Содержание
ЭЛЕКТРОННЫЙ (ЦИФРОВОЙ) ГРАДУСНИК
Сегодня это наиболее популярный прибор для измерения температуры благодаря простоте, скорости и безопасности использования. В пластиковой капсуле электронного градусника имеется металлической наконечник, который меняет электропроводимость в зависимости от температуры тела. Изменения фиксируются термометром и переводятся в привычные нам градусы Цельсия.
В России бытует мнение, что цифровые градусники «врут». Врач и медицинский блогер Алексей Водовозов объясняет это тем, что многие пользователи электронных термометров просто не читают к нему инструкцию.
Плюсы электронного градусника:
безопасность – такой градусник невозможно разбить, в нем нет ртути и стекла;
время измерения около 1,5-3 минут;
легкость чтения результатов;
автоматическое отключение;
почти все модели помнят последние показания;
использование в темноте (если термометр с подсветкой).
Минусы:
необходимость менять батарейки.
Виды термометров по принципу действия
Процесс измерения температуры может основываться на разных физических процессах. Исходя из этого, выделяют 5 видов термометров.
Контактные
Такие приборы еще называют термометрами расширения. Они основаны на отслеживании изменения объема тел под действием меняющейся температуры. Обычно измеряемый диапазон температур составляет от -190 до +500 градусов по Цельсию.
К этой категории относятся жидкостные и механические устройства. Жидкостные представляют собой приборы в стеклянном корпусе, заполненные спиртом, ртутью, толуолом или керосином. Они прочные и устойчивые к внешним воздействиям. Температурный диапазон измерений зависит от типа используемой жидкости (наибольший — у ртутных, наименьший — у цифровых).
Механические могут работать с разными типами сред, включая жидкостные, газообразные, твердые или сыпучие. Универсальность позволяет использовать их в разных инженерных системах.
Термометры сопротивления
К этой категории относятся приборы, которые способны измерять электрическое сопротивление веществ, меняющееся в зависимости от температурных показателей. Рабочий диапазон этих устройств — от -200 до +650 градусов.
Такие термометры состоят из чувствительных термодатчиков и точных электронных блоков, контролирующих изменения проводимости, сопротивления и электрического потенциала. Обычно их встраивают в общую систему мониторинга и оповещения, туда, где нужно отслеживать меняющиеся параметры и не допускать их превышения.
В котельных установках наибольшее применение получили термометры сопротивления медные (ТСМ). Термометрами сопротивления можно измерять температуры от -50 до +600°С.
Электронные термопары
При нагревании эти приборы генерируют ток, что и позволяет измерять температуру. Принцип действия основан на замерах термоэлектродвижущей силы. Диапазон измерений в этом случае — от 0 до +1800 градусов.
Манометрические
Такие термометры учитывают зависимость между температурными показателями и давлением газа. В измеряемую среду помещают термобаллон, соединенный с манометром латунной трубкой. При нагреве термобаллона давление внутри него увеличивается, и эта величина измеряется манометром. Таким образом проводят замеры температуры в диапазоне от -160 до +600 градусов.
Бесконтактные пирометры
В основе этих приборов — инфракрасные датчики, считывающие уровень излучения. Они подразделяются на два вида: яркостные, проводящие измерения излучений на определенной длине волны (диапазон — от +100 до +6000 градусов), и радиационные, когда определяется тепловое действие лучеиспускания (от -50 до +2000 градусов). Они могут использоваться в том числе и для определения температуры нагретого металла, а также при наладке и испытаниях котлов.
Ребенок разбил градусник: что делать?
Если градусник разбит, ртуть вытекла из резервуара и, превратившись в шарики, распространилась по полу, ковру, забилась в щели, нужно понимать, что ситуация небезопасна для здоровья и детей, и взрослых.
В данной ситуации не пытайтесь собрать шарики ртути пылесосом. Реверсная подача воздуха из пылесоса сразу же насытит вредными парами ртути помещение.
Оптимальный вариант — собрать шарики ртути скотчем или пластырем и поместить их в дезинфицирующий раствор такого состава: в 1 литре воды растворить 50 грамм соды и добавить 40 грамм стружки хозяйственного мыла. Этим же раствором залить все труднодоступные щели, куда могли закатиться шарики ртути. Ну, а вообще, по всем правилам следует обратиться в СЭС с заявкой о дезактивации помещения.
Как выбрать термометр для измерения температуры тела?
Термометр для бытового использования выбирают по нескольким параметрам:
- Способ измерения температуры. Самыми популярными считаются термометры для измерения температуры под мышкой, но также ректальные и лобные модели, хотя в нашей стране они не пользуются большой популярностью.
- Тип термометра. Все устройства делят на аналоговые (ртутные) и электронные. Последние устройства может быть обычными, бесконтактными и инфракрасными.
- Безопасность и гигиена. Ртутные термометры считаются самыми точными, но, если такой прибор разобьется, все жильцы окажутся под угрозой. Электронные, инфракрасные и бесконтактные устройства считаются более безопасными.
Градусники для определения температуры тела — какие они бывают
Для постановки диагнозов различных заболеваний не обойтись без градусников.
Ртутный
Существуют различные виды термометров. Перечислим их:
- ртутные;
- электронные;
- ректальные;
- ушные;
- на лоб;
- инфракрасные.
Эти виды медицинских градусников используются для выявления отклонений температуры человеческого тела.
Высокие показатели могут быть свидетельством различных патологий – это может касаться воспалительных заболеваний, болезней головного мозга, онкозаболеваний, прочего.
Принято считать, что показатель должен быть 36,6° С. Но этот показатель может меняться вследствие менструации, овуляции или даже времени суток.
Какие существуют устройства для измерения температуры тела
Температуру тела привычно измеряют градусником. Но на сегодняшний день существует множество других термометров, отличающихся по внешнему виду и основным принципам действия.
Самые распространенные приспособления, к которым принадлежит наш градусник, работают на температурном расширении ртути, керосина, спирта и др. жидкостей. Они недорогие, практичные и достаточно точные, особенно ртутные, хотя ядовитое содержимое в хрупком стеклянном корпусе несет с собой некоторый риск.
Электронный или цифровой прибор для измерения температуры тела показывает нужную величину благодаря встроенному датчику, но его стоимость много больше цены жидкостных «собратьев». Эти термометры контактные.
Инфракрасные пирометры не требуют прямого прикосновения к человеку, действуя дистанционно. Сверхчувствительный датчик за 2-15 секунд считывает величину излучения, выводя результат на дисплей. Эти бесконтактные приборы для измерения температуры превосходно подходят для семей с маленькими детьми, ситуаций со спящими больными и др. Кроме того, они применимы в быту в процессе приготовления пищи, а более мощные виды – в электроэнергетике, на стройплощадках, в металлургии и других отраслях промышленности.
Изменение температуры
Явление термодинамического равновесия тел, составляющих систему, говорит о наличии одинаковой температуры этих тел. Произвести замер температуры можно лишь косвенно, взяв за основу зависимость от температуры таких физических свойств тел, которые можно измерить непосредственно.
Определение 2
Вещества или тела, применяемые для получения значения температуры, называют термометрическими.
Допустим, два теплоизолированных тела приведены в тепловой контакт. Одно тело передаст другому поток энергии: запустится процесс теплопередачи. При этом тело, отдающее тепло, обладает соответственно большей температурой, чем тело, «принимающее» поток тепла. Очевидно, что через некоторое время процесс теплопередачи остановится и наступит тепловое равновесие: предполагается, что температуры тел выравниваются относительно друга, их значения будут находиться где-то в интервале между исходными значениями температур. Таким образом, температура служит некоторой меткой теплового равновесия. Получается, что любая величина t, удовлетворяющая требованиям:
- t1>t2, когда происходит теплопередача от первого тела ко второму;
- t1’=t2’=t, t1>t>t2, при установлении теплового равновесия может приниматься за температуру.
Также отметим, что тепловое равновесие тел подчинено закону транзитивности.
Определение 3
Закон транзитивности: когда два тела находятся в равновесии с третьим, то и между собой они пребывают в тепловом равновесии.
Важной чертой указанного определения температуры является его неоднозначность. Выбрав по-разному величины, отвечающие установленным требованиям (что отразится на способах измерения температуры), возможно получить несовпадающие шкалы температур
Определение 4
Температурная шкала – это способ деления на части интервала температуры.
Разберем пример.
Пример 1
Общеизвестным устройством для измерения температуры является термометр. Для рассмотрения возьмем термометры различного устройства. Первый представлен ртутным столбиком в капилляре термометра, и значение температуры здесь определяется длиной этого столбика, отвечающей условиям 1 и 2, указанным выше.
И еще один способ измерить температуру: используя термопару – электрическую цепь с гальванометром и двумя спаями разнородных металлов (рисунок 1).
Рисунок 1
Один спай находится в среде с фиксированной температурой (в нашем примере это тающий лед), другой – в среде, температуру которой необходимо определить. Здесь признаком температуры является ЭДС термопары.
Указанные способы измерения температуры не дадут одинаковых результатов. И для перехода одной температуры к другой следует построить градуировочную кривую, которая установит зависимость ЭДС термопары от длины ртутного столбика. В этом случае равномерная шкала ртутного термометра преобразуется в неравномерную шкалу термопары (или наоборот). Равномерные шкалы измерения температур ртутного термометра и термопары создают две абсолютно различные температурные шкалы, на которых тело в одном и том же состоянии будет иметь различные температуры. Также возможно рассмотреть одинаковые по устройству термометры, но имеющие разные «термические тела» (к примеру, ртуть и спирт): мы не будем наблюдать совпадения температурных шкал и в этом случае. График зависимости длины ртутного столбика от длины спиртового столбика не будет линейным.
Из вышесказанного можно сделать вывод, что понятие температуры, базирующееся на законах теплового равновесия, неоднозначно. Подобная температура является эмпирической, зависит от способа измерения. За «нуль» шкалы эмпирической температуры принимается произвольная точка. Согласно определению эмпирической температуры, физический смысл несет лишь разность температур или ее изменение. Любая эмпирическая температурная шкала приводится в вид термодинамической температурной шкалы при использовании поправок, которые учтут характер связи термометрического свойства с термодинамической температурой.
Нужна помощь преподавателя?
Опиши задание — и наши эксперты тебе помогут!
Описать задание
Виды медицинских термометров
Измерение температуры тела проводится с помощью термометров, которые можно разделить на два основных вида:
- контактные
- бесконтактные
К контактным термометрам относят приборы, которые определяют показания температуры тела только при непосредственном контакте с поверхностью тела в течение определённого времени:
- Ртутный максимальный медицинский термометр — наиболее распространённый в использовании. Представляет собой стеклянный сосуд с резервуаром, наполненным ртутью, которая поднимается по капилляру по мере повышения температуры. Наиболее точен, но есть опасность испарения токсичных паров ртути при повреждении его целостности. В таком случае требуется немедленная демеркуризация.
- Галинстановый медицинский термометр — внешне выглядит, как ртутный, но в качестве наполнителя здесь используется смесь галлия, индия и олова. Безопасен, но не слишком удобен в использовании: для измерения температуры требуется больше времени и очень плотное прилегание поверхности термометра к коже. «Стряхивание» до минимальных показателей требует усилий.
- Цифровой (электронный) термометр -измеряет температуру тела при помощи специального встроенного чувствительного датчика, а результат измерений отображает в цифровом виде на дисплее. Электронные термометры обладают рядом дополнительных функции в виде памяти последних измерений, звуковых сигналов по времени измерения и результатам измерения, сменных наконечников для гигиеничного применения, водонепроницаемостью корпуса. Детские электронные термометры выпускают в виде пустышек.
- Термометрические полоски — индикаторные полоски со шкалой, покрытые эмульсией из жидких кристаллов. Полоски прикладывают ко лбу и через 20 с по изменению цвета судят о температуре. При таком способе температура измеряется без десятых долей. Метод считается предварительным: он требует дальнейшего определения. На точность показаний влияют капли пота на лбу, освещенность, плотность прилегания полоски к телу, условия хранения этих температурных индикаторов.
К бесконтактным относят термометры, измеряющие температуру без непосредственного контакта с поверхностью тела:
- Инфракрасный тимпанический термометр — позволяет мгновенно измерять температуру тела в слуховом канале. Определяет температуру барабанной перепонки без контакта с её поверхностью. Отличается высокой точностью. Удобен в педиатрической практике.
- Инфракрасный лобный термометр — мгновенно измеряет температуру без контакта с кожей. Термометр располагают в 3-4 см от поверхности лба, затем нажимают пусковую кнопку. Качественный откалиброванный прибор дает достаточно точные результаты.
Алгоритм измерения температуры тела
Измерить температуру любого тела (не путать с телом человека) так, как измеряют многие физические величины (длина, масса, объем) невозможно, так как в природе не существует эталона или образца единицы этой величины. Поэтому определение температуры вещества сводится к сравнению путем наблюдения за изменением физических свойств другого, так называемого термометрического вещества, которое при соприкосновении с нагретым телом вступает с ним через некоторое время в тепловое равновесие.
В процессе нагревания изменяется как внутренняя энергия вещества, так и практически все его физические свойства. Для измерения температуры выбираются только те свойства, которые однозначно меняются с изменением температуры, не подвержены влиянию других факторов и сравнительно легко поддаются точному измерению. Под эти требования наиболее точно подпадают следующие свойства рабочих веществ:
- Объемное расширение.
- Изменение давления в замкнутом объеме.
- Изменение электрического сопротивления.
- Возникновение термоэлектродвижущей силы и интенсивность излучения.
Все эти свойства положены в основу устройства приборов для измерения температуры.
Учитывайте нюансы
Повлиять на точность показаний может, например, то, что человек вспотел. Или же недодержал градусник. В инструкции к большинству электронных термометров прописано, что лучше подержать прибор подмышкой ещё некоторое время после звукового сигнала – тогда показатели будут более точными. Дело в том, что электронный термометр, в отличие от ртутного, который показывает температурный максимум, выдаёт среднюю температуру за всё время измерения. Поэтому лучше продлить его контакт с телом, не ориентируясь на сигнал.
Реально врут электронные термометры редко. Выявить лгуна помогает проверка прибора при помощи термостата, которая может показать погрешность выше 0,1 градуса. Что же касается ртутных термометров, то регулярной поверке, как электронные, они не подлежат – их проверяют лишь один раз при выпуске с производства.
Инфракрасные же термометры всем хороши. Однако, по словам специалиста, ими тоже нужно уметь правильно пользоваться и учитывать все нюансы. И ещё нужно учесть, что одну из самых важных ролей играет начинка высокотехнологичного прибора: хорошая оптика и электроника дёшево стоить не могут.
Какие приборы самые точные?
Если говорить о термометрах, измеряющих температуру человеческого тела, то, как показывает практика, самыми точными являются ртутные модели. Чуть отстают от них электронные градусники — эти образцы дают значения, сильно приближенные к реальным.
А вот инфракрасные тесты провалили – их погрешность бывает довольно существенной.
Для проведения замеров температуры воздуха и в качестве кухонных моделей с самой лучшей стороны себя показали электронные модели, в которых присутствует платина. Такие издания имеют стильный вид, понятный интерфейс и низкую погрешность. Однако и у них есть недостатки — при неправильном креплении такого градусника точность показания может быть искажена.
Так, при измерении показания на улице не стоит размещать градусник в месте, куда попадают прямые солнечные лучи
Кроме того, важно защищать их от дождя, снега и других погодных условий. Зимой на изделиях не должно образовываться наледи, градусник не должен попадать в снег
Избегайте соприкосновения градусника с металлом.
О том, какие бывают термометры, смотрите в видео.
Электрические
Работа такого измерительного прибора связана с зависимостью сопротивления используемого проводника от температуры. Известно, что сопротивление любых металлов линейно зависит от уровня их тепла. Более точные измерения можно получить, если заменить металлические проводники полупроводниками. Однако полупроводники в таких приборах практически не используют, поскольку зависимость между характеристиками полупроводника и уровня тепла нельзя выразить линейно и практически невозможно проградуировать приборную шкалу.
В роли проводника обычно выступает медь, показывающая изменения температур от -50 до +180 градусов. Если взять другой рабочий металл, например, платину, то температурный диапазон ее значительно расширится и составит от -200 до +750 градусов. Такие электрические тепловые датчики используют в лабораториях, на экспериментальных стендах или на производстве.
Механические термометры
Это такие виды биметаллических термометров:
- работают по принципу «упругой деформации»: в биметаллическом термометре есть 2 соединенных пластины с разным «коэффициентом линейного расширения», т.е. при изменении температуры в ту или иную сторону (+ или -) эта полоска металла изгибается и поворачивает откалиброванную стрелку на циферблате термометра
- Есть термометры с пружиной из металла: тот же принцип — пружина под действием температуры расходится или наоборот сужается. Стрелка термометра от этого двигается по настроенной шкале.
Достоинства:
- все те же, что у жидкостных термометров
- прочный корпус: при легком падении не пострадает ни целостность, ни точность
Недостатки:
цена чуть дороже жидкостных
Градусники для определения температуры тела — какие они бывают
Для постановки диагнозов различных заболеваний не обойтись без градусников.
Ртутный
Существуют различные виды термометров. Перечислим их:
- ртутные;
- электронные;
- ректальные;
- ушные;
- на лоб;
- инфракрасные.
Эти виды медицинских градусников используются для выявления отклонений температуры человеческого тела.
Высокие показатели могут быть свидетельством различных патологий – это может касаться воспалительных заболеваний, болезней головного мозга, онкозаболеваний, прочего.
Принято считать, что показатель должен быть 36,6° С. Но этот показатель может меняться вследствие менструации, овуляции или даже времени суток.
Термополоски
Цена: 50-100 рублей
Термополоска, или термотест – идеальный градусник в дорогу. Она компактная, легкая, поместится в косметичке или в кошельке: размеры – около 2х10 см, толщина – до 1 мм.
Обычно на термополоски нанесены крупные деления. Есть и варианты попроще: с зонами для пониженной, нормальной и повышенной температуры.
Основа термополоски – пленка, покрытая слоем кристаллом. Кристаллы меняют цвет под воздействием температуры.
Термополоски многоразовые. Измерение температуры занимает 10-15 секунд. Многие малыши даже не просыпаются при этом.
Но точность у таких градусников невысока. На результат влияет слишком много факторов: от освещенности и плотности приклеивания до активности потоотделения на коже.
Плюсы:
недорогие
достаточно быстро измеряют температуру
занимают минимум места в багаже
безопасные
без батареек
просты в использовании
Минусы:
не слишком точные
у кота термополоской температуру не измерить – шерсть мешает
Какими устройствами можно измерить температуру металла
В металлургической промышленности для исследования расплавленных металлосплавов необходим прочный прибор для измерения высоких температур.
Таковыми считаются уже описанные ранее пирометры. Они фиксируют на расстоянии тепловое излучение, характеризующее фактическую температуру металла. В сложных условиях сверхвысоких показателей тепла бесконтактный способ идеален. На жидкокристаллический дисплей выводятся следующие данные:
- фактическая температура по Фаренгейту и Цельсию;
- пограничные температуры;
- заряд батареи.
Максимальной точности измеряемой переменной можно добиться только тогда, когда между объектом и дистанционным прибором нет помех в виде поглощающих тепло паров или твердых тел. Если же нужно сделать замеры металлосплава в транспортировочном ковше или при розливе, то следует принять условие, что температурный показатель окажется меньше фактического и будет определяться расчетами.
Для того чтобы избежать неточности такого способа, применяется другой прибор для измерения температуры металла, а именно имитатор черного тела. Он погружается в расплав и представлен в виде трубы с запаянным или открытым концом, полого конуса или стакана из тугоплавкого металла. В любом варианте термоизмеритель должен обладать повышенной жаропрочностью, химической стойкостью и отличной теплопроводностью, чтобы демонстрировать исключительно точные данные.
Термометр-пустышка.
Термометр имеет форму обычной соски, на корпусе которой имеется экран для выведения показаний. Для измерения достаточно дать ребенку соску и через 5 минут получить результат. Но результаты измерений такого термометра не всегда могут быть точными. Причинами этому служат плач, заложенность носа.
Термометр-полоска.
Этот вид термометра относят к тестерам. Это полоска, на которую нанесена термопленка со значениями в градусах. Полоску прикладывают ко лбу, через 10-15 секунд меняется цвет полоски, по которому и определяют какая температура. Термополоска очень легкая и компактная, ее удобно брать с собой на время отсутствия дом. Нужно учитывать, что такой вид термометрии дает не точные показания.
Жидкостные термометры
Стеклянные жидкостные измерители известны как самые элементарные и точные термометры, которые выпускаются прямыми и угловыми. А сфера их применения – анализ технологического оборудования, а также коммунальное хозяйство (замеры в трубопроводах). Приборы подходят для значений от -35 до +600 °С, причем в качестве чувствительного элемента чаще других применяют ртуть, а показания записывают по шкале.
В зависимости от места применения и особенностей строения различают устройства медицинские, технические, электроконтактные, жидкостные, палочные и прочие.
Конкретный прибор для измерения температуры воды выбирается с учетом допустимой погрешности при замерах.
Виды уличных термометров
Благодаря техническому прогрессу сегодня существует большой выбор градусников для измерения температуры воздуха. В интернете можно найти множество фото с самыми необычными устройствами. Но все они подразделяются на три основные группы:
- Жидкостный градусник. Это самый распространенный вид бытовых термометров, который используется людьми уже не одну сотню лет. Его устройство представляет собой колбу, размещенную на мерной шкале. В замкнутой колбе находится окрашенная жидкость, обычно это спирт. В зависимости от температуры воздуха жидкость расширяется или сужается, из-за чего уровень спиртового столбика изменяется, останавливаясь напротив определенного показателя температурной шкалы.
- Биметаллический механический термометр. Его принцип действия основан на различии в чувствительности металлов к перепадам температуры. Две пластинки из разных металлов при изменении температуры действуют как пружина, толкая стрелку, которая укажет температуру воздуха.
- Цифровой градусник. Это самый молодой вид измерительных приборов, который успел завоевать любовь благодаря своему удобству. Информация о температуре выводится на дисплей, а работают эти приборы от батареек, сети или солнечной панели.
