הוא התקן המאפשר להעריך את הערך של פרמטר, ואם יש צורך, העברת מידע נוסף לאורך מעגל הבקרה.כיום, בודקי בודדים מצוידים עם סוג זה של גופי, אשר עושה שימוש נוח.חיישני טמפרטורה להשתנות בעיצוב ופונקציונליות.אחרים נועדו להעריך את מצב החלב, אחרים מתאימים מתכות מותכות.החוקרים אינם מסכימים עם מי המציא לראשונה את המדחום.מועמדים לתפקיד:
- גלילאו גליליי.
- קורנליס דרבל.רוברט פלאד.
- סנטוריו סנטוריו.
עוד פילון של הביזנטי והרון של אלכסנדריה היו מודעים לתכונות המשתנות של חומרים תחת טמפרטורה.בפרט, הקדמונים המעוניינים באוויר.זה הבחין כי כאשר הטמפרטורה של בקבוק אטום, מלא חלקית במים, את רמת ההפרדה של מהלכים התקשורת.זה דומה מאוד למכשירי כספית מודרניים.גלילאו גליליי כינה את ממציא סוג זה של מכשירים - המדען עיצב תרמוסקופים.ההבדל הוא חוסר קנה המידה.
חיישן המדידה
נאלץ להכיר בחלוץ של רוברט פלו, שהיה הראשון לכמת את מדידת השינוי ב -1638.העיצוב יצא מוצלח מאוד.משהו דומה משמש בתעשייה והיום.בשנת 1613 ו 1611, סנטוריו סנטוריו ופרנצ'סקו Sagredo כבר ניסויים בקנה מידה.המונח "מדחום" מוזכר לראשונה ב 1624 לה מהדורה Mathématique.
התברר במהירות כי המקדם התרמי של הרחבת המים לא היה גבוה, כבר בשנת 1654 אנלוגי עם אלכוהול הופיע, על ידי 1730 העיצוב רכשה מראה מודרני כמעט( בקנה מידה של פיזיקה ראומור עדיין בשימוש בצרפת).מדענים התנסו באופן פעיל בנוזלים אחרים.במקביל, העבודה נעשתה על סולם: בשנת 1665, הציע כריסטיאן Huygens סטנדרטיים רותחים נקודות הקפאה עבור מים.
לא היה מושג יחיד על התואר, עד שבשנת 1742 חילק צלזיוס את המרחק בין שתי הנקודות שהוזכרו לעיל למאה חלקים שווים( בגרסה המקורית, נקודת הרתיחה של המים נלקחה כאפס, 100% מהקרח נמס).היחידה שהוצגה בתצוגה הנוכחית.בשנת 1848 הוכיח ויליאם תומסון( לורד קלווין) את האפשרות ליצור סולם מוחלט עם אפס שמתחתיו הטמפרטורה לא תיפול עוד( מינוס 273.16 מעלות צלזיוס - אפס בסולם קלווין).מעלות המעלות צלזיוס וקלווין שוות.
הצורה הסופית של הרכב המדחום נלקחה בשנת 1714, הודות דניאל פרנהייט, שקבע כי המקדם המרבי של התפשטות תרמית מאופיין כספית.ב -1724 הציג הזכוכית את קנה המידה שלו, שם המכשיר הוא סיפורו של ריי ברדבורי( הטמפרטורה של תערובת של מים, מלח וקרח נלקחה כנקודת התייחסות).הסיפור לא נגמר שם, וב -1999 הופיע המדחום הזמני הראשון ללא מגע.דומה, למשל, כדי להעלות את החלב, המיועד למזון.
מבצע חיישן
כיצד למדוד טמפרטורה
תכונות תרמומטריות של חומרים משמשים למדידות.זה נשמע טריוויאלי, כמו הביטוי "שמן שמנוני", אבל זו המציאות.החומרים תלויים בטמפרטורה:
- מידות גיאומטריות.האיכות המוזכרת צוינה על ידי הקדמונים בדוגמה של אוויר ומים.בעולם של היום, את היכולת של התפשטות תרמית שונים של שתי מתכות שונות משמש לעתים קרובות יותר.הם מחוברים ברצועה, "גב אל גב", מתברר החיישן.המדחום נקרא bimetallic.מאפיינים דומים להראות זוג, למשל, ברזל ואבץ.שני רצועות, להיות מחובר יחד על ידי מסמרים יחד, יהיה להתכופף כאשר מחומם.
- התנגדות חשמלית.האיכות משמשת באופן פעיל בטכנולוגיית המוליכים למחצה.כל מקררים זולים, שבו זה לא רציונלי להשתמש תרמי, מסופקים בהתנגדויות דומות.הנכס פועל בפועל.כמובן, המאפיינים של חומרים שונים, שיעור השינוי של הפרמטרים אינו זהה.
- כוח חשמלי.מדענים גילו כי מוליכים למחצה בודדים מסוגלים ליצור פוטנציאל כאשר מחומם.תכונות דומות מאופיינות במינרלים.לדוגמה, טורמלין המפורסם, על שם היכולת שלה כדי למשוך אפר( כאשר מחומם, את פני השטח של גביש רכש תשלום שגרם את התופעה שצוינה).
- ספקטרום קרינה.גוף שמוקם בסביבה קרה פולט גלים של טבע אלקטרומגנטי.ועל הגרף של צפיפות הקרינה, זה נראה כמו גבנון עם קודקוד זז שמאלה.ככל שהטמפרטורה גבוהה יותר, כך חזק ההר מועבר בסולם התדרים.לדוגמה, השמש כה חמה עד שמרבית קרינת השמש נופלת על הספקטרום הגלוי באזור הירוק.באופן דומה, נפח רואה מתכת אדומה חמה משנה גוונים בעוד הפרווה מניפה את האש.מדחומים ספקטרליים מאפשרים מדידות מרחוק.
תהליך המדידה
סיווג מורחב של מדחומים
נניח כי במסגרת הסקירה אנו לא מפרידים בין פירומטרים מנושאים.זהו סוג שונה במקצת של מכשירים, משמש באופן פעיל למטרות דומות כמו חיישני טמפרטורה.לכן, נהוג להבחין בין:
- מדחום הרחבה.בהתבסס על היכולת של הגופים לשנות את הממדים הגיאומטריים:
- זכוכית thermometers נוזלי - מחוץ לחלון.נחשב כבר חיישני טמפרטורה.כספית משמשת לעתים קרובות כנוזל ממספר סיבות: היא שומרת על מצב הצבירה במגוון רחב של תנאים סביבתיים, אינה רוטבת את הזכוכית, ומוציאה בקלות מרכיבים טבעיים.החסרונות כוללים רעילות, מקדם קטן של הרחבת טמפרטורה והקפאה כבר ב מינוס 35 מעלות צלסיוס.זה מזכיר את היתרונות של מדחום אלכוהול.
- מד מד הם מבוססים על תלות הטמפרטורה של לחץ אדי של חומר בחדר העבודה.מערכות כאלה משמשים כמו תרמוסטט של מקררים ישנים, שם אין אלקטרוניקה.יתרונות: המערכת לא צריכה אספקת חשמל, אשר מאוד מפשט את העיצוב של המכשיר.חיישני טמפרטורה אלה ממוקמים באזור המאייד, דרך צינור המחובר לבקר( הממוקם בתא הקירור), שם יש ממסר.
- חיישנים תרמומטריים ומדחום התנגדות כוללים תרמו-צמדים ותרמיסטורים.זהו נושא נדוש, בואו נגע קצת למטה.החומרים המשמשים אלה חיישני טמפרטורה הם מתכות, מוליכים למחצה, וכן סוגים אחרים של הטבלה המחזורית.
התנגדות מדחום
מדחום עיצובים
המכשיר המציג את הממשק בין שני המדיה מזוהה כמו הראשון הנפוץ ביותר בחיי היומיום.זה לא המודל היחיד.השתמשו בעבר thermometers משקל.זה היה מורכב כדור פלטינה חלול, מלא חלקית כספית עם חור נימי בתחתית.ככל שהטמפרטורה עלתה, כך האוויר באוויר גדל.כתוצאה מכך, טיפות כספית יותר זרמו החוצה.כתוצאה מכך, שיווי המשקל התפתח, הטמפרטורה נשפטה על ידי המסה הנותרת.
מדחום עמידות פלטינה משמש כנקודת התייחסות( מ -13.81 ל -903.89 מעלות קלווין), וגרמניום אחד משמש למטה( עד 4.2 K).מעל הגבול שצוין כבר בשימוש פלטינה.לבסוף, פירומטר מעין מונוכרומטי משמש מעל 1337.58 מעלות קלווין.בעזרת כלים אלה השיגו נתונים על העולם.זה הגיוני להשתמש במכשירים אלה עבור זריקה.הפירומטר מעין-מונוכרומטי כבר פועל על בסיס הערכה של הספקטרום, אין לו שום קשר להתנגדות.בטמפרטורה של 6300 K, רוב סגסוגות כבר נמשכים לתוך קיטור, ואת Pyyeters של קרינת מיקרוגל משמשים מעל סימן הנ"ל ועד 100,000 K.
עקרון הפעולה של בניית פירומטר אופטי דמוי-מונו-כרומטית מבוסס על השוואת הספקטרום של הגוף הנחקר עם הספקטרום של סיומת הייחוס( טונגסטן).המכשיר כולל עדשה, העינית מצוידת במסנן המשדר ספקטרום גלוי של גלים.ניתן להסדיר את החימום של החוט עם ריאוסטט, כדי לראות אותו על רקע הגוף הנחקר.כאשר אובייקטים להיות בלתי ניתן להבחין( מיזוג), הטמפרטורה הרצויה של טונגסטן הוא הגיע.הדיוק תלוי מאוד על הנסיין: השיטה מנוגדת לעיוורון צבעיםהגבול העליון של המדידה מוגבל על ידי נקודת ההיתוך של חוט.
פירומטרים קונוסי-מונוכרוטיים אחרים באמצעות מסננים המפרידים חלק מהמרכיבים של הספקטרום.לדוגמה, אדום וכחול, ולאחר מכן לפי עוצמתם לקבוע את הטמפרטורה.חיישנים פוטומטריים כבר בשימוש כאן: אור האירוע משנה את המאפיינים של חומרים מוליכים למחצה.מכשירים ידועים המעריכים את מלוא טווח הפליטה.אנחנו מדברים על בהירות אינטגרלית, כאשר התמונה של האובייקט מתמקדת אלמנט רגיש.
מתחת לנקודה 4.2 K, מוחלים מספר קשקשים התייחסות.עבור טמפרטורות ultralow מ 0.01 עד 0.8 K, את התלות של הרגישות המגנטית של חומר על מידת החימום משמש( עדיף לדבר על קירור).בשאר טווח, תלות בלחץ הליום אדי( 3 ו 4) משמשים.
בנוסף לעקרונות המפורטים בסעיף הקודם, חלופות ידועות שאינן בשימוש בחיי היומיום.אם אתה לא לוקח בחשבון את המכשירים מתוך נושא הבנייה.עכשיו אנחנו מדברים על imagers תרמי, שבו הערכה חזותית של השטח הכולל משמש.בהקשר זה, התקנים דומים פירומטרים אופטיים.הבנאי רק על ידי העין מוצא אזורים מאוד distracting מן התמונה הכוללת, לוקח אמצעים מתקנת המתאים.שאר האימאיגר פועל על בסיס מטריצה של אלמנטים רגישים.המכשיר אינו כולל מדידת טמפרטורה( רק הערכה איכותית).
מדחום מודרני
אנחנו לא הולכים לדבר על צמדים תרמיים, ההתנגדויות, רוב המידע כבר ידוע.אנחנו רק להזכיר כי שני סוגים של מכשירים משמשים לעתים קרובות בחיי היומיום.כולל בדיקות של בודקי לעיל.תלות הטמפרטורה של ההתנגדות היא בדרך כלל ליניארי, זווית תלויה בחומר.באשר צמדים תרמיים, חיישנים מורכבים משני מוליכים למחצה שונים.שינוי בטמפרטורה מוביל להיווצרות הפוטנציאל על המסקנות של המבנה.
כיום חיישנים יסודיים כלולים לעתים קרובות בהרכב של שבבים.זה לא חדשות כי פתרונות משולבים הם הרבה יותר קל להשתמש.באופן דומה, חיישן תנועה מסופק עם מילוי אלקטרוניים כדי להגביר את האות המקורי לערך מקובל.הזן את היקף היכולות של חיישני טמפרטורה משולבים פונקציות אחרות.עקרונות המדידה טמפרטורה הם מעטים, אם לא לוקחים בחשבון את אקזוטיים, כמו רגישות מגנטית, הם כולם פשוטים.ב מכשירי חשמל ביתיים, למשל, לוחות bimetallic משמשים לעתים קרובות.
