Prinsip berbagai termometer
Termometer adalah istilah umum untuk alat ukur suhu, yang dapat secara akurat menilai dan mengukur suhu. Fenomena ekspansi dan kontraksi padatan, cairan, dan gas di bawah pengaruh suhu digunakan sebagai dasar desain. Ada termometer minyak tanah, termometer alkohol, termometer air raksa, termometer gas, termometer resistansi, termometer termokopel1, termometer radiasi, termometer optik, termometer bimetal, dll untuk kita pilih, tetapi kita harus memperhatikan metode penggunaan yang benar. Untuk memahami karakteristik termometer yang relevan dan menggunakannya dengan lebih baik, buku ini ditulis secara khusus.
1. Termometer gas: Hidrogen atau helium sering digunakan sebagai bahan pengukur suhu. Karena suhu pencairan hidrogen dan helium sangat rendah, mendekati nol, rentang pengukuran suhunya sangat luas. Termometer ini sangat tinggi dan banyak digunakan untuk pengukuran presisi.
2. Termometer resistansi: Ini dibagi menjadi termometer resistansi logam dan termometer resistansi semikonduktor, yang dibuat sesuai dengan karakteristik nilai resistansi yang berubah dengan suhu. Termometer logam terutama menggunakan logam murni seperti platinum, emas, tembaga, nikel dan besi rhodium, paduan perunggu fosfor; termometer semikonduktor terutama menggunakan karbon, germanium, dll. Termometer resistansi mudah digunakan, andal, dan telah banyak digunakan. Rentang pengukurannya sekitar -260 derajat hingga 600 derajat .
3. Termometer termokopel: Ini adalah alat pengukur suhu yang banyak digunakan di industri. Dibuat menggunakan fenomena termoelektrik. Dua kabel yang berbeda dilas bersama untuk membentuk ujung kerja, dan dua ujung lainnya dihubungkan ke alat pengukur untuk membentuk sirkuit. Atur ujung kerja ke suhu yang akan diukur. Ketika suhu ujung kerja dan ujung bebas berbeda, terjadi gaya gerak listrik, sehingga arus mengalir dalam loop. Dengan mengukur listrik, suhu di lokasi yang diketahui dapat digunakan untuk menentukan suhu di lokasi lain. Termometer ini sebagian besar terdiri dari konstantan tembaga, konstantan besi, konstanta nikel, tembaga kobalt emas, platinum rhodium, dll. Sangat cocok untuk dua zat dengan perbedaan suhu yang besar, dan sebagian besar digunakan untuk pengukuran suhu tinggi dan kekeruhan rendah. Beberapa termokopel dapat mengukur suhu tinggi hingga 3000 derajat, dan beberapa dapat mengukur suhu rendah mendekati nol.
4. Termometer bimetal: mengacu pada termometer yang khusus digunakan untuk mengukur suhu di atas 500 derajat, termasuk termometer optik, termometer kolorimetri, dan termometer radiasi. Prinsip dan struktur termometer bimetal relatif rumit, dan tidak akan diulang di sini. Ini memiliki rentang pengukuran 500 derajat hingga 3000 derajat atau lebih tinggi dan tidak cocok untuk mengukur suhu rendah.
5. Termometer penunjuk: Ini adalah termometer berbentuk dasbor, juga dikenal sebagai kalorimeter, yang digunakan untuk mengukur suhu ruangan dan dibuat dengan prinsip ekspansi termal dan kontraksi logam. Ini menggunakan lembaran bimetal sebagai elemen penginderaan suhu untuk mengontrol penunjuk. Bimetal biasanya dipaku dengan tembaga dan besi, dengan tembaga di sebelah kiri dan besi di sebelah kanan. Karena ekspansi termal dan kontraksi tembaga lebih jelas daripada besi, ketika suhu naik, lembaran tembaga menarik lembaran besi untuk menekuk ke kanan, dan penunjuk membelok ke kanan (menunjuk ke suhu tinggi). bimetal; dan sebaliknya. , suhu menjadi lebih rendah, dan penunjuk dibelokkan ke kiri (menunjuk ke suhu rendah) didorong oleh lembaran bimetal.
6. Termometer tabung gelas: Termometer tabung gelas menggunakan prinsip ekspansi dan kontraksi termal untuk mencapai pengukuran suhu. Karena koefisien ekspansi media pengukuran suhu berbeda dari titik didih dan titik beku, termometer tabung gelas umum kami terutama meliputi: termometer minyak tanah, termometer air raksa, dan termometer air pena merah. Keuntungannya adalah struktur sederhana, penggunaan yang mudah digunakan, akurasi pengukuran tinggi dan harga murah. Kerugiannya adalah bahwa batas atas dan bawah dan akurasi pengukuran dibatasi oleh kualitas kaca dan sifat-sifat media pengukur suhu. Itu tidak bisa diteleportasi dan rapuh.
7. Termometer tekanan: Termometer tekanan menggunakan cairan, gas atau uap jenuh dalam wadah tertutup untuk menghasilkan pemuaian volume atau perubahan tekanan sebagai sinyal pengukuran setelah dipanaskan. Struktur dasarnya terdiri dari tiga bagian: bohlam suhu, tabung kapiler dan meja indikator. Itu adalah salah satu metode kontrol suhu paling awal yang digunakan dalam proses produksi. Sistem pengukuran suhu tekanan masih merupakan metode pengukuran yang sangat banyak digunakan untuk indikasi dan kontrol suhu di tempat. Keuntungan dari termometer tekanan adalah: struktur sederhana, kekuatan mekanik tinggi, tidak takut getaran. Murah dan tidak memerlukan energi eksternal. Kerugiannya adalah: rentang pengukuran suhu terbatas, umumnya -80~400 derajat; kehilangan panasnya besar dan waktu responsnya lambat; sistem penyegelan instrumen (bohlam termal, kapiler, tabung pegas) rusak, perawatannya sulit dan harus diganti; akurasi pengukuran dipengaruhi oleh suhu sekitar, posisi pemasangan bohlam memiliki pengaruh besar, dan akurasinya relatif rendah; jarak transmisi kapiler terbatas. Rentang kerja normal termometer tekanan harus 1/2--3/4 dari rentang, dan instrumen tampilan dan bohlam suhu harus berada dalam posisi horizontal sebanyak mungkin. Baut pemasangan bola suhu yang digunakan selama pemasangan akan menyebabkan kehilangan suhu, sehingga menghasilkan suhu yang tidak akurat. Perawatan isolasi termal harus dilakukan selama pemasangan, dan bohlam hangat harus bekerja di lingkungan yang bebas getaran sebanyak mungkin.
8. Termometer putar: Termometer putar terbuat dari lembaran bimetal yang digulung. Salah satu ujung bimetal diperbaiki, dan ujung lainnya terhubung ke penunjuk. Karena tingkat pemuaian yang berbeda dari dua potongan logam, potongan bimetal melengkung secara berbeda pada suhu yang berbeda, dan jarum penunjuk menunjuk ke posisi yang berbeda pada dial. Suhu dapat diketahui dari pembacaan pada dial.
9. Termometer semikonduktor: Perubahan resistansi kimia semikonduktor berbeda dari logam. Dengan meningkatnya suhu, resistensi mereka menurun dan bervariasi lebih luas. Oleh karena itu, perubahan suhu yang kecil juga dapat menyebabkan perubahan resistansi yang signifikan. Termometer dibuat dengan akurasi tinggi dan sering disebut sebagai sensor suhu.
10. Termometer Termokopel: Termometer termokopel terdiri dari dua logam berbeda yang dihubungkan ke voltmeter sensitif. Kontak logam menghasilkan perbedaan potensial yang berbeda di seluruh logam pada suhu yang berbeda. Beda potensialnya kecil, sehingga diperlukan voltmeter yang sensitif untuk mengukurnya. Suhu dapat diketahui dari pembacaan voltmeter.
11. Pirometer optik: Jika suhu suatu benda cukup tinggi untuk memancarkan banyak cahaya tampak, suhunya dapat ditentukan dengan mengukur jumlah radiasi termal. Termometer ini merupakan termometer yang ringan. Termometer ini terutama terdiri dari teleskop dengan filter merah dan satu set sirkuit dengan bola lampu kecil, galvanometer, dan resistor variabel. Sebelum digunakan, tentukan hubungan antara suhu yang sesuai dengan kecerahan yang berbeda dari filamen dan pembacaan ammeter. Saat digunakan, arahkan teleskop ke objek yang akan diukur, dan sesuaikan resistansi sehingga kecerahan bohlam sama dengan kecerahan objek yang akan diukur. Pada saat ini, suhu benda yang diukur dapat dibaca dari galvanometer.
12. Termometer kristal cair: Kristal cair yang terbuat dari formula yang berbeda memiliki suhu transisi fase yang berbeda. Ketika mereka mengalami perubahan fase, sifat optiknya juga berubah, membuat kristal cair terlihat berubah warna. Jika selembar kertas dilapisi dengan kristal cair dengan suhu transisi fasa yang berbeda, suhu dapat diketahui dari perubahan warna kristal cair. Kelebihan termometer ini adalah mudah dibaca, tetapi kekurangannya tidak cukup. Sering digunakan dalam tangki ikan hias untuk menunjukkan.
