温度計

ダイヤル式温度計

ただし、すべての温度計がこのように動くわけではありません。 上の写真のものは、円形のスケールを上下に移動する金属製のポインタを持っています。 これらの温度計のいずれかを開くと、ポインタがバイメタルストリップと呼ばれる金属のコイル状の部分にマウントされていることがわかりますが、それは(それがどのように動作するかを調べるためにサーモスタットの我々の記事を参照してください)高温になるにつれ、バイメタル片が拡大し、よりそれがスケールアップthepointerプッシュされます。

典型的なバイメタル温度計の図解は、拡張する金属コイルが目盛りを上に指針を移動する様子を示しています。 ダイヤル温度計がどのように動作するか。 これは、1905年からチャールズW.パットナムによって特許に図示された典型的なダイヤル温度計に電力を供給するメカニズムです。 上部には、通常のポインタとダイヤルの配置があります。 下図は、背面のラウンドで何が起こっているかを示しています。 バイメタルの帯(黄色)がしっかりと巻かれ、温度計のフレームと指針の両方に取り付けられています。 これは、2種類の金属を接着したもので、熱を加えると異なる量に膨張します。 温度が変化すると、バイメタルストリップはより堅くまたはより少なく湾曲し(収縮または膨張)、それに取り付けられたポインタは、スケールを上下に移動します。 Artworkfrom US Patent 798,211: Thermometer courtesy of US Patent and Trademark Office.

Bimetallic spring mechanism inside a freezer dial thermometer

写真:これが実際のダイヤル温度計(トップ写真の冷凍温度計)の巻いたバイメタル ストリップです。 それはどのように動作するかを見るのは簡単です:あなたが寒い方に手でポインタを回す場合は、コイル状のストリップが締め付けられ、他の方法でポインタを回すとストリップが緩む。

電子温度計

水銀やダイヤル温度計の一つの問題は、彼らが温度変化に反応するためにしばらく時間がかかるということです。 電子温度計は、その問題を持っていない:あなたは、単にあなたが測定したい温度とデジタルdisplaygivesあなたに(ほぼ)瞬時に温度を読み取るtheobjectに温度計プローブを触れる。

Electronic medical thermometer.

写真。 2010年の電子体温計。

電子体温計は、水銀の線や回転するポインターを使用する機械的なものとは全く異なる方法で動作しています。 金属が高温になると、内部で原子が振動して電気が流れにくくなり、抵抗が大きくなる。同様に、金属が冷えると電子が自由に動き、抵抗は小さくなる。 (

電子体温計は、金属製のプローブに電圧をかけ、そこに流れる電流を測定することで動作します。

電子温度計は、金属製のプローブに電圧をかけ、電流がどれだけ流れるかを測定する仕組みになっています。プローブを熱湯に入れると、水の熱でプローブから電気が流れにくくなるので、抵抗値が正確に測定できる量だけ上がります。 温度計の中のマイクロチップがこの抵抗値を測定し、温度という測定値に変換します。

NISTで精密な温度測定に使われている1912年製の抵抗温度計ブリッジ

Photo: 1912年製の電気抵抗温度計。 20世紀初頭、米国国立標準局(現NIST)で温度測定に使用された、リーズとノースラップが製作したブリッジ型抵抗温度計の一例です。 Photo courtesy of National Institute of Standards and Technology Digital Collections, Gaithersburg, MD 20899.

このような温度計の主な利点は、セルシウス、華氏、またはそれが何であろうと、あなたが好む任意の温度スケールで瞬時に読み取りを与えることができるということです。

抵抗温度計として知られている正確な電気温度計は、ホイートストンブリッジと呼ばれるダイヤモンド型の回路に配置された4つの抵抗を使用しています。 抵抗の3つが既知の値を持っている場合、4番目の抵抗は簡単に計算することができます。 4 番目の抵抗器を温度プローブの形に設計すれば、このような回路は非常に精密な温度計として使うことができます:抵抗値(その電圧と電流から)を計算すると、その温度が計算できます。 また、熱電対を使うほど近づけられない場合は、高温計を使うこともできます。これは、物体が発する電磁波から温度を推定する温度計の一種です。