน้ำที่กวนที่ความดันบรรยากาศ และทำเครื่องหมายจุดที่ระบุเมื่อถึงจุดสมดุลทางความร้อน
- จุ่มส่วนการตรวจจับในห้องอบไอน้ำที่ความดันบรรยากาศมาตรฐานและทำเครื่องหมายจุดที่ระบุอีกครั้ง
- แบ่งระยะห่างระหว่างเครื่องหมายเหล่านี้ออกเป็นส่วนเท่าๆ กันตามระดับอุณหภูมิที่ใช้
จุดคงที่อื่นๆ ที่ใช้ในอดีตคืออุณหภูมิของร่างกาย (ของผู้ชายที่แข็งแรงสมบูรณ์) ซึ่งเดิมฟาเรนไฮต์ใช้เป็นจุดคงที่บน (96 °F (35.6 °C) เป็นตัวเลขหารด้วย 12 ลงตัว) และอุณหภูมิต่ำสุด ให้โดยส่วนผสมของเกลือและน้ำแข็ง ซึ่งเดิมเป็นคำจำกัดความของ 0 °F (-17.8 °C) [42] (นี่คือตัวอย่างของส่วนผสม Frigorific .) เมื่ออุณหภูมิของร่างกายแตกต่างกันไป มาตราส่วนฟาเรนไฮต์ก็เปลี่ยนไปใช้จุดเดือดที่จุดคงที่บนที่ 212 ° F (100 ° C) [43]
สิ่งเหล่านี้ได้ถูกแทนที่ด้วยจุดที่กำหนดในมาตราส่วนอุณหภูมิสากลปี 1990แม้ว่าในทางปฏิบัติแล้ว จุดหลอมเหลวของน้ำมักถูกใช้มากกว่าจุดสามจุด แต่จุดหลังนี้จัดการได้ยากกว่าและจำกัดอยู่ที่การวัดมาตรฐานที่สำคัญ ทุกวันนี้ผู้ผลิตมักจะใช้อ่างควบคุมอุณหภูมิหรือบล็อกแข็งซึ่งอุณหภูมิจะคงที่เมื่อเทียบกับเทอร์โมมิเตอร์ที่สอบเทียบแล้ว เทอร์โมมิเตอร์อื่นๆ ที่จะสอบเทียบจะใส่ลงในอ่างหรือบล็อกเดียวกัน และปล่อยให้อยู่ในสภาวะสมดุล จากนั้นจึงทำเครื่องหมายมาตราส่วน หรือการเบี่ยงเบนใดๆ จากมาตราส่วนเครื่องมือที่บันทึกไว้ [44]สำหรับการสอบเทียบอุปกรณ์สมัยใหม่จำนวนมากจะระบุค่าบางอย่างที่จะใช้ในการประมวลผลสัญญาณอิเล็กทรอนิกส์เพื่อแปลงเป็นอุณหภูมิ
ความแม่นยำ ความแม่นยำ และการทำซ้ำ rep


แม่นยำหรือความละเอียดของเครื่องวัดอุณหภูมิเป็นเพียงสิ่งที่ส่วนของการศึกษาระดับปริญญาก็เป็นไปได้ที่จะทำให้การอ่าน สำหรับงานที่มีอุณหภูมิสูง สามารถวัดได้ที่อุณหภูมิใกล้เคียงที่สุด 10 °C ขึ้นไปเท่านั้น เทอร์โมมิเตอร์ทางคลินิกและเทอร์โมมิเตอร์แบบอิเล็กทรอนิกส์จำนวนมากสามารถอ่านได้ที่ 0.1 °C เครื่องมือพิเศษสามารถอ่านค่าได้หนึ่งในพันของค่าดีกรี [ ต้องการการอ้างอิง ]อย่างไรก็ตาม ความแม่นยำนี้ไม่ได้หมายความว่าการอ่านนั้นเป็นจริงหรือแม่นยำ แต่หมายความว่าสามารถสังเกตการเปลี่ยนแปลงเพียงเล็กน้อยเท่านั้น
เทอร์โมมิเตอร์ที่ปรับเทียบไปยังจุดคงที่ที่ทราบนั้นแม่นยำ (เช่น ให้ค่าที่อ่านได้จริง) ณ จุดนั้น เครื่องวัดอุณหภูมิส่วนใหญ่มีการปรับเทียบเดิมที่จะคงปริมาณเครื่องวัดอุณหภูมิก๊าซ [ อ้างอิงจำเป็น ]ระหว่างจุดสอบเทียบคงที่จะใช้การแก้ไขมักจะเป็นเส้นตรง [44]สิ่งนี้อาจให้ความแตกต่างอย่างมีนัยสำคัญระหว่างเทอร์โมมิเตอร์ประเภทต่างๆ ที่จุดที่ห่างไกลจากจุดคงที่ ตัวอย่างเช่น การขยายตัวของปรอทในเทอร์โมมิเตอร์แบบแก้วจะแตกต่างเล็กน้อยจากการเปลี่ยนแปลงความต้านทานของเทอร์โมมิเตอร์แบบต้านทานแบบแพลตตินัมดังนั้นทั้งสองจะไม่เห็นด้วยเล็กน้อยที่อุณหภูมิประมาณ 50°C [45]อาจมีสาเหตุอื่นเนื่องจากความไม่สมบูรณ์ในเครื่องมือ เช่น ในเทอร์โมมิเตอร์แบบเหลวในแก้ว หากหลอดเส้นเลือดฝอยมีขนาดเส้นผ่าศูนย์กลางต่างกัน [45]
สำหรับวัตถุประสงค์หลายประการ การทำซ้ำเป็นสิ่งสำคัญ นั่นคือ เทอร์โมมิเตอร์ตัวเดียวกันให้ค่าที่อ่านค่าเดียวกันสำหรับอุณหภูมิเดียวกันหรือไม่ (หรือเทอร์โมมิเตอร์แบบเปลี่ยนหรือหลายตัวให้ค่าที่อ่านเท่ากัน) การวัดอุณหภูมิที่ทำซ้ำได้หมายความว่าการเปรียบเทียบมีผลในการทดลองทางวิทยาศาสตร์และกระบวนการทางอุตสาหกรรมมีความสอดคล้องกัน ดังนั้นหากเทอร์โมมิเตอร์ชนิดเดียวกันได้รับการสอบเทียบในลักษณะเดียวกัน การอ่านค่าจะถูกต้องแม้ว่าจะไม่ถูกต้องเล็กน้อยเมื่อเทียบกับสเกลสัมบูรณ์
ตัวอย่างของเทอร์โมมิเตอร์อ้างอิงที่ใช้ตรวจสอบมาตรฐานอุตสาหกรรมอื่นๆ ได้แก่เทอร์โมมิเตอร์วัดความต้านทานแบบแพลตตินัมพร้อมจอแสดงผลดิจิตอลที่ 0.1 °C (ความเที่ยงตรง) ซึ่งได้รับการสอบเทียบที่ 5 จุดเทียบกับมาตรฐานแห่งชาติ (−18, 0, 40, 70 , 100 °C) และได้รับการรับรองความถูกต้องที่ ±0.2 °C [46]
ตามมาตรฐานของอังกฤษเทอร์โมมิเตอร์แบบเหลวในแก้วที่ผ่านการสอบเทียบ ใช้ และบำรุงรักษาอย่างถูกต้องสามารถบรรลุความไม่แน่นอนในการวัดที่ ±0.01 °C ในช่วง 0 ถึง 100 °C และความไม่แน่นอนที่มากขึ้นนอกช่วงนี้: ±0.05 °C สูงถึง 200 หรือลดลงถึง -40 °C, ±0.2 °C ถึง 450 หรือลดลงถึง −80 °C [47]
วิธีการวัดอุณหภูมิทางอ้อม
- การขยายตัวทางความร้อน
- การใช้ประโยชน์จากทรัพย์สินของ การขยายตัวของความร้อนต่าง ๆ ขั้นตอนของเรื่อง
- คู่โลหะแข็งที่มีค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวต่างกันสามารถใช้กับ เทอร์โมมิเตอร์แบบกลไกสองโลหะได้ การออกแบบโดยใช้หลักการนี้ก็คือ เครื่องวัดอุณหภูมิ Breguet ของ
- ของเหลวบางชนิดมีค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวค่อนข้างสูงในช่วงอุณหภูมิที่มีประโยชน์ จึงเป็นพื้นฐานสำหรับ เทอร์โมมิเตอร์แบบแอลกอฮอล์หรือ ปรอท การออกแบบทางเลือกโดยใช้หลักการนี้คือ การย้อนกลับของเครื่องวัดอุณหภูมิและ Beckmann ค่าเครื่องวัดอุณหภูมิ
- เช่นเดียวกับของเหลว ก๊าซยังสามารถใช้เพื่อสร้าง เทอร์โมมิเตอร์แก๊สได้อีกด้วย
- ความดัน
- เครื่องวัดอุณหภูมิความดันไอ
- ความหนาแน่น
- เทอร์โมมิเตอร์กาลิเลโอ[48]
- อุณหพลศาสตร์
- สารประกอบบางชนิดแสดง อุณหภูมิความร้อนที่การเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิที่แตกต่างกัน ดังนั้นโดยการปรับอุณหภูมิการเปลี่ยนเฟสสำหรับชุดของสารอุณหภูมิที่สามารถวัดได้ในการเพิ่มขึ้นต่อเนื่องเป็นรูปแบบของ ดิจิตอล นี้เป็นพื้นฐานสำหรับการ วัดอุณหภูมิผลึกเหลว
- เทอร์โมมิเตอร์วัดขอบวง (BET)
- การวัดความร้อนที่ขอบแถบ (BET) ใช้ประโยชน์จากการขึ้นกับอุณหภูมิของช่องว่างแถบของวัสดุเซมิคอนดักเตอร์ เพื่อให้การวัดอุณหภูมิแบบออปติคัล ( เช่น แบบไม่สัมผัส) แม่นยำมาก [49]ระบบ BET ต้องการระบบออปติคัลเฉพาะ เช่นเดียวกับซอฟต์แวร์วิเคราะห์ข้อมูลที่กำหนดเอง [50] [51]
- รังสีจากวัตถุดำ
- วัตถุทั้งหมดที่อยู่เหนือ ศูนย์สัมบูรณ์จะปล่อย รังสีวัตถุสีดำซึ่งสเปกตรัมนั้นแปรผันตรงกับอุณหภูมิ สถานที่แห่งนี้เป็นพื้นฐานสำหรับการเป็น เครื่องวัดหรือ เครื่องวัดอุณหภูมิอินฟราเรดและ ความร้อน มีข้อได้เปรียบของการตรวจจับอุณหภูมิระยะไกล ไม่จำเป็นต้องสัมผัสหรือใกล้ชิดเหมือนเทอร์โมมิเตอร์ส่วนใหญ่ ที่อุณหภูมิสูงรังสีว่าความกลายเป็นมองเห็นและมีการอธิบายโดย อุณหภูมิสี ตัวอย่างเช่นองค์ประกอบความร้อนเรืองแสงหรือประมาณของ อุณหภูมิพื้นผิวของดาว
- เรืองแสง
- เทอร์โมมิเตอร์ฟอสฟอรัส
- สเปกตรัมการดูดกลืนแสง
- เทอร์โมมิเตอร์แบบไฟเบอร์ออปติก
- ความต้านทานไฟฟ้า
- เทอร์โมมิเตอร์วัดความต้านทานที่ใช้วัสดุเช่น Balco alloy
- เทอร์มิสเตอร์
- เครื่องวัดอุณหภูมิแบบปิดคูลอมบ์
- ศักย์ไฟฟ้า
- เทอร์โมคัปเปิลมีประโยชน์ในช่วงอุณหภูมิกว้างตั้งแต่อุณหภูมิแช่แข็งจนถึงมากกว่า 1,000 องศาเซลเซียส แต่โดยทั่วไปจะมีข้อผิดพลาดที่ ±0.5-1.5 องศาเซลเซียส
- ซิลิคอนเซ็นเซอร์วัดอุณหภูมิ bandgapมักจะพบที่บรรจุในแผงวงจรพร้อมกับ ADCและติดต่อเช่น ฉัน2 C โดยปกติแล้วพวกเขามีการระบุไว้ในการทำงานภายในเวลาประมาณ -50 ถึง 150 ° C มีความถูกต้องใน± 0.25-1 ° C ช่วง แต่สามารถปรับปรุงโดย Binning [52] [53]
- เรโซแนนซ์ไฟฟ้า
- เครื่องวัดอุณหภูมิควอทซ์
- เรโซแนนซ์แม่เหล็กนิวเคลียร์
- การเปลี่ยนแปลงทางเคมีขึ้นอยู่กับอุณหภูมิ คุณสมบัตินี้ถูกใช้ในการปรับอุณหภูมิของ NMR probes มักจะใช้ เมทานอลหรือ เอทิลีนไกลคอล [54] [55]สิ่งนี้อาจเป็นปัญหาสำหรับมาตรฐานภายในซึ่งมักจะถือว่ามีการเปลี่ยนแปลงทางเคมีที่กำหนดไว้ (เช่น 0 ppm สำหรับ TMS ) แต่แท้จริงแล้วมีการพึ่งพาอุณหภูมิ [56]
- ความไวต่อแม่เหล็ก
- เหนือ อุณหภูมิ Curie ความอ่อนไหวทาง แม่เหล็กของวัสดุพาราแมกเนติกแสดงการพึ่งพาอุณหภูมิผกผัน ปรากฏการณ์นี้เป็นพื้นฐานของแม่เหล็ก cryometer [57] [58]
แอปพลิเคชั่น
เครื่องวัดอุณหภูมิใช้เอฟเฟกต์ทางกายภาพที่หลากหลายเพื่อวัดอุณหภูมิ เซ็นเซอร์อุณหภูมิใช้ในงานทางวิทยาศาสตร์และวิศวกรรมที่หลากหลาย โดยเฉพาะระบบการวัด ระบบอุณหภูมิส่วนใหญ่เป็นแบบไฟฟ้าหรือแบบกลไก ซึ่งบางครั้งไม่สามารถแยกออกจากระบบที่ควบคุมได้ (เช่นในกรณีของเทอร์โมมิเตอร์แบบปรอทในแก้ว) เครื่องวัดอุณหภูมิใช้ในถนนในสภาพอากาศหนาวเย็นเพื่อช่วยตรวจสอบว่ามีสภาพน้ำแข็งหรือไม่ ภายในอาคารเทอร์มิสเตอร์ถูกนำมาใช้ในระบบการควบคุมอุณหภูมิและความชื้นเช่นเครื่องปรับอากาศ , ตู้แช่แข็ง, เครื่องทำความร้อน , ตู้เย็นและเครื่องทำน้ำอุ่น [59]เทอร์โมมิเตอร์กาลิเลโอใช้ในการวัดอุณหภูมิอากาศภายในอาคาร เนื่องจากช่วงการวัดที่จำกัด
เช่นเครื่องวัดอุณหภูมิผลึกเหลว (ซึ่งใช้thermochromicผลึกเหลว) นอกจากนี้ยังใช้ในแหวนอารมณ์และใช้ในการวัดอุณหภูมิของน้ำในถังปลา
ไฟเบอร์ Bragg ตะแกรงเซ็นเซอร์วัดอุณหภูมิที่ใช้ในการใช้พลังงานนิวเคลียร์สิ่งอำนวยความสะดวกในการตรวจสอบอุณหภูมิแกนเครื่องปฏิกรณ์และหลีกเลี่ยงความเป็นไปได้ของmeltdowns นิวเคลียร์ [60]
การวัดนาโนเมตร
Nanothermometryเป็นสาขาการวิจัยฉุกเฉินที่เกี่ยวข้องกับความรู้เกี่ยวกับอุณหภูมิในระดับย่อยไมโครเมตริก เทอร์โมมิเตอร์แบบธรรมดาไม่สามารถวัดอุณหภูมิของวัตถุที่มีขนาดเล็กกว่าไมโครมิเตอร์ได้ และต้องใช้วิธีการและวัสดุใหม่ๆ นาโนเมตรเมตรใช้ในกรณีเช่นนี้ เทอร์โมมิเตอร์แบบเรืองแสงจัดเป็นเทอร์โมมิเตอร์แบบเรืองแสง (หากใช้แสงในการวัดอุณหภูมิ) และเทอร์โมมิเตอร์แบบไม่เรืองแสง (ระบบที่คุณสมบัติทางเทอร์โมเมตริกไม่เกี่ยวข้องโดยตรงกับการเรืองแสง) [61]
ไครโอมิเตอร์
เครื่องวัดอุณหภูมิใช้สำหรับอุณหภูมิต่ำโดยเฉพาะ
การแพทย์
- เครื่องวัดอุณหภูมิหูมีแนวโน้มที่จะเป็นเครื่องวัดอุณหภูมิอินฟราเรด
- เครื่องวัดอุณหภูมิหน้าผากเป็นตัวอย่างของหนึ่งเครื่องวัดอุณหภูมิผลึกเหลว
- เทอร์โมมิเตอร์วัดทางทวารหนักและทางปากมักเป็นปรอท แต่ส่วนใหญ่แล้วจึงถูกแทนที่ด้วยเทอร์มิสเตอร์ NTCด้วยการอ่านข้อมูลดิจิทัล [62]
มีการใช้เทคนิคเทอร์โมเมตริกต่างๆ ตลอดประวัติศาสตร์ เช่นเทอร์โมมิเตอร์กาลิเลโอไปจนถึงการถ่ายภาพความร้อน [48]เทอร์โมมิเตอร์ทางการแพทย์เช่นเทอร์โมมิเตอร์แบบปรอทในแก้ว เทอร์โมมิเตอร์อินฟราเรด เทอร์โมมิเตอร์แบบเม็ดและเทอร์โมมิเตอร์แบบผลึกเหลวใช้ในสถานพยาบาลเพื่อตรวจสอบว่าบุคคลนั้นมีไข้หรือมีอุณหภูมิต่ำกว่าปกติหรือไม่
ความปลอดภัยของอาหารและอาหาร
เครื่องวัดอุณหภูมิมีความสำคัญต่อความปลอดภัยของอาหารโดยที่อาหารที่อุณหภูมิภายใน 41 และ 135 องศาฟาเรนไฮต์ (5 และ 57 °C) อาจมีแนวโน้มที่การเจริญเติบโตของแบคทีเรียที่เป็นอันตรายได้หลังจากผ่านไปหลายชั่วโมง ซึ่งอาจนำไปสู่การเจ็บป่วยจากอาหารได้ ซึ่งรวมถึงการตรวจสอบอุณหภูมิในการทำความเย็นและการรักษาอุณหภูมิในอาหารที่เสิร์ฟภายใต้โคมไฟความร้อนหรืออ่างน้ำร้อน [59]เทอร์โมมิเตอร์สำหรับทำอาหารมีความสำคัญต่อการพิจารณาว่าอาหารปรุงสุกอย่างเหมาะสมหรือไม่ โดยเฉพาะอย่างยิ่งเทอร์โมมิเตอร์สำหรับเนื้อสัตว์ใช้เพื่อช่วยในการปรุงอาหารเนื้อสัตว์ให้มีอุณหภูมิภายในที่ปลอดภัยในขณะที่ป้องกันไม่ให้ปรุงอาหารมากเกินไป มักพบโดยใช้ขดลวด bimetallic หรือเทอร์โมคัปเปิลหรือเทอร์มิสเตอร์พร้อมการอ่านข้อมูลดิจิทัล เทอร์โมมิเตอร์แบบลูกอมใช้เพื่อช่วยให้ได้ปริมาณน้ำที่เฉพาะเจาะจงในสารละลายน้ำตาลตามอุณหภูมิเดือด
สิ่งแวดล้อม
- เครื่องวัดอุณหภูมิในร่ม-กลางแจ้ง
- ความร้อนเมตรใช้เครื่องวัดอุณหภูมิในการวัดอัตราการไหลของความร้อน
- เทอร์โมสตัทได้ใช้แถบ bimetallic แต่เทอร์มิสเตอร์ดิจิตอลก็ได้รับความนิยมตั้งแต่นั้นเป็นต้นมา
เครื่องวัดอุณหภูมิเครื่องดื่มแอลกอฮอล์ , เครื่องวัดอุณหภูมิอินฟราเรด , ปรอทวัดอุณหภูมิในแก้วเครื่องวัดอุณหภูมิบันทึก , เทอร์มิสเตอร์และเครื่องวัดอุณหภูมิหกถูกนำมาใช้ในอุตุนิยมวิทยาและภูมิอากาศในระดับต่างๆของบรรยากาศและมหาสมุทร เครื่องบินใช้เทอร์โมมิเตอร์และไฮโกรมิเตอร์เพื่อตรวจสอบว่ามีสภาพน้ำแข็งในชั้นบรรยากาศตามเส้นทางการบินหรือไม่ วัดเหล่านี้ถูกนำมาใช้ในการเริ่มต้นรูปแบบการพยากรณ์สภาพอากาศ เครื่องวัดอุณหภูมิใช้ในถนนในสภาพอากาศหนาวเย็นเพื่อช่วยตรวจสอบว่ามีสภาพน้ำแข็งและในร่มในระบบควบคุมสภาพอากาศหรือไม่
ดูสิ่งนี้ด้วย
- สถานีตรวจอากาศสนามบินอัตโนมัติ
- เครื่องมืออุณหพลศาสตร์
- เทอร์โมมิเตอร์ต่ำสุดสูงสุด
- เทอร์โมมิเตอร์กระเปาะเปียกและแห้ง
- ปรอทวัดไข้ในแก้วglass
- เครื่องวัดอุณหภูมิอินฟราเรด
- เครื่องวัดอุณหภูมิทางการแพทย์ Medical
- เทอร์โมมิเตอร์วัดความต้านทาน
อ้างอิง
- ^ ขค Knake มาเรีย (เมษายน 2011) "กายวิภาคของเทอร์โมมิเตอร์แบบเหลวในแก้ว" . AASHTO Re: แหล่งเดิม AMRL (aashtoresource.org) สืบค้นเมื่อ4 สิงหาคม 2018 .
เทอร์โมมิเตอร์แบบปรอทเป็นเวลาหลายทศวรรษเป็นแกนนำในห้องปฏิบัติการทดสอบหลายแห่ง หากใช้อย่างถูกต้องและปรับเทียบอย่างถูกต้อง เทอร์โมมิเตอร์ปรอทบางประเภทสามารถแม่นยำได้อย่างเหลือเชื่อ เทอร์โมมิเตอร์แบบปรอทสามารถใช้ได้ในอุณหภูมิตั้งแต่ -38 ถึง 350 องศาเซลเซียส การใช้ส่วนผสมของปรอท- แทลเลียมสามารถขยายความสามารถในการใช้เทอร์โมมิเตอร์แบบปรอทที่อุณหภูมิต่ำเป็น -56°C ( ... ) แต่ไม่กี่ของเหลวได้รับพบว่าเลียนแบบคุณสมบัติ thermometric ของสารปรอทในการทำซ้ำและความถูกต้องของการวัดอุณหภูมิ แม้ว่ามันอาจจะเป็นพิษ แต่เมื่อพูดถึงเทอร์โมมิเตอร์ LiG [Liquid-in-Glass] ปรอทก็ยังเอาชนะได้ยาก
- อรรถa b c Bolton, Henry Carrington : Evolution of the Thermometer, 1592–1743 . ( อีสตัน เพนซิลเวเนีย : Chemical Publishing Company, 1900)
- ^ a b c บิกอตติ, ฟาบริซิโอ (2018). "น้ำหนักของเครื่อง: Santorio ของเครื่องวัดอุณหภูมิและประวัติความเป็นมาเริ่มต้นของการแพทย์ทบทวนปริมาณ" วารสารการศึกษาสมัยใหม่ตอนต้น . 7 (1): 73–103. ดอย : 10.5840/jems2018714 . ISSN 2285-6382 . พีเอ็ม ซี 6407691 . PMID 30854347 .
- ^ คอร์ท อาร์โนลด์ (12 พฤษภาคม 2510) "เกี่ยวกับการประดิษฐ์ที่สำคัญ" (PDF) . อ้างอิงวารสารต้องการ
|journal=
( ความช่วยเหลือ ) - ^ เชอร์รี่, เดวิด (2011). "เทอร์โมสโคป เทอร์โมมิเตอร์ และพื้นฐานของการวัด" (PDF) . การศึกษาประวัติศาสตร์และปรัชญาวิทยาศาสตร์ . 42 (4): 509–524. ดอย : 10.1016/j.shpsa.2011.07.001 .
- ^ แมคกี้, โธมัส โดนัลด์ (1988). หลักการและวิธีการของการวัดอุณหภูมิ หน้า 2–9. ISBN 9780471627678.
- ^ ข แดเนียลกาเบรียลฟาเรนไฮต์เกิดในซิช (Gdańsk) จากนั้นเป็นเมืองที่พูดภาษาเยอรมันส่วนใหญ่ในหู Voivodeshipของโปแลนด์ลิทัวเนีย ต่อมาเขาย้ายไปสาธารณรัฐดัตช์เมื่ออายุได้ 15 ปี ซึ่งเขาใช้ชีวิตที่เหลืออยู่ (ค.ศ. 1701–1736)
- ^ TD McGee (1988)หลักการและวิธีการวัดอุณหภูมิไอเอสบีเอ็น 0-471-62767-4
- ^ a b R.S. Doak (2005) กาลิเลโอ: นักดาราศาสตร์และนักฟิสิกส์ ISBN 0-7565-0813-4 p36
- ^ TD McGee (1988)หลักการและวิธีการวัดอุณหภูมิหน้า 3, ไอเอสบีเอ็น 0-471-62767-4
- ^ TD McGee (1988)หลักการและวิธีการวัดอุณหภูมิ , หน้า 2–4 ไอเอสบีเอ็น 0-471-62767-4
- ^ ข R.P. เบเนดิกต์ (1984) พื้นฐานของอุณหภูมิความดันและการวัดการไหล, 3rd ed, ISBN 0-471-89383-8หน้า 4
- ^ แอดเลอร์, เจคอบ (1997). "JS Delmedigo และเครื่องวัดอุณหภูมิของเหลวในแก้ว" พงศาวดารของวิทยาศาสตร์ . 54 (3): 293–299. ดอย : 10.1080/00033799700200221 .
- ^ Grigull อูล (1966) ฟาเรนไฮต์เป็นผู้บุกเบิกที่ต้องการวัดอุณหภูมิ (The Proceedings of the 8th International Heat Transfer Conference, San Francisco, 1966, Vol. 1, pp. 9–18.)
- ^ Peshin, Akash (22 ตุลาคม 2019). "ทำไมจึงใช้ปรอทในเทอร์โมมิเตอร์?" . วิทยาศาสตร์ ABC (scienceabc.com) . สืบค้นเมื่อ22 มิถุนายน 2020 .
- ^ ซิมป์สัน วิกตอเรีย (21 พฤษภาคม 2020) "ทำไมจึงใช้ปรอทในเทอร์โมมิเตอร์" . WorldAtlas.com . สืบค้นเมื่อ21 มิถุนายน 2020 .
- ^ RP Benedict (1984) พื้นฐานของการวัดอุณหภูมิ ความดัน และการไหล, 3rd ed, ISBN 0-471-89383-8หน้า 6
- ^ เทอร์โมมิเตอร์ของคริสติน Archived 2013-06-01 ที่ Wayback Machineและเทอร์โมมิเตอร์ของ Linnaeus
- ^ ตาล SY; หู, เอ็ม (2004). "ยาในแสตมป์: Hermann Boerhaave (1668 - 1738): 18th Century Teacher Extraordinaire" (PDF) . วารสารการแพทย์สิงคโปร์ . 45 (1). น. 3-5.
- ^ เซอร์โทมัสคลิฟฟอร์ดอั ลบัตต์ ,สารานุกรม Britannica
- ^ เอ็กเซอร์เจน คอร์ปอเรชั่น . เอ็กเซอร์เจน.คอม สืบค้นเมื่อ 2011-03-30.
- ^ สิทธิบัตรโดยนักประดิษฐ์ ฟรานเชสโก ปอมเปอี :: สิทธิบัตร Justia . สิทธิบัตร.justia.com สืบค้นเมื่อ 2011-03-30.
- ^ Beattie, JA, Oppenheim, I. (1979) หลักการทางอุณหพลศาสตร์ , Elsevier Scientific Publishing Company, Amsterdam, ISBN 0-444-41806-7 , หน้า 29.
- ^ ข ทอมเซ่น เจเอส (1962) "การปรับปรุงกฎข้อที่ศูนย์ของอุณหพลศาสตร์". น. เจ ฟิส . 30 (4): 294–296. Bibcode : 1962AmJPh..30..294T . ดอย : 10.1119/1.1941991 .
- ^ Mach, E. (1900). Die Principien der Wärmelehre Historisch-kritsch entwickelt , Johann Ambrosius Barth, Leipzig, ตอนที่ 22, หน้า 56-57. การแปลภาษาอังกฤษแก้ไขโดย McGuinness, B. (1986), Principles of the Theory of Heat, Historically and Critically Elucidated , D. Reidel Publishing, Dordrecht, ISBN 90-277-2206-4 , ตอนที่ 5, หน้า 48–49, ตอนที่ 22, หน้า 60–61.
- อรรถเป็น ข ท รูสเดลล์ แคลิฟอร์เนีย (1980) The Tragicomical History of Thermodynamics, 1822-1854 , สปริงเกอร์, นิวยอร์ก, ISBN 0-387-90403-4
- ^ เซอร์ริน เจ. (1986). บทที่ 1 'โครงร่างของโครงสร้างทางอุณหพลศาสตร์' หน้า 3-32โดยเฉพาะหน้า6 ในมุมมองใหม่ในอุณหพลศาสตร์แก้ไขโดย J. Serrin, Springer, Berlin, ISBN 3-540-15931-2 .
- ^ เซอร์ริน เจ. (1978). แนวคิดของอุณหพลศาสตร์ในการพัฒนาร่วมสมัยในกลศาสตร์ต่อเนื่องและสมการเชิงอนุพันธ์บางส่วน การประชุมวิชาการระดับนานาชาติว่าด้วยกลไกต่อเนื่องและสมการเชิงอนุพันธ์ย่อย รีโอเดจาเนโร สิงหาคม 1977แก้ไขโดย GM de La Penha, LAJ Medeiros, North-Holland, Amsterdam, ISBN 0-444-85166-6 , หน้า 411-451.
- ^ พลังค์, ม. (1926). Über ตาย Begründung des zweiten Hauptsatzes der Thermodynamik, S.-B. พรัส. อากาด. วิส ฟิสิกส์ คณิตศาสตร์ กล. : 453–463.
- ^ Buchdahl, HA (1966) The Concepts of Classical Thermodynamics , Cambridge University Press, London, pp. 42–43.
- ^ Lieb, EH; อิงค์วาสัน, เจ. (1999). "ฟิสิกส์และคณิตศาสตร์ของกฎข้อที่สองของอุณหพลศาสตร์". รายงานฟิสิกส์ . 314 (1–2): 1–96 [56]. arXiv : hep-ph/9807278 . Bibcode : 1999PhR...314....1L . ดอย : 10.1016/S0370-1573(98)00128-8 . S2CID 119517140 .
- ^ Truesdell, C., Bharatha, S. (1977). แนวคิดและตรรกะของอุณหพลศาสตร์แบบคลาสสิกในฐานะทฤษฎีเครื่องยนต์ความร้อน สร้างขึ้นอย่างเข้มงวดบนรากฐานที่วางโดย S. Carnot และ F. Reech , Springer, New York, ISBN 0-387-07971-8 , หน้า 20.
- ^ ซีกเลอร์, เอช., (1983). An Introduction to Thermomechanics , นอร์ธฮอลแลนด์, อัมสเตอร์ดัม, ISBN 0-444-86503-9
- ^ ลันด์สเบิร์ก PT (1961) อุณหพลศาสตร์พร้อมภาพประกอบทางสถิติควอนตัมสำนักพิมพ์ Interscience, New York, หน้า 17
- ↑ แม็กซ์เวลล์ เจซี (1872) Theory of Heat , Third edition, Longmans, Green, and Co., London, หน้า 232-233.
- ^ Lewis, GN, Randall, M. (1923/1961). เทอร์โมไดนามิกส์ ฉบับที่สองแก้ไขโดย KS Pitzer, L. Brewer, McGraw-Hill, New York, หน้า 378-379
- ^ ทอมเซ่น เจเอส; Hartka, TJ (1962). "วัฏจักรคาร์โนต์แปลก ๆ อุณหพลศาสตร์ของระบบที่มีความหนาแน่นสูงสุด" น. เจ ฟิส . 30 (1): 26–33. Bibcode : 1962AmJPh..30...26T . ดอย : 10.1119/1.1941890 .
- ^ a b Truesdell, C., Bharatha, S. (1977) แนวคิดและตรรกะของอุณหพลศาสตร์แบบคลาสสิกในฐานะทฤษฎีเครื่องยนต์ความร้อน สร้างขึ้นอย่างเข้มงวดบนรากฐานที่วางโดย S. Carnot และ F. Reech , Springer, New York, ISBN 0-387-07971-8 , หน้า 9-10, 15-18, 36-37.
- ^ พลังค์, ม. (1897/1903). บทความเกี่ยวกับอุณหพลศาสตร์แปลโดย A. Ogg, Longmans, Green & Co. , London
- ^ เพรสตันตัน (1894/1904) ทฤษฎีความร้อนฉบับที่สอง แก้ไขโดย JR Cotter, Macmillan, London, Section 92.0
- ^ ข คัปปิเนน เจแปน ; โลเบิร์ก KT; แมนนิเนน เอเจ; เพโคลา เจพี (1998). "เทอร์โมมิเตอร์ปิดล้อมคูลอมบ์: การทดสอบและเครื่องมือวัด" . รายได้วิทย์ instrum 69 (12): 4166–4175. Bibcode : 1998RScI...69.4166K . ดอย : 10.1063/1.1149265 . S2CID 33345808 .
- ^ RP Benedict (1984)พื้นฐานของการวัดอุณหภูมิ ความดัน และการไหล , 3rd ed, ISBN 0-471-89383-8 , หน้า 5
- ^ เจ. ลอร์ด (1994)ขนาดISBN 0-273228-5หน้า 293
- ^ ข R.P. เบเนดิกต์ (1984) พื้นฐานของอุณหภูมิความดันและการวัดการไหล , 3rd ed, ISBN 0-471-89383-8บทที่ 11 "การปรับเทียบเซ็นเซอร์อุณหภูมิ"
- อรรถเป็น ข ต. ดันแคน (1973) ฟิสิกส์ขั้นสูง: วัสดุและกลศาสตร์ (จอห์น เมอร์เรย์, ลอนดอน) ไอเอสบีเอ็น 0-7195-2844-5
- ^ เทอร์โมมิเตอร์อ้างอิงพีคเซนเซอร์
- ^ BS1041-2.1:1985 การวัดอุณหภูมิ - ส่วนที่ 2: เทอร์โมมิเตอร์แบบขยาย หมวด 2.1 แนวทางการเลือกและการใช้เทอร์โมมิเตอร์แบบเหลวในแก้ว
- ^ ข EFJ Ring (มกราคม 2550) "พัฒนาการทางประวัติศาสตร์ของการวัดอุณหภูมิในทางการแพทย์". อินฟราเรดฟิสิกส์และเทคโนโลยี 49 (3): 297–301. Bibcode : 2007InPhT..4..297R . ดอย : 10.1016/j.infrared.2006.06.029 .
- ^ "เทอร์โมมิเตอร์แบบแบนด์วิดธ์" . โมเลกุลลำแสง epitaxy กลุ่มงานวิจัย 2014-08-19 . สืบค้นเมื่อ2019-08-14 .
- ^ จอห์นสัน, เชน (พฤษภาคม 1998). "การควบคุมอุณหภูมิในแหล่งกำเนิดของการเติบโตของ epitaxy ของลำแสงโมเลกุลโดยใช้อุณหภูมิขอบแถบ" วารสารฝุ่นวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี B: ไมโครอิเล็กทรอนิกส์และโครงสร้างนาโนเมตร 16 (3) : 1502. Bibcode : 1998JVSTB..16.1502J . ดอย : 10.1116/1.589975 . hdl : 2286/RI27894 .
- ^ Wissman, แบร์รี่ (มิถุนายน 2559). "ความจริงที่อยู่เบื้องหลังวิธีอุณหภูมิเวเฟอร์วันนี้: วงดนตรีขอบวัดอุณหภูมิเทียบกับการแผ่รังสี-แก้ไข pyrometry" (PDF) สืบค้นเมื่อ22 ธันวาคม 2020 .
- ^ "MCP9804: ± 0.25 ° C ทั่วไป Digital ความแม่นยำเซนเซอร์วัดอุณหภูมิ" ไมโครชิป 2555 . สืบค้นเมื่อ2017-01-03 .
- ^ "Si7050 / 1/3/4/5 A20: เซนเซอร์ I2C อุณหภูมิ" (PDF) ซิลิคอนแล็บ 2559 . สืบค้นเมื่อ2017-01-03 .
- ^ ไฟน์ไดเซน, ม.; แบรนด์ ต.; Berger, S. (กุมภาพันธ์ 2550). "เครื่องวัดอุณหภูมิ A1H-NMR เหมาะสำหรับตู้แช่เย็น" . เรโซแนนซ์แม่เหล็กในวิชาเคมี . 45 (2): 175–178. ดอย : 10.1002/mrc.1941 . PMID 17154329 . S2CID 43214876 .
- ^ เบราน์, สเตฟาน เบอร์เกอร์ ;ซิกมาร์ (2004). การทดลอง NMR 200 ขึ้นไป : หลักสูตรภาคปฏิบัติ ([3. ed.]. ed.) ไวน์ไฮม์: WILEY-VCH. ISBN 978-3-527-31067-8.
- ^ ฮอฟฟ์แมน, รอย อี.; เบกเกอร์, เอ็ดวิน ดี. (กันยายน 2548). "ขึ้นอยู่กับอุณหภูมิของการเปลี่ยนแปลงทางเคมีของ 1H tetramethylsilane ในคลอโรฟอร์มเมทานอลและ Dimethylsulfoxide" วารสารเรโซแนนซ์แม่เหล็ก . 176 (1): 87–98. Bibcode : 2005JMagR.176...87H . ดอย : 10.1016/j.jmr.2005.05.015 . PMID 15996496 .
- ^ ครูซิอุส, มัตติ (2014). "เทอร์โมมิเตอร์แบบแม่เหล็ก". AccessScience ดอย : 10.1036/1097-8542.398650 .
- ^ Sergatskov, DA (ต.ค. 2546) "New paramagnetic ไวเทอร์โมมิเตอร์สำหรับวัดฟิสิกส์พื้นฐาน" (PDF) AIP ประชุมการดำเนินการ (PDF) 684 . น. 1009–1014. ดอย : 10.1063/1.1627261 .
- ^ ข แองเจลา เอ็ม. เฟรเซอร์, Ph.D. (2549-04-24). "ความปลอดภัยของอาหาร: เทอร์โมมิเตอร์" (PDF) . มหาวิทยาลัยแห่งรัฐนอร์ทแคโรไลนา . หน้า 1–2 . สืบค้นเมื่อ2010-02-26 .
- ^ เฟอร์นันเดซ, อัลแบร์โต เฟอร์นันเดซ ; Gusarov, Andrei I.; บริชาร์ด, เบอนัวต์; โบดาร์, เสิร์จ; แลมเมนส์, โคเอน; Berghmans, ฟรานซิส; Decréton, มาร์ค; เมเกรต์, ปาทริซ; บลอนเดล, มิเชล; เดลแชมเบร, อแลง (2002). "การตรวจสอบอุณหภูมิของแกนเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ด้วยเซ็นเซอร์ตะแกรง Bragg แบบไฟเบอร์มัลติเพล็กซ์" วิศวกรรมแสง . 41 (6): 1246–1254. Bibcode : 2002OptEn..41.1246F . CiteSeerX 10.1.1.59.1761 . ดอย : 10.1117/1.1475739 .
- ^ ไบรท์ คาร์ลอส DS; ลิมา, แพทริเซีย พี.; ซิลวา, นูโน โจ; มิลลัน แองเจิล; Amaral, Vitor S.; ปาลาซิโอ, เฟอร์นันโด; คาร์ลอส, หลุยส์ ดี. (2012). "เทอร์โมมิเตอร์ที่ระดับนาโน". นาโนสเกล . 4 (16): 4799–829. Bibcode : 2012Nanos...4.4799B . ดอย : 10.1039/C2NR30663H . hdl : 10261/76059 . PMID 22763389 .
- ^ US Active 6854882 , Ming-Yun Chen, "Rapid response electronic clinic thermometer" เผยแพร่เมื่อ 2005-02-15 มอบหมายให้ Actherm Inc.
อ่านเพิ่มเติม
- มิดเดิลตัน, WEK (1966). ประวัติศาสตร์ของเครื่องวัดอุณหภูมิและการใช้งานในอุตุนิยมวิทยา บัลติมอร์: Johns Hopkins Press พิมพ์ซ้ำ 2545, ไอเอสบีเอ็น 0-8018-7153-0 .
- ประวัติเทอร์โมมิเตอร์
- [1] - บทวิจารณ์ล่าสุดเกี่ยวกับ Thermometry ที่ Nanoscale
ลิงค์ภายนอก
- ประวัติอุณหภูมิและเทอร์โมมิเตอร์
- นักการศึกษาเคมีเล่ม 1 5, No. 2 (2000)เทอร์โมมิเตอร์—จากความรู้สึกถึงเครื่องดนตรี
- ช่องประวัติศาสตร์ – การประดิษฐ์ – สิ่งประดิษฐ์และการค้นพบสมัยใหม่ที่โดดเด่น
- เกี่ยวกับ – เทอร์โมมิเตอร์ – เทอร์โมมิเตอร์ – ประวัติศาสตร์ยุคแรก แอนเดอร์ส เซลเซียส กาเบรียล ฟาเรนไฮต์ และทอมสัน เคลวิน
- เทอร์โมมิเตอร์และของเหลวเทอร์โมเมตริก - ปรอทและแอลกอฮอล์
- ห้องปฏิบัติการสอบเทียบเทอร์โมมิเตอร์อุตสาหกรรมของ NIST
- เทอร์โมมิเตอร์ที่ระดับนาโน —รีวิว