संभवतः, हम में से प्रत्येक ने ऐसी स्थिति का सामना किया है जहां किसी बीमारी के कारण बढ़े हुए तापमान को मापने से अस्पष्ट परिणाम मिलते हैं: या तो थर्मामीटर की रीडिंग बहुत अधिक है, जबकि स्वास्थ्य की स्थिति इतनी खराब नहीं लगती है, या, इसके विपरीत, हमें संदेह होता है स्थिति की गंभीरता को कम करने का थर्मामीटर।

जब आप एक से अधिक प्रकार के थर्मामीटर से तापमान मापते हैं तो चीजें और भी भ्रमित हो सकती हैं: पारा थर्मामीटर, इलेक्ट्रॉनिक थर्मामीटर, या इन्फ्रारेड थर्मामीटर (जिसे इलेक्ट्रॉनिक गैर-संपर्क थर्मामीटर भी कहा जाता है)।

थर्मामीटर के साथ दिए गए निर्देशों में, आप जानकारी पा सकते हैं कि पारा और इलेक्ट्रॉनिक थर्मामीटर की त्रुटि 0.1 डिग्री सेल्सियस है, और अवरक्त थर्मामीटर के लिए यह थोड़ा अधिक है - 0.2-0.3 डिग्री सेल्सियस। हालाँकि, आपको ऐसे लोगों की समीक्षाएँ भी मिल सकती हैं जो लिखते हैं: इलेक्ट्रॉनिक थर्मामीटर की त्रुटि कभी-कभी 0.5 डिग्री सेल्सियस तक पहुँच जाती है। विज्ञान विभाग ने यह पता लगाने का निर्णय लिया कि क्या यह सबसे सटीक है पारा थर्मामीटर, जिसके संचालन का सिद्धांत पारे के थर्मल विस्तार पर आधारित है, और यह भी समझें कि किसी विशेषज्ञ से संपर्क करके और अपना स्वयं का प्रयोग करके तापमान मापने के लिए इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों का सही ढंग से उपयोग कैसे करें।

विशेषज्ञ

व्लादिमीर सेदिख ने सवालों के जवाब दिए, थर्मामीटर बनाने वाली कंपनियों में से एक के वाणिज्यिक निदेशक .

— क्या यह कहना संभव है कि पारा थर्मामीटर इलेक्ट्रॉनिक थर्मामीटर की तुलना में अधिक सटीक होते हैं?

- नहीं। इलेक्ट्रॉनिक थर्मामीटर पारा थर्मामीटर से सटीकता में भिन्न नहीं हैं: दोनों थर्मामीटर की माप त्रुटि 0.1 डिग्री सेल्सियस है। इलेक्ट्रॉनिक थर्मामीटर के साथ समस्या यह है कि तापमान को प्रभावी ढंग से मापने के लिए, थर्मामीटर को शरीर की सतह पर बहुत कसकर फिट होना चाहिए, इसलिए इसे मौखिक या गुदा उद्घाटन में उपयोग करने की सलाह दी जाती है।

लगभग सभी इलेक्ट्रॉनिक थर्मामीटर मौखिक या गुदा तरीकों से मानव शरीर के तापमान को मापने के लिए डिज़ाइन किए गए हैं, लेकिन रूस में माप की यह विधि अलोकप्रिय है।

इलेक्ट्रॉनिक थर्मामीटर का उपयोग करते समय इसका निरीक्षण करना बहुत महत्वपूर्ण है सही समयमाप. निर्देश अक्सर लिखते हैं: माप समय - 10 सेकंड। लेकिन आपको इसे कम से कम 5 मिनट तक रोककर रखना होगा। आमतौर पर, जब थर्मामीटर पहली रीडिंग लेता है, तो यह एक विशेष चीख़ पैदा करता है। इस चीख़ के बाद, इसे कुछ और मिनटों तक रोके रखना बेहतर है।

- लेकिन अगर इलेक्ट्रॉनिक उपकरणतापमान का लगभग तुरंत पता चल जाता है, इसे कई मिनट तक क्यों रखें?

— पारा और इलेक्ट्रॉनिक थर्मामीटर हटा दिए जाते हैं अलग-अलग तापमान: पारा दिखाता है अधिकतम तापमानएक निश्चित अवधि के लिए. (अर्थात, यदि आप इसे पांच मिनट तक पकड़कर रखते हैं, तो यह उन पांच मिनटों के दौरान आपका अधिकतम तापमान दिखाएगा।) एक इलेक्ट्रॉनिक थर्मामीटर कुछ ही सेकंड में तापमान ले लेता है, और आपको इसे कई मिनट तक पकड़कर रखना होगा ताकि यह परिणामी मूल्य का औसत निकालता है। यह याद रखने योग्य बात है कि किसी भी व्यक्ति के शरीर के तापमान में एक मिनट के भीतर भी काफी उतार-चढ़ाव हो सकता है। बड़े मूल्य- 1°C तक.

— क्या कुछ और है जो इलेक्ट्रॉनिक्स का उपयोग करके प्राप्त डेटा की सटीकता में हस्तक्षेप कर सकता है?

— इलेक्ट्रॉनिक थर्मामीटर का संचालन एक अन्य कारक से प्रभावित होता है - बैटरी में वोल्टेज की गिरावट। एक नियम के रूप में, सभी बैटरियां औसतन लगभग दो साल तक चलती हैं; यदि आप समय पर बैटरी नहीं बदलते हैं, तो थर्मामीटर "झूठ बोलना" शुरू कर देगा। लगभग हर किसी की तरह मापन उपकरण(उदाहरण के लिए, टोनोमीटर), थर्मामीटर में अंशांकन अंतराल होता है, आमतौर पर एक से दो साल। लेकिन एक ग्लास थर्मामीटर की उसके पूरे सेवा जीवन के दौरान जाँच नहीं की जाती है! इसलिए, सभी इलेक्ट्रॉनिक थर्मामीटरों का वर्ष में कम से कम एक बार परीक्षण किया जाना चाहिए, कुछ उत्पादों के लिए - हर दो साल में एक बार। इसे अवश्य दर्शाया जाना चाहिए तकनीकी पासपोर्टउत्पाद. निर्माता आमतौर पर लिखते हैं: थर्मामीटर पर वारंटी इतने वर्षों के लिए है। लेकिन यदि आप निर्देशों को ध्यान से पढ़ेंगे, तो यह कहेगा:

इस गारंटी को बनाए रखने के लिए और वारंटी अवधि के दौरान डिवाइस को सटीक तापमान प्रदर्शित करने के लिए, इसे नियमित रूप से लाया जाना चाहिए या सर्विस सेंटरनिर्माता, या बस मेट्रोलॉजिकल सेवा के लिए।

एक इलेक्ट्रॉनिक थर्मामीटर के परीक्षण, या बल्कि सत्यापन (मेट्रोलॉजिकल शब्द) की लागत 1 हजार रूबल तक पहुंच सकती है।

— इलेक्ट्रॉनिक थर्मामीटर की तुलना में ग्लास थर्मामीटर के क्या फायदे हैं?

- इलेक्ट्रॉनिक थर्मामीटर के विपरीत, ग्लास थर्मामीटर का सेवा जीवन सीमित नहीं है - बेशक, अनुपस्थिति में यांत्रिक क्षति. यदि आप इसे सावधानी से उपयोग करते हैं, तो यह, कोई कह सकता है, हमेशा के लिए काम करेगा। थर्मामीटर की सटीकता वर्षों में नहीं बदलती है, यह सीलबंद, जलरोधक, एंटी-एलर्जेनिक है, और बैटरी प्रतिस्थापन की आवश्यकता नहीं है। पुराने पारा थर्मामीटर का एकमात्र नुकसान पारा, या बल्कि, पारा वाष्प है। यूरोप में, ये प्रतिबंधित हैं, और पारा के बिना ग्लास थर्मामीटर का उपयोग वहां लंबे समय से किया जाता रहा है। अभी हाल ही में, ये रूस में दिखाई दिए। एक नए प्रकार के ग्लास थर्मामीटर में

पारे के स्थान पर गैलियम, इंडियम और टिन से युक्त एक गैर विषैले धातु मिश्र धातु का उपयोग किया जाता है। यह थर्मामीटर पर्यावरण के अनुकूल, सुरक्षित और गैर विषैला है।

— इलेक्ट्रॉनिक गैर-संपर्क थर्मामीटर - इन्फ्रारेड के बारे में आप क्या कह सकते हैं?

- इन्फ्रारेड थर्मामीटर के साथ, ±0.1°C की सटीकता प्राप्त नहीं की जा सकती क्योंकि तापमान मापने वाली किरण गुजरती है वायु प्रवाह: एयर कंडीशनिंग, हीटर, आपका माथा गीला है - यह सब माप परिणाम को प्रभावित करता है। बेशक, मैं सौ प्रतिशत नहीं कह सकता, लेकिन मैंने बड़ी संख्या में इन्फ्रारेड थर्मामीटर देखे हैं, और मैंने ± 0.1 डिग्री सेल्सियस की त्रुटि वाला कोई भी नहीं देखा है। सर्वोत्तम सूचक±0.2°C है. इन्फ्रारेड थर्मामीटर का उपयोग करना सुविधाजनक है, उदाहरण के लिए, त्वरित, गैर-संपर्क तापमान माप के लिए हवाई अड्डे के स्वच्छता क्षेत्र में।

— आप घर पर किस थर्मामीटर का उपयोग करने की सलाह देते हैं?

- सामान्य तौर पर, यदि कोई व्यक्ति पहले से ही बीमार है तो समय पर तापमान की निगरानी के लिए घर पर त्वरित माप के लिए एक इलेक्ट्रॉनिक या इन्फ्रारेड थर्मामीटर और एक पारा थर्मामीटर, या बेहतर होगा कि एक पारा-मुक्त ग्लास रखने की सिफारिश की जाती है। हालाँकि, निश्चित रूप से, बीमार न पड़ना ही सबसे अच्छा है, मैं आपके लिए यही कामना करता हूँ!

प्रयोग

प्रयोग के दौरान, विज्ञान विभाग के संवाददाताओं ने प्रौद्योगिकी विभाग से सहयोगियों की भर्ती की और तीन थर्मामीटरों का उपयोग किया: ग्लास पारा, इलेक्ट्रॉनिक और अवरक्त। प्रयोग में पाँच लोगों ने भाग लिया, जिनमें से प्रत्येक ने अपना तापमान पाँच बार मापा: पहली बार - एक पारा थर्मामीटर के साथ, दूसरा - इलेक्ट्रॉनिक रूप से, लेकिन "गलत" तरीके से जिसका हम उपयोग करते हैं, बगल में (यह लायक है) यह ध्यान में रखते हुए कि इस विधि को थर्मामीटर के निर्देशों में जीवन के अधिकार के रूप में दर्शाया गया था), तीसरा - इलेक्ट्रॉनिक थर्मामीटर, इसे, निर्देशों के अनुसार, जीभ के नीचे रखकर, चौथा - एक इन्फ्रारेड थर्मामीटर के साथ। पिछली बार हमने उसी थर्मामीटर से दोबारा तापमान मापा था, लेकिन उससे पहले हमने उसके सेंसर को सावधानी से पोंछ लिया था। हमारे परिणाम नीचे दी गई तालिका में देखे जा सकते हैं।

थर्मामीटर के निर्माण का इतिहास कई साल पहले शुरू होता है। लोग हमेशा एक ऐसा उपकरण चाहते थे जो उन्हें किसी निश्चित वस्तु के गर्म होने या ठंडा होने की मात्रा को मापने की अनुमति दे। यह अवसर 1592 में उत्पन्न हुआ, जब गैलीलियो ने पहला उपकरण डिज़ाइन किया जिससे तापमान परिवर्तन निर्धारित करना संभव हो गया। यह डिवाइस, को मिलाकर कांच की गेंदऔर इसमें टांका लगाने वाली ट्यूब को थर्मोस्कोप कहा जाता था। ट्यूब के सिरे को पानी के एक बर्तन में रखा गया और गेंद को गर्म किया गया। जब गर्म करना बंद हो गया, तो गेंद के अंदर का दबाव कम हो गया और इसके प्रभाव में ट्यूब के माध्यम से पानी ऊपर उठने लगा वायु - दाब. जैसे-जैसे तापमान बढ़ा, विपरीत प्रक्रिया हुई और ट्यूब में पानी का स्तर कम हो गया। डिवाइस में कोई स्केल नहीं था, और सटीक मानइससे तापमान का पता लगाना असंभव था। इसके बाद, फ्लोरेंटाइन वैज्ञानिकों ने इस कमी को दूर कर दिया, जिसके परिणामस्वरूप माप अधिक सटीक हो गए। इस तरह पहले थर्मामीटर का प्रोटोटाइप बनाया गया।

अगली शताब्दी की शुरुआत में, प्रसिद्ध फ्लोरेंटाइन वैज्ञानिक, गैलीलियो के छात्र, इवेंजेलिस्टा टोरिसेली ने अल्कोहल थर्मामीटर का आविष्कार किया। जैसा कि हम सभी अच्छी तरह से जानते हैं, इसमें गेंद एक ग्लास ट्यूब के नीचे स्थित होती है, और पानी के बजाय अल्कोहल का उपयोग किया जाता है। इस उपकरण की रीडिंग वायुमंडलीय दबाव पर निर्भर नहीं करती है।

पहले पारा थर्मामीटर का आविष्कार डी.जी. द्वारा फ़ारेनहाइट का समय 1714 है। उन्होंने अपने शॉल का न्यूनतम बिंदु 32 डिग्री लिया - जो कि हिमांक तापमान के अनुरूप था नमकीन घोल, और ऊपरी के लिए - 2120 - पानी का क्वथनांक। फ़ारेनहाइट पैमाने का उपयोग आज भी संयुक्त राज्य अमेरिका में किया जाता है।

1730 में फ्रांसीसी वैज्ञानिक आर.ए. रेउमुर ने एक पैमाने का प्रस्ताव रखा जिसमें चरम बिंदु पानी का उबलना और जमने वाला तापमान था, और रेउमुर पैमाने पर पानी का हिमांक बिंदु 0 डिग्री और क्वथनांक 80 डिग्री माना गया। वर्तमान में, रेउमुर स्केल का व्यावहारिक रूप से उपयोग नहीं किया जाता है।

28 साल बाद, स्वीडिश शोधकर्ता ए. सेल्सियस ने अपना खुद का पैमाना विकसित किया, जहां पानी के उबलने और जमने वाले तापमान को चरम बिंदु के रूप में लिया गया, जैसा कि रेउमुर स्केल में था, लेकिन उनके बीच के अंतराल को 80 से नहीं, बल्कि 100 से विभाजित किया गया था। डिग्री, और शुरू में ग्रेजुएशन ऊपर से नीचे की ओर होता था, यानी पानी का क्वथनांक शून्य और पानी का हिमांक एक सौ डिग्री माना जाता था। इस तरह के विभाजन की असुविधा जल्द ही स्पष्ट हो गई, और बाद में स्ट्रेमर और लिनिअस ने पैमाने के चरम बिंदुओं को बदल दिया, जिससे इसे वह रूप मिला जिससे हम परिचित हैं।

19वीं शताब्दी के मध्य में, ब्रिटिश वैज्ञानिक विलियम थॉमसन, जिन्हें लॉर्ड केल्विन के नाम से जाना जाता है, ने एक तापमान पैमाना प्रस्तावित किया, जिसका निम्नतम बिंदु -273.15 0C - पूर्ण शून्य था, इस मान पर अणुओं की कोई गति नहीं होती है।

इस प्रकार हम थर्मामीटर और तापमान पैमानों के निर्माण के इतिहास का संक्षेप में वर्णन कर सकते हैं। वर्तमान में, सबसे व्यापक रूप से उपयोग किए जाने वाले थर्मामीटर सेल्सियस स्केल हैं, फ़ारेनहाइट स्केल अभी भी संयुक्त राज्य अमेरिका में उपयोग किया जाता है, और केल्विन स्केल विज्ञान में सबसे लोकप्रिय है।

आज, विभिन्न आधारों पर थर्मामीटर और तापमान मापने वाले उपकरणों के कई डिज़ाइन उपलब्ध हैं भौतिक गुणऔर रोजमर्रा की जिंदगी, विज्ञान और उत्पादन में व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है।

फैराडे पैमाने पर शून्य आधुनिक 32 डिग्री के बराबर था, और मानव शरीर का तापमान 96 डिग्री के बराबर था। 1742 में, भौतिक विज्ञानी सेल्सियस ने पिघलती बर्फ और उबलते पानी के तापमान को संदर्भ बिंदु बनाया, हालांकि शुरू में पैमाने पर शून्य पानी के उबलते तापमान के अनुरूप था, लेकिन फिर यह वही हो गया।

तरल थर्मामीटर बदलते समय थर्मामीटर में डाले गए तरल की प्रारंभिक मात्रा को बदलने के सिद्धांत पर काम करते हैं परिवेश का तापमान. अक्सर, अल्कोहल या पारा को थर्मामीटर फ्लास्क में डाला जाता है। पारा थर्मामीटर के फायदे तापमान माप की उच्च सटीकता, लंबी सेवा जीवन हैं, हालांकि, तापमान स्तर को सेट होने में लंबा समय लगता है, थर्मामीटर में पारा एक खतरनाक सामग्री है, इसलिए पारा थर्मामीटर का उपयोग यथासंभव सावधानी से किया जाना चाहिए .
ऑप्टिकल थर्मामीटर चमक के स्तर, स्पेक्ट्रम और अन्य संकेतकों के आधार पर तापमान रिकॉर्ड करते हैं और इसका सबसे अधिक उपयोग किया जाता है वैज्ञानिक अनुसंधान.

मैकेनिकल थर्मामीटर तरल थर्मामीटर के सिद्धांत पर काम करते हैं, केवल सेंसर एक सर्पिल या धातु टेप होता है।
विद्युत - वे बदलते समय कंडक्टर के प्रतिरोध स्तर को बदलने के सिद्धांत पर काम करते हैं बाहरी तापमान. वे इलेक्ट्रिक थर्मामीटर जिनकी रेंज बड़ी होती है, थर्मोकपल पर आधारित होते हैं - जब विभिन्न धातुएं परस्पर क्रिया करती हैं, तो एक संपर्क संभावित अंतर उत्पन्न होता है, जो तापमान पर निर्भर करता है। इलेक्ट्रिक थर्मामीटर बिल्ट-इन हैं अतिरिक्त प्रकार्यमेमोरी, बैकलाइट, वे सुरक्षित हैं और तुरंत परिणाम दिखाते हैं, लेकिन वे एक छोटी सी त्रुटि दे सकते हैं, जिसके परिणामस्वरूप तापमान को कई बार मापना होगा।

एक इन्फ्रारेड थर्मामीटर किसी व्यक्ति या वस्तु के साथ सीधे संपर्क के बिना तापमान मापता है, और माप सटीकता और सुरक्षा के साथ-साथ इसकी विशेषता है उच्च गतिक्रियाएँ - आधा सेकंड. वे स्वच्छ हैं, तेजी से (2-5 सेकंड के भीतर) काम करते हैं और बच्चों के तापमान को मापने में मदद करते हैं।

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यह ज्ञात है कि गर्म शरीर ख़राब आचरण करते हैं बिजलीठंडे लोगों की तुलना में. इसका कारण तथाकथित है थर्मल रेज़िज़टेंसधातुओं

थर्मल प्रतिरोध क्या है

थर्मल प्रतिरोध आवेश वाहकों की थर्मल गति के कारण एक कंडक्टर (सर्किट का अनुभाग) का प्रतिरोध है। यहां आवेशों से हमें पदार्थ में निहित इलेक्ट्रॉनों और आयनों को समझना होगा। नाम से ही स्पष्ट है कि हम प्रतिरोध की विद्युत घटना के बारे में बात कर रहे हैं।

तापीय प्रतिरोध का सार

थर्मल प्रतिरोध का भौतिक सार पदार्थ (कंडक्टर) के तापमान पर इलेक्ट्रॉन गतिशीलता की निर्भरता में निहित है। आइए जानें कि यह पैटर्न कहां से आता है।

धातुओं में चालकता मुक्त इलेक्ट्रॉनों द्वारा प्रदान की जाती है, जिसके प्रभाव में विद्युत क्षेत्रविद्युत क्षेत्र रेखाओं के साथ दिशात्मक गति प्राप्त करना। इस प्रकार, यह पूछना उचित है: इलेक्ट्रॉनों की गति में क्या बाधा उत्पन्न हो सकती है? धातु में एक आयनिक क्रिस्टल जाली होती है, जो निश्चित रूप से कंडक्टर के एक छोर से दूसरे छोर तक आवेशों के स्थानांतरण को धीमा कर देती है। यहां यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि आयन क्रिस्टल लैटिसदोलनशील गति में हैं, इसलिए, वे अपने आकार से नहीं, बल्कि अपने दोलनों के आयाम से सीमित स्थान घेरते हैं। अब आपको धातु का तापमान बढ़ाने के बारे में सोचने की जरूरत है। तथ्य यह है कि तापमान का सार क्रिस्टल जाली के आयनों के कंपन के साथ-साथ मुक्त इलेक्ट्रॉनों के थर्मल आंदोलन में निहित है। इस प्रकार, तापमान बढ़ाकर, हम क्रिस्टल जाली के आयनों के कंपन के आयाम को बढ़ाते हैं, और इसलिए इलेक्ट्रॉनों की दिशात्मक गति में एक बड़ी बाधा उत्पन्न करते हैं। परिणामस्वरूप, चालक का प्रतिरोध बढ़ जाता है।

दूसरी ओर, जैसे-जैसे कंडक्टर का तापमान बढ़ता है, इलेक्ट्रॉनों की तापीय गति भी बढ़ती है। इसका मतलब यह है कि उनका आंदोलन निर्देशित से अधिक अराजक होता जा रहा है। धातु का तापमान जितना अधिक होता है, स्वतंत्रता की उतनी ही अधिक डिग्री स्वयं प्रकट होती है, जिसकी दिशा विद्युत क्षेत्र की दिशा से मेल नहीं खाती है। इससे क्रिस्टल जाली के आयनों के साथ मुक्त इलेक्ट्रॉनों की अधिक संख्या में टक्कर होती है। इस प्रकार, एक कंडक्टर का थर्मल प्रतिरोध न केवल मुक्त इलेक्ट्रॉनों की थर्मल गति से निर्धारित होता है, बल्कि क्रिस्टल जाली के आयनों की थर्मल कंपन गति से भी निर्धारित होता है, जो धातु का तापमान बढ़ने के साथ और अधिक ध्यान देने योग्य हो जाता है।

जो कुछ कहा गया है, उससे हम यह निष्कर्ष निकाल सकते हैं कि सबसे अच्छे कंडक्टर "ठंडे" होते हैं। यही कारण है कि अतिचालक, जिनका प्रतिरोध शून्य होता है, अत्यधिक होते हैं कम तामपान, केल्विन इकाइयों में गणना की गई।

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युक्ति 3: तापमान संवेदक: संचालन सिद्धांत और आवेदन का दायरा

वर्तमान उपकरण, स्वचालन और ऑटोमोटिव उद्योग किसी भी प्रकार के नियंत्रकों के बिना चलने की संभावना नहीं है। इस प्रकार के उपकरण में तापमान सेंसर भी शामिल हैं, जिनका दायरा असीमित है।

उपकरण

1. थर्मल प्रतिरोध सेंसर। ऐसे उपकरण तापमान में उतार-चढ़ाव होने पर कंडक्टर के विद्युत प्रतिरोध को बदलने के सिद्धांत पर काम करते हैं। इन सेंसरों का उपयोग करना आसान है, ये बहुत विश्वसनीय, संवेदनशील और अधिक सटीक हैं।

2. सेमीकंडक्टर थर्मल सेंसर तापमान के प्रभाव के तहत (पी-एन) जंक्शन की विशेषताओं के परिवर्तन पर प्रतिक्रिया करने के सिद्धांत पर डिज़ाइन किए गए हैं। ऐसे सेंसरों की श्रृंखला अपने डिजाइन में बहुत सरल है और इसका मूल्य-स्थायित्व अनुपात उत्कृष्ट है।

3. थर्मोइलेक्ट्रिक सेंसर, या थर्मोकपल, जैसा कि उन्हें भी कहा जाता है। इस प्रकार का सेंसर विभिन्न वातावरणों में मौजूद कंडक्टरों की एक जोड़ी के बीच तापमान के अंतर के प्रभाव पर काम करता है। इसके कारण, कंडक्टरों की इस जोड़ी के बंद सर्किट में एक पल्स दिखाई देती है; सेंसर एक दूसरे के सापेक्ष तापमान में बदलाव का संकेत देते हैं। ये उपकरण ऊपर वर्णित अपने समकक्षों के समान सटीकता प्रदान नहीं करते हैं, और संरचनात्मक रूप से अधिक बोझिल हैं।

4. पाइरोमीटर। ये गैर-संपर्क प्रकार के सेंसर हैं; ये किसी वस्तु के पास का तापमान रिकॉर्ड करते हैं। इस प्रकार के उपकरण का बड़ा लाभ यह है कि यह उस तंत्र से कुछ दूरी पर काम कर सकता है जिसमें तापमान रीडिंग दर्ज करने की आवश्यकता होती है।

5. ध्वनिक सेंसर। ऑपरेटिंग सिद्धांत वातावरण में ध्वनि की गति में परिवर्तन पर आधारित है जब उस वातावरण का तापमान बदलता है जिसमें सेंसर स्थित है। ऐसे उपकरणों का उपयोग ऐसे वातावरण में किया जाता है जहां इसका उपयोग करना असंभव है संपर्क सेंसरतापमान।

6. पीजोइलेक्ट्रिक सेंसर. डिवाइस का अर्थ इस प्रकार है: चालू क्वार्ट्ज बेस, जिसमें सेंसर स्वयं शामिल होता है, दालों की एक निश्चित श्रृंखला प्रदान करता है, इस प्रकार, तापमान में परिवर्तन के साथ, इस सामग्री की एक अलग विस्तार आवृत्ति होती है।

आवेदन

उन अनाचारवादों में से एक जो जीवन में स्थानांतरित हो गए आधुनिक आदमी, एक बाहरी थर्मामीटर है, स्थापित आदत के अनुसार, खराब या चिपका हुआ खिड़की की चौखटबाहर हवा का तापमान निर्धारित करने के लिए। कालभ्रमवाद क्यों और इसकी आवश्यकता क्यों नहीं है? हम आपके ध्यान में लाए गए लेख में आपको बताने का प्रयास करेंगे। हर जगह प्लास्टिक की खिड़कियों पर आउटडोर थर्मामीटर लगाए जाते हैं। ज्यादातर मामलों में, बिना यह सोचे कि इस बेकार गतिविधि पर समय बर्बाद करने का कोई मतलब है या नहीं।

लेकिन, चूंकि ऐसी आवश्यकता नागरिकों की एक निश्चित श्रेणी के बीच मौजूद है, हम निश्चित रूप से इस सवाल का जवाब देंगे कि इसे सर्वोत्तम तरीके से कैसे किया जाए।

क्या मुझे प्लास्टिक की खिड़की के पीछे थर्मामीटर की आवश्यकता है?

इसके आविष्कार के समय से लेकर हाल के ऐतिहासिक अतीत तक सड़क थर्मामीटरकम से कम, उन्होंने अपनी जिम्मेदारियों का निर्वाह किया - बाहर हवा का तापमान दिखाना। ठीक आज की तरह और पचास सौ साल पहले भी, उन्होंने ईश्वरविहीनता से झूठ बोला था। यह स्वयं उपकरणों की विशेषताओं के कारण नहीं था, बल्कि इस तथ्य के कारण था कि वे कहीं भी और किसी भी तरह स्थापित किए गए थे। इसलिए, किसी विशेष दिन पर कितनी ठंड या गर्मी थी, इस पर विवाद होना असामान्य बात नहीं थी। बहस करने वाले यह भूल गए कि सड़क पर थर्मामीटर लगाए गए थे, जिनकी रीडिंग पर वे भरोसा करते थे अलग-अलग स्थितियाँ. कुछ के लिए - सुबह सूरज से रोशन खिड़की पर, दूसरों के लिए - हमेशा छायादार बालकनी के फ्रेम पर, और दूसरों के लिए - एक निजी घर के आंगन में एक पोस्ट पर।

21वीं सदी में खिड़की के बाहर इस उपकरण की जरूरत पूरी तरह खत्म हो गई है। लगभग हर किसी के पास एक सेल फोन या स्मार्टफोन है, जो एक स्पर्श के साथ डिस्प्ले पर हवा के तापमान, आर्द्रता, हवा की ताकत और मौसम की "व्यक्तिपरक" संवेदनाओं पर बिल्कुल सटीक और वस्तुनिष्ठ डेटा दिखा सकता है, यदि आवश्यक हो तो रीडिंग में वायुमंडलीय का मूल्य जोड़ सकता है। आने वाले एक दिन या पूरे सप्ताह के लिए दबाव और वर्षा का पूर्वानुमान।

लेकिन सोच और आदत की जड़ता की शक्ति इतनी मजबूत है कि बिस्तर से बाहर निकले बिना यह पता लगाने के बजाय कि बाहर मौसम आपका क्या इंतजार कर रहा है, कई लोग खिड़की के बाहर सड़क पर लगे थर्मामीटर के पास घूमते हैं और खुशी या दुख के साथ सीखते हैं कि बाहर का मौसम कैसा है ऐसा बिल्कुल नहीं है। उन्होंने जो सपना देखा था।

थर्मामीटर (थर्मामीटर) के बारे में थोड़ा

परंपरागत रूप से, रोजमर्रा की जिंदगी में, बाहरी हवा के तापमान को मापने के लिए दो प्रकार के थर्मामीटर का उपयोग किया जाता है: अल्कोहल और बाईमेटैलिक।
पहला रंगीन अल्कोहल के साथ एक भली भांति बंद करके सील की गई केशिका ट्यूब है, जो तापमान बढ़ने या घटने पर हवा या तो फैलती है या सिकुड़ती है, लागू मीट्रिक पैमाने के साथ केशिका के साथ फिसलती है।

बाईमेटेलिक थर्मामीटर एक स्प्रिंग है जिसमें विभिन्न विस्तार गुणांक वाले दो धातुओं का मिश्रण होता है, जिसके अंत में एक तीर स्थापित होता है। गर्म या ठंडा होने पर, स्प्रिंग या तो संकुचित हो जाता है या खुल जाता है। इसके अनुसार, ऐसे स्प्रिंग के अंत में स्थित तीर भी घूमता है, जो आर्कुएट डिग्री स्केल पर एक निश्चित मान दिखाता है।

तीसरे प्रकार के आउटडोर थर्मामीटर इलेक्ट्रॉनिक होते हैं, जो कमरे के बाहर स्थित सेंसर से सिग्नल प्राप्त करते हैं और इसे प्रसारित करते हैं इलेक्ट्रॉनिक उपकरण, एलसीडी डिस्प्ले पर तापमान को डिजिटल रूप से प्रदर्शित करना।

वर्तमान में, ये तीन मॉडल लगभग समान सीमा तक वितरित हैं और उपकरणों की गुणवत्ता और दो या दो पर रीडिंग के बीच विसंगति की स्थिति में अंकगणितीय औसत की गणितीय गणना के कारण के बारे में मालिकों की अंतहीन शिकायतों का विषय हैं। अधिक थर्मामीटर.

सबसे सटीक रीडिंग, सभी चीजें समान होने पर, द्वारा दी जाती हैं इलेक्ट्रॉनिक थर्मामीटर. चूंकि उनके दूरस्थ ताप-मापने वाले तत्व अधिक कठोर मेट्रोलॉजिकल नियंत्रण से गुजरते हैं (चीनी को छोड़कर) और उनके तापमान सेंसर को सीधे सूर्य के प्रकाश के लिए दुर्गम स्थानों में जोड़ा जा सकता है।

बाईमेटेलिक थर्मामीटर में विश्वसनीयता की न्यूनतम डिग्री होती है। आबादी के बीच मध्य और सबसे लोकप्रिय स्थान अल्कोहल थर्मामीटर का है। लेकिन डिवाइस की उम्र को ध्यान में रखा जाना चाहिए। वह जितनी अधिक देर तक आपकी सेवा करेगा, उतना ही अधिक वह आपको धोखा देगा। यह अल्कोहल द्रव के क्रमिक वाष्पीकरण और केशिका के ऊपरी भाग में इसके संघनन के कारण होता है।

परिणामस्वरूप, रंगीन तरल का स्तंभ धीरे-धीरे छोटा और छोटा होता जाता है, और बाहर का तापमान "कम" और "कम" हो जाता है।

थर्मामीटर को खराब होने से बचाने के लिए क्या करें?

हवा के तापमान के बारे में बिल्कुल विश्वसनीय जानकारी प्राप्त करें आउटडोर थर्मामीटरफ़्रेम पर स्थित है प्लास्टिक की खिड़कीलगभग असंभव। पहला कारण है घर से निकलने वाला थर्मल रेडिएशन। यदि यह ज्ञात है कि खिड़कियों के माध्यम से 30% तक गर्मी नष्ट हो जाती है, तो, तदनुसार, विकिरणित गर्मी तापमान बढ़ाने की दिशा में थर्मामीटर रीडिंग में समायोजन करेगी।

दूसरा कारक है ग़लत स्थापनाथर्मामीटर. वे आमतौर पर खिड़कियों पर लगाए जाते हैं जो सबसे आसान और सबसे निरंतर पहुंच प्रदान करते हैं। ये रसोई की खिड़कियाँ या शयनकक्ष की खिड़कियाँ हैं। साथ ही, कुछ लोग थर्मामीटर स्थापित करने से पहले कंपास या 2जीआईएस प्रोग्राम से जांच करने और यह निर्धारित करने के बारे में सोचते हैं कि आपकी प्लास्टिक खिड़कियां किस दिशा में उन्मुख हैं। यदि पूर्व में है, तो थर्मामीटर सुबह में, यदि पश्चिम में है, तो देर दोपहर में, यदि दक्षिण में है, तो पूरे दिन "झूठा" रहेगा। यह सौर गतिविधि के कारण है। तक में मेघाच्छादित मौसमघर की दक्षिणी दीवार अधिक मजबूती से गर्म होगी और उससे निकलने वाली गर्मी आपके थर्मामीटर को विश्वसनीय तापमान दिखाने की अनुमति नहीं देगी।

सबसे सटीक रीडिंग उत्तर की ओर स्थित स्ट्रीट थर्मामीटर द्वारा दी जाती है। वे वस्तुनिष्ठ हैं क्योंकि वे सीधे सूर्य के प्रकाश के संपर्क में नहीं आते हैं।
तीसरी गलती जो गलत रीडिंग को प्रभावित करती है वह है थर्मामीटर परिरक्षण आवश्यकताओं की अनदेखी करना। इसे बाहर से एक परावर्तक स्क्रीन से ढंकना चाहिए, जो इसे प्रत्यक्ष सौर विकिरण के प्रभाव से बचाएगा।

चौथी शर्त यह है कि थर्मामीटर और घर की दीवार (यहां तक ​​कि फ्रेम या कांच भी नहीं) के बीच पर्याप्त दूरी हो।
इससे यह पता चलता है कि इन स्थितियों का पालन किए बिना, आपको हमेशा +/- 3-5 डिग्री सेल्सियस की सीमा में बहुत अनुमानित रीडिंग प्राप्त होगी।

थर्मामीटर स्थापित करना

यदि उपरोक्त तर्क आपको आश्वस्त नहीं करते हैं, और आप अभी भी अपनी खिड़की के बाहर थर्मामीटर लगाना चाहते हैं, तो इसकी पसंद पर ध्यान से विचार करें। जैसा कि पहले ही उल्लेख किया गया है, द्विधातु थर्मामीटर सबसे बड़ी त्रुटियाँ उत्पन्न करते हैं। यह इस तथ्य के कारण है कि डिवाइस के अंदर स्थित प्रत्येक विशिष्ट स्प्रिंग के लिए स्केल का चयन करना और कैलिब्रेट करना बहुत मुश्किल है। धातु की पट्टियों में से एक की मोटाई में कुछ माइक्रोन का विचलन दो थर्मामीटरों की रीडिंग में अंतर के लिए पर्याप्त है। बड़े पैमाने पर उत्पादन में, कोई भी किसी विशिष्ट स्प्रिंग के लिए अपना पैमाना नहीं बनाता है। इसलिए, थर्मामीटर की रीडिंग गलत हैं।

सबसे आम अल्कोहल थर्मामीटर आपकी सेवा कर सकते हैं लंबे साल, लेकिन हर साल उनकी रीडिंग, जैसे-जैसे तरल वाष्पित होगी, तापमान को "कम" करने की दिशा में भिन्न होगी। अल्कोहल थर्मामीटर चुनते समय, आपको यथासंभव लंबी केशिका ट्यूब वाला उपकरण खरीदने का प्रयास करना चाहिए। फ्लास्क के अंदर कागज के तराजू से सुसज्जित कई स्मारिका थर्मामीटर शुरू में कैलिब्रेट नहीं किए जाते हैं और बड़ी त्रुटियों के साथ तापमान दिखाते हैं।

यदि आप एक इलेक्ट्रॉनिक मौसम स्टेशन चुनते हैं, तो इसकी पसंद पूरी तरह से आपकी वित्तीय क्षमताओं और डिवाइस द्वारा किए जा सकने वाले कार्यों की संख्या पर निर्भर करेगी।

थर्मामीटर को प्लास्टिक की खिड़की के फ्रेम से नहीं जोड़ना सबसे अच्छा है, क्योंकि विश्वसनीय बन्धन केवल प्लास्टिक के स्क्रू के साथ यांत्रिक रूप से पेंच करके ही संभव है। और थर्मामीटर स्थापित करने के लिए अपनी प्रोफ़ाइल को ख़राब करना शायद ही इसके लायक है। आप पहली बार धोने और डीग्रीज़ करने के बाद थर्मामीटर को गोंद कर सकते हैं पीवीसी प्रोफ़ाइल, दो तरफा टेप पर, लेकिन यह बहुत ही अल्पकालिक है और एक दिन आपको अपनी खिड़की के बाहर थर्मामीटर नहीं मिल सकता है, इसका कारण पक्षी भी हो सकते हैं, विशेष रूप से जिज्ञासु टिटमाइस, जो किसी भी सतह पर बैठने के लिए तैयार हैं।

निर्माण के लिए उपयोग किए जाने वाले पारदर्शी चिपकने वाले पदार्थों से चिपकाया जा सकता है पीवीसी प्लास्टिकया पारदर्शी पाइपलाइन सिलिकॉन का सील करने वाला पदार्थ. साइनोएक्रिलेट युक्त सिकुंडा चिपकने वाले पदार्थों को चिपकाने की अनुशंसा नहीं की जाती है। प्रारंभिक सेटिंग की गति और ताकत के मामले में इसके उत्कृष्ट गुणों के बावजूद, पदार्थ हवा की नमी और यूवी विकिरण के प्रभाव में बहुत जल्दी विघटित हो जाता है और लगभग एक वर्ष के बाद गोंद टिक नहीं पाता है।

इसीलिए सबसे बढ़िया विकल्पथर्मामीटर को घर की दीवार पर रिमोट ब्रैकेट पर लगाएंगे और छोटे स्क्रू या कील से लगाएंगे। थर्मामीटर को फ़ॉइल सामग्री से बनी एक साधारण होममेड स्क्रीन से लैस करना न भूलें, जो इसे सूर्य की सीधी किरणों से बचाएगी। थर्मामीटर को खिड़की के उस तरफ सुरक्षित किया जाना चाहिए जो खुलता नहीं है, ताकि सैश, जो वेंटिलेशन के लिए थोड़ा खुला हो, कमरे से गर्म हवा के कारण डिवाइस की रीडिंग में समायोजन न करे।

कुछ परिस्थितियों पर निर्भर करता है: निकटतम तारे से कितनी दूर फेंकना है? और "शो" का क्या मतलब है? क्या हम तब तक इंतजार करेंगे जब तक इसकी रीडिंग समय के साथ स्थिर न हो जाए? यदि नहीं, तो समय के साथ लगातार बदलती रीडिंग लेने में कितना समय लगता है? यदि यह पूरी तरह से अंतरतारकीय अंतरिक्ष में है, तो यह घटती शीतलन दर पर ठंडा हो जाएगा।

मुझे याद है कि कैसे, मेरे पहले वर्ष में, भौतिकी कक्षाओं में, हमने सरल समस्याओं को हल किया था, जहां हमने ऐसी परिस्थितियों में तापमान बनाम समय का एक फ़ंक्शन (ग्राफ) प्राप्त किया था - एक पूर्ण निर्वात में, विकिरण के किसी अन्य स्रोत के बिना। यहां सूत्र लिखना सुविधाजनक नहीं है; यदि आप इसका वर्णन करते हैं, तो यह जल्दी से ठंडा नहीं होगा (सतह क्षेत्र छोटा है), और ठंडा होने पर यह गति कम हो जाएगी (तापमान कम होने पर थर्मल विकिरण की ऊर्जा कम हो जाती है), लेकिन "पूर्ण" निर्वात में हमारे "गोलाकार" थर्मामीटर के लिए शून्य" एक अनंतस्पर्शी होगा - अर्थात, इसका तापमान पूर्ण शून्य की ओर जाएगा, लेकिन उस तक कभी नहीं पहुंचेगा।

वास्तविक अंतरिक्ष में यह संभवतः धीरे-धीरे (समय के साथ घटती दर पर) ठंडा होगा जब तक कि अवशोषित ब्रह्मांडीय विकिरण (दूर के तारों आदि से) उत्सर्जित थर्मल विकिरण को संतुलित नहीं कर देता। मेरा मानना ​​है कि यह पूर्ण शून्य से बहुत दूर नहीं होगा।

युपीडी. हाँ, और एक और बात जिसके बारे में मैं तुरंत भूल गया: पारा थर्मामीटर पर स्केल केवल 33-35 डिग्री सेल्सियस तक जाता है, और जब यह ठंडा हो जाता है तो आपको "चिकन बाहर" करने की ज़रूरत होती है क्योंकि इसमें पारा आसानी से हो सकता है विस्तारित अवस्था, इसलिए यह संभव है कि रीडिंग वही रहेंगी जो लॉन्च से पहले थीं, और शायद जब पारा कठोर हो जाएगा, तो यह स्केल के साथ ट्यूब को पूरी तरह से छोड़ देगा और टिप फ्लास्क में सब कुछ होगा - यह दिखाई नहीं देगा कुछ भी। किसी भी स्थिति में, ऐसी "रीडिंग" का तापमान से कोई लेना-देना नहीं होगा।

मैं उत्तर देने का प्रयास करूंगा, शायद मुझसे कुछ भूल हो रही है। तो, पारा थर्मामीटर का संचालन सिद्धांत गर्म होने पर पदार्थों के विस्तार पर आधारित है। थर्मामीटर के निचले भाग में हमेशा तरल का एक भंडार होता है, इसके ऊपर एक संकीर्ण ट्यूब होती है जिसके माध्यम से मात्रा बदलने पर तरल ऊपर (या गिरता) जाएगा। जहां तक ​​मैं समझता हूं, सवाल यह है कि शून्य गुरुत्वाकर्षण स्थितियों में थर्मामीटर क्या दिखाएगा। इसलिए, यदि आप इसे हिलाते हैं ताकि सारा पारा जड़त्व द्वारा टैंक में समाप्त हो जाए, तो यह बिल्कुल उतने ही डिग्री दिखाएगा जितना यह वास्तव में है। लेकिन हमें याद रखना चाहिए कि अधिकांश पारा थर्मामीटरों पर ऊपरी विभाजन 50 डिग्री सेल्सियस तक होता है, और हमारी निचली सीमा पारा के पिघलने बिंदु (-38 जैसा कुछ) द्वारा सीमित होती है। प्रश्न का उद्देश्य यह भी हो सकता है कि थर्मामीटर निर्वात में क्या दिखाएगा। तो यह फटेगा नहीं. पारा थर्मामीटर में पहले से ही एक वैक्यूम होता है। ऐसा इसलिए किया जाता है ताकि उपकरण ठीक उसी बिंदु पर तापमान में परिवर्तन पर प्रतिक्रिया करे जो जलाशय शंकु के संपर्क में आता है। थर्मस और थर्मल मग एक ही सिद्धांत पर काम करते हैं; उनकी दोहरी दीवारें होती हैं, और दीवारों के बीच एक वैक्यूम होता है जो गर्मी का संचालन नहीं करता है। और प्रश्न का तीसरा संस्करण: निर्वात में थर्मामीटर क्या दिखाएगा, जो गर्मी का संचालन नहीं करता है। यहां आपको यह ध्यान रखना होगा कि तारों की गिरती किरणों से थर्मामीटर शंकु गर्म हो जाएगा। खैर, या कोई सितारे नहीं। सभी तीन प्रश्नों को जोड़ा जा सकता है, लेकिन इससे कोई फर्क नहीं पड़ता कि आप इसे कैसे देखते हैं, अल्पावधि में थर्मामीटर में पारा बस में बदल जाएगा ठोस अवस्था, क्योंकि के सबसेबाहरी अंतरिक्ष का तापमान -38 से काफी कम होता है।

यह उस स्थान का तापमान दिखाता रहेगा जहां से इसे "फेंका गया" था। में वाह़य ​​अंतरिक्षवैक्यूम एक बहुत अच्छा ताप रोधक है। और यदि यह थर्मामीटर किसी तारे के पास तैरता है (उदाहरण के लिए, कम-पृथ्वी की कक्षा में), तो यह गर्म होना भी शुरू हो जाएगा। और यह संभवतः किसी बिंदु पर फट जाएगा।

सबसे अधिक संभावना है कि आवास में मौजूद ऑक्सीजन के कारण यह टुकड़े-टुकड़े हो जाएगा।

लेकिन अगर हम कल्पना करें कि हमारे पास एक "अविनाशी" थर्मामीटर है, तो यह सब इस पर निर्भर करता है कि हम इसे कहाँ फेंकते हैं - यदि हम इसे धूप की ओर फेंकते हैं (मान लीजिए, पहले कुछ ग्रहों के भीतर) सौर परिवार), तो यह काफी दिखाई देगा उच्च तापमानलगभग 107 डिग्री सेल्सियस (यह चंद्रमा की "दिन के समय" सतह का तापमान है) और सूर्य के जितना करीब होगा, उतना अधिक होगा। अन्यथा, हमारा अविनाशी उपकरण शून्य से 39 डिग्री नीचे दिखाएगा (यदि ऐसा कोई पैमाना उपलब्ध है) - यह पारे का क्रिस्टलीकरण तापमान है।

अंतरिक्ष में तापमान को प्रभावित करने वाली विभिन्न ब्रह्मांडीय घटनाओं पर बहुत सारे शोध हुए हैं। विवरण में जाने के बिना, तापमान भिन्न होता है, लेकिन पूर्ण शून्य (शून्य से 273 डिग्री सेल्सियस) के करीब होता है। लेकिन सूर्य के निकट तापमान निश्चित रूप से अधिक है। उदाहरण के लिए, उपरोक्त चंद्रमा पर, "रात में" तापमान शून्य से 125 डिग्री नीचे होता है।

लेकिन ऐसे थर्मामीटर के निर्माण की विधि मूल रूप से पारा ट्यूब के अंदर ऑक्सीजन की उपस्थिति की संभावना को बाहर कर देती है। और आप इसे बाहरी आवरण पर हथौड़ा मार सकते हैं। इसके अलावा, यह याद रखने योग्य है कि हमें उपयोग से पहले पारा थर्मामीटर को "हिलाना" क्यों पड़ता है - तरल पारा "विस्तारित" स्थिति में हो सकता है। तो साधारण शीतलन से, यदि कोई इसे "रीसेट" नहीं करता है, तो "रीडिंग" नहीं बदलेगी, लेकिन तापमान भी नहीं दिखाया जाएगा।

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