Методы измерения температуры воздуха

Существует несколько методов измерения температуры воздуха, основанных на различных физических принципах:

1. Контактные методы (термометрия):

• Жидкостные термометры: Принцип действия основан на тепловом расширении жидкости (ртути, спирта или галинстана) в стеклянной трубке. Изменение объема жидкости пропорционально изменению температуры.
• Биметаллические термометры: Используют разное тепловое расширение двух различных металлов, соединенных вместе. При изменении температуры биметаллическая пластина изгибается, что приводит в движение стрелку на шкале.
• Термометры сопротивления: Основаны на изменении электрического сопротивления проводника (обычно платины, меди или никеля) в зависимости от температуры.
• Термоэлектрические термометры (термопары): Используют термоэлектрический эффект Зеебека, при котором между двумя различными проводниками, спаянными на концах и имеющими разную температуру, возникает разность электрических потенциалов (термоэлектродвижущая сила).
• Газовые термометры: Основаны на зависимости давления газа от температуры при постоянном объеме или зависимости объема газа от температуры при постоянном давлении (законы Гей-Люссака и Шарля). Используются в основном для точных научных измерений.

2. Бесконтактные методы (пирометрия):

• Инфракрасные пирометры: Измеряют интенсивность инфракрасного излучения, испускаемого объектом. На основе закона Стефана-Больцмана интенсивность излучения зависит от температуры поверхности. Используются для измерения температуры удаленных или движущихся объектов, а также в случаях, когда контактное измерение затруднено или невозможно.

Характеристики термометров для измерения температуры воздуха:

• Диапазон измерения: Минимальная и максимальная температуры, которые может измерить термометр.
• Точность: Степень соответствия измеренного значения истинному значению температуры.
• Разрешение: Наименьшее изменение температуры, которое может быть отображено прибором.
• Время отклика: Время, необходимое термометру для достижения стабильного показания после изменения температуры окружающей среды.
• Условия эксплуатации: Диапазон влажности, давления и других факторов окружающей среды, при которых термометр может работать корректно.
• Тип сенсора: Элемент, непосредственно реагирующий на изменение температуры (жидкость, биметаллическая пластина, терморезистор, термопара, ИК-сенсор и т.д.).
• Способ отображения информации: Шкала со стрелкой, цифровой дисплей и т.д.

Для метеорологических наблюдений используются специальные термометры, устанавливаемые в защитных будках для исключения влияния прямых солнечных лучей, осадков и ветра. В быту наиболее распространены жидкостные и электронные термометры.