Виды термометров для измерения температуры воды. Большая энциклопедия нефти и газа

Существует несколько видов термометров, среди которых наиболее массово используются жидкостные (в том числе, и традиционные ртутные), механические, электрические. Также все большую популярность приобретают инфракрасные термометры. Как же работают эти термометры?

Жидкостный термометр.

Впервые термометр, каким мы привыкли его видеть, сделал Габриель Фаренгейт в 1717 г., и в этом виде термометр дошел до наших дней. Жидкостные термометры основаны на принципе изменения объема жидкости при нагревании или охлаждении.

Температурная шкала

Создав свой первый термометр, Габриель Даниель Фаренгейт проградуировал его, приняв за отметку в 0 градусов температуру замерзания смеси из воды, морской соли и нашатырного спирта, а отметкой в 100 градусов он обозначил температуру человеческого тела. Эта шкала оказалась не очень удобной для использования, и в дальнейшем он ее поменял, установив температуру таяния льда в 32 градуса, а температуру тела в 96 градусов (чтобы разница была в 64 градуса - так проще было наносить шкалу прибора методом деления пополам). В дальнейшем он еще раз поменял калибровку, приняв за 212 градусов температуру кипения воды. Таким образом, создал шкалу Фаренгейта, которая до сих пор используется в США.

Приблизительно в то же время, в 1742 году шведский физик Андерс Цельсий разработал конкурирующую шкалу. Он принял за ноль температуру кипения воды, а за 100 градусов температуру замерзания, правда, вскоре поменял их местами. Шкала Цельсия используется повсеместно, за исключением США.

Обе шкалы совпадают только в одной точке: -40°. Чтобы из температуры в Фаренгейтах получить температуру в Цельсиях, нужно отнять 32, а результат умножить на 5/9. И наоборот, чтобы из Цельсиев получить Фаренгейтов, нужно умножить на 9/5 и прибавить 32.

Простейший термометр можно сделать самому — для этого потребуется стеклянная банка, крышка для банки, коктейльная соломинка, а также пластилин или жевательная резинка. Наберите полную банку воды, закройте крышкой. В крышке нужно проделать небольшое отверстие (под диаметр соломинки) и вставить соломинку в него, загерметизировав пластилином. Теперь можно нагреть воду в банке и заметить, как вода поднимается вверх по соломинке. При нагреве с 5°C до 25°C трех литров воды потребуется дополнительно 3 мл, что для соломинки диаметром 5 мм составит чуть больше 15 сантиметров.

Построенный термометр будет иметь определенные недостатки. Во-первых, он будет очень объемным, во-вторых, им нельзя будет измерять температуру ниже 0 и выше 100 градусов по Цельсию. В третьих, так как соломинка не закрыта, то вода будет постепенно загрязняться и высыхать. Наконец, в четвертых, такой термометр из-за большого объема воды будет очень долго реагировать на изменения температуры.

Эти проблемы частично решаются использованием ртути или спиртовой смеси вместо воды (правда, в связи с запретом на использование ртути во многих областях деятельности, ртутные термометры используются все меньше), а также уменьшением и запаиванием колбы. Но даже в таком случае на измерение температуры может потребоваться несколько минут.

Механический термометр

Механические термометры основаны на том же физическом принципе, что и жидкостные, только в них используются две металлические ленты с различными свойствами. При нагревании или охлаждении ленты из-за разнородности по-разному расширяются и сокращаются. Если у таких двух лент скрепить концы, то получится биметаллическая лента, которая при нагреве и охлаждении будет изгибаться в одну или другую сторону. Взяв длинную биметаллическую ленту, завитую в спираль, и, закрепив внутренний конец, а к внешнему прикрепив стрелку, мы получим механический термометр. Также на основе биметаллической ленты делают механические температурные датчики, которые используются в технике, например, для работы тостера

Электрический термометр

В электрических термометрах, в зависимости от их предназначения, используются термисторы и термопары, а также металлические термометры сопротивления.

Термистор (его еще называют терморезистор) - это полупроводник, у которого при нагревании уменьшается электрическое сопротивление, а зависимость от температуры почти линейная. Зная базовое сопротивление, и как оно изменяется, мы всегда можем измерить текущую температуру. Термисторы отличают стабильность характеристик, простота устройства, способность работать в различных климатических условиях и при значительных механических нагрузках.

Cтраница 1

Механические термометры делятся на две группы: дилатометрические (стержневые, жезловые) и биметаллические.  

Механические термометры основаны на явлении теплового расширения тел. Эти тела могут быть твердыми, жидкими или газообразными. Механические термометры отличаются надежностью, точностью, низкой стоимостью и простотой обслуживания. Считывание показаний с них, как правило, осуществляется на месте измерения.  

Механические термометры не получили распространения как самостоятельные измерительные приборы, а используются главным образом в качестве измерительных устройств для электрической сигнализации и автоматического регулирования температуры.  

К механическим термометрам расширения относятся термометры и реле для сигнализации и регулирования температуры дилатометрические и биметаллические. Действие дилатометрических устройств основано на разности линейного расширения двух твердых тел с различными температурными коэффициентами расширения. Чувствительным элементом является латунная трубка 1 с находящимися внутри нее пружинами 2 из инвара. Это приводит к уменьшению зазора а, устанавливаемого при наладке в зависимости от необходимого значения сигнализируемой температуры.  

К механическим термометрам расширения относятся дила-г ометрические и биметаллические термометры.  

Для осуществления передачи показаний механических термометров на расстояние, превышающее 50 м, применяют различные системы дистанционных передач. Чаще всего для этой цели используют электрические системы. С их помощью механические величины - линейные и угловые перемещения, полученные в результате работы термочувствителных элементов, - преобразуются в те или иные электрические величины - омическое сопротивление, индуктивность или емкость и другие параметры.  

К термометрам этой группы относятся жидкостные стеклянные и механические термометры. Принцип действия жидкостных стеклянных термометров основан на свойстве заполняющего вещества изменять свой объем при изменении температуры. В зависимости от величины измеряемой температуры в качестве рабочего вещества применяется ртуть или спирт. Ртутные термометры предназначены для измерения температуры от - 30 до 500 С, а спиртовые - для измерения температуры от - 130 до 60 С.  

Вы ошибаетесь, если считаете, что температура духового шкафа при готовке – дело опосредованное. Не только новичкам важно знать, до скольких градусов разогрет шкаф, ведь сочность мяса, скорость приготовления пирога и многие другие факторы напрямую зависят от температурного режима.

Кухонный термометр

Во многих рецептах указано, при скольких градусах нужно подвергать термической обработке тот или иной продукт, чтобы он мог до конца испечься, не высохнуть и не пригореть. При варке, жарке и тушении не так важен температурный режим, а вот при приготовлении в духовом шкафу термометр для кухни становится необходим, чтобы правильно все приготовить. Именитые шеф-повара во всем мире используют это приспособление, чтобы держать готовку под контролем. С термометром для духового шкафа кулинарные изыски смогут делать и новички.

Принцип работы всех устройств замера температуры при приготовлении примерно одинаков: термометр для печи состоит из пластинки, сплавленной из двух металлов, которая деформируется при нагревании. Ее изгиб переносится на стрелку, что помогает определить температуру. Всего существует два вида кухонных термометров:

1. Цифровой – электронное устройство, с наибольшей точностью определяющее температуру пищи, не дает ей пригореть.
2. Аналоговый – стандартный термометр для духовки со стрелкой и циферблатом. Встроен во множество газовых плит. Главный недостаток – большая погрешность. Еще такие устройства часто имеют шкалу, по которой температуру, до которой плита смогла прогреться, можно определить только приблизительно. Из преимуществ можно выделить простоту эксплуатации и ухода и невысокую цену.

Термометр для газовой духовки

Этот бытовой прибор можно закреплять на стекле духового шкафа, внутри на решетке (как устройство Gefu) или на одной из стенок. Часто он является съемным, что позволяет содержать его в идеальном состоянии – чистить и мыть после каждого использования. Термометры для духовки газовой плиты стоят недорого – их цена варьируется в диапазоне от 500 до 2000 рублей.

Термометр для электродуховки

Электрические плиты почти всегда оборудованы встроенными терморегуляторами, поэтому необходимости в покупке отдельного устройства нет. Точность таких приборов высока, но если вы хотите сверяться, то можете купить недорогой термометр для электрической духовки (например, Tescoma или ТБД). Если выбранная вами температура не будет соответствовать показаниям на устройстве – оно перестало работать, начало сбоить, имеет смысл обратиться в сервис.

Градусник для духовки – как выбрать

Как определиться с видом и маркой устройства, чтобы оно прослужило долгое время:

• Ориентируйтесь на стоимость – некачественные варианты обойдутся недорого, но они часто ломаются и показывают большую погрешность, так как они изготовлены из низкопробных материалов. Купить такое устройство – значит через месяц вернуться в магазин за новой моделью.
• Нужно выбирать термометр в печь среднего или большого размера, чтобы при использовании хорошо просматривалась шкала, деления. Некоторые блюда требуют деликатной вариации температур, чтобы приготовление не заняло много времени, а вкус получился идеальным.
• Желательно, чтобы самой высокой температурой, которую сможет показывать устройство, было значение 300 градусов. Большой диапазон поможет стать профессионалом при готовке самых различных блюд.
• Не забывайте, что производители заботятся о своем рейтинге, популярности, поэтому известные марки отличаются лучшим качеством и длительностью эксплуатации. Китайские подделки обойдутся дешево, но могут быть изготовлены из токсичных, легко плавящихся материалов, от чего срок службы будет соответствующим.
• Можно заказать в интернет-магазине любое устройство, но бумажные каталоги и сайты не дают полного представления о выбираемом продукте, да и консультанта, который расскажет подробную информацию о товаре, рядом нет. Исходя из этого рекомендация – выбирайте градусник в духовку в специализированных магазинах, в которых реализуется бытовая техника и духовые шкафы. Купить термометры можно в отделе комплектующих.

Электронный кухонный термометр для пищи

В последние годы покупатели все чаще запрашивают не стационарные приспособления с циферблатом, а цифровые варианты измерения непосредственно готовящихся продуктов по более высокой цене. Такие модели в большинстве обладают специальным металлическим щупом, который втыкается в еду и замеряет, насколько блюдо готово. Основная часть с табло выполнена из пластика, поэтому перегревание крайне нежелательно. Электронный цифровой термометр для кухни оборудован кабелем, который «выносит» устройство из духовки, не давая ему нагреться.

Основные функции и настройки, которые есть в электронных измерительных приборах:

1. Возможность выставить таймер.
2. Звуковой сигнал по готовности.
3. Программатор (разные режимы, термометр для выпечки, мяса, шашлыка, рыбы и т.д.).
4. Индикация готовности (цвет табло будет изменяться от того, насколько приготовлено выбранное в настройках блюдо).
5. Возможность измерять градусы на расстоянии (инфракрасные модели). Недостаток такой опции очевиден – чем дальше прибор от объекта измерения, тем больше погрешность.

Механический термометр для духовки

На рынке бытовой техники представлено огромное разнообразие моделей от разных производителей. Суть работы всех устройств одинакова, поэтому выбирать нужно, исходя из советов выше. По методу установки механический кухонный термометр для пищи можно разделить на подвесной, ставящийся и встраиваемый. Некоторые устройства с циферблатом оборудованы двумя шкалами – количество градусов по Цельсию и Фаренгейту.