Обзор: что такое термометр и что измеряют разные виды приборов. Разнообразие термометров и их применение Какие бывают термометры

У которого уже описано подобное приспособление, но не для измерения степеней тепла, а для поднятия воды при помощи нагревания. Термоскоп представлял собой небольшой стеклянный шарик с припаянной к нему стеклянной трубкой. Шарик слегка нагревали и конец трубки опускали в сосуд с водой. Через некоторое время воздух в шарике охлаждался, его давление уменьшалось и вода под действием атмосферного давления поднималась в трубке вверх на некоторую высоту. В дальнейшем при потеплении давление воздуха в шарике увеличивалось и уровень воды в трубке понижался при охлаждении же вода в ней поднималась. При помощи термоскопа можно было судить только об изменении степени нагретости тела: числовых значений температуры он не показывал, так как не имел шкалы. Кроме того, уровень воды в трубке зависел не только от температуры, но и от атмосферного давления. В 1657 г. термоскоп Галилея был усовершенствован флорентийскими учеными. Они снабдили прибор шкалой из бусин и откачали воздух из резервуара (шарика) и трубки. Это позволило не только качественно, но и количественно сравнивать температуры тел. Впоследствии термоскоп был изменен: его перевернули шариком вниз, а в трубку вместо воды налили спирт и удалили сосуд. Действие этого прибора основывалось на расширении мер, в качестве «постоянных» точек брали температуры наиболее жаркого летнего и наиболее холодного зимнего дня. Изобретение термометра также приписывают лорду Бэкону , Роберт Фладду , Санкториусу, Скарпи, Корнелию Дреббелю (Cornelius Drebbel ), Порте и Саломону де Каус, писавшим позднее и частью имевшим личные отношения с Галилеем. Все эти термометры были воздушные и состояли из сосуда с трубкой, содержащего воздух, отделённый от атмосферы столбиком воды, они изменяли свои показания и от изменения температуры, и от изменения атмосферного давления.

Ртутный медицинский термометр

Термометры с жидкостью описаны в первый раз в г. «Saggi di naturale esperienze fatte nell’Accademia del Cimento», где о них говорится как о предметах, давно изготовляемых искусными ремесленниками, которых называют «Confia», разогревающими стекло на раздуваемом огне лампы и выделывающими из него удивительные и очень нежные изделия. Сначала эти термометры наполняли водой, и они лопались, когда она замерзала; употреблять для этого винный спирт начали в 1654 году по мысли великого герцога тосканского Фердинанда II . Флорентийские термометры не только изображены в «Saggi», но сохранились в нескольких экземплярах до нашего времени в Галилеевском музее, во Флоренции; их приготовление описывается подробно.

Сначала мастер должен был сделать деления на трубке, соображаясь с её относительными размерами и размерами шарика: деления наносились расплавленной эмалью на разогретую на лампе трубку, каждое десятое обозначалось белой точкою, а другие чёрными. Обыкновенно делали 50 делений таким образом, чтобы при таянии снега спирт не опускался ниже 10, а на солнце не поднимался выше 40. Хорошие мастера делали такие термометры настолько удачно, что все они показывали одно и то же значение температуры при одинаковых условиях, однако такого не удавалось достигнуть, если трубку разделяли на 100 или 300 частей, чтобы получить большую точностью. Наполняли термометры посредством подогревания шарика и опускания конца трубки в спирт, заканчивали наполнение при помощи стеклянной воронки с тонко оттянутым концом, свободно входившим в довольно широкую трубку. После регулирования количества жидкости, отверстие трубки запечатывали сургучом, называемым «герметическим». Из этого ясно, что эти термометры были большими и могли служить для определения температуры воздуха, но были ещё неудобны для других, более разнообразных опытов, и градусы разных термометров были не сравнимы между собою.

Окончательно установил обе постоянные точки, тающего льда и кипящей воды, шведский физик Цельсий в 1742 г., но первоначально он ставил 0° при точке кипения, а 100° при точке замерзания, и принял обратное обозначение лишь по совету М. Штёрмера. Сохранившиеся экземпляры термометров Фаренгейта отличаются тщательностью исполнения. Однако более удобной оказалась «перевернутая» шкала, на которой температуры таяния льда обозначили 0 С, а температуру кипения 100 С. Таким термометром впервые пользовались шведские ученые ботаник К. Линней и астроном М. Штремер. Этот термометр получил широкое распространение.

Механические термометры

Механический термометр

Оконный механический термометр

Термометры этого типа действуют по тому же принципу, что и жидкостные, но в качестве датчика обычно используется металлическая спираль или лента из биметалла .

Электрические термометры

Медицинский электрический термометр

Принцип работы электрических термометров основан на изменении сопротивления проводника при изменении температуры окружающей среды.

Электрические термометры более широкого диапазона основаны на термопарах (контакт между металлами с разной электроотрицательностью создаёт контактную разность потенциалов, зависящую от температуры).

Домашняя метеостанция

Наиболее точными и стабильными во времени являются термометры сопротивления на основе платиновой проволоки или платинового напыления на керамику. Наибольшее распространение получили PT100 (сопротивление при 0 °C - 100Ω) PT1000 (сопротивление при 0 °C - 1000Ω) (IEC751). Зависимость от температуры почти линейна и подчиняется квадратичному закону при положительной температуре и уравнению 4 степени при отрицательных (соответствующие константы весьма малы, и в первом приближении эту зависимость можно считать линейной). Температурный диапазон −200 - +850 °C.

Отсюда, сопротивление при T °C, сопротивление при 0 °C, и константы (для платинового сопротивления) -

Оптические термометры

Оптические термометры позволяют регистрировать температуру благодаря изменению уровня светимости , спектра и иных параметров (см. Волоконно-оптическое измерение температуры) при изменении температуры. Например, инфракрасные измерители температуры тела.

Инфракрасные термометры

Инфракрасный термометр позволяет измерять температуру без непосредственного контакта с человеком. В некоторых странах уже давно имеется тенденция отказа от ртутных градусников в пользу инфракрасных не только в медицинских учреждениях, но и на бытовом уровне.

Инфракрасный термометр обладает рядом неоспоримых преимуществ, а именно:

• безопасность использования (даже при серьёзных механических повреждениях ничто не угрожает здоровью)
• более высокая точность измерения
• минимальное время проведения процедуры (измерение проводится в течение 0,5 секунды)
• возможность группового сбора данных

Технические термометры

Термометры технические жидкостные используется на предприятиях в сельском хозяйстве, нефтехимической, химической, горно-металлургической промышленностях, в машиностроении, жилищно- коммунальном хозяйстве, транспорте, строительстве, медицине, словом во всех жизненных сферах.

Выделяют такие виды технических термометров:

• термометры технические жидкостные ТТЖ-М;
• термометры биметаллические ТБ, ТБТ, ТБИ;
• термометры сельскохозяйственные ТС-7-М1;
• термометры максимальные СП-83 М;
• термометры для спецкамер низкоградусные СП-100;
• термометры специальные вибростойкие СП-В;
• термометры ртутные электроконтактные ТПК;
• термометры лабораторные ТЛС;
• термометры для нефтепродуктов ТН;
• термометры для испытаний нефтепродуктов ТИН1, ТИН2, ТИН3, ТИН4.

Кажется, что это всем ясно - температуру! А что такое температура?

Очень хорошо сказал по этому поводу один физик: «Гораздо легче производить измере­ния, чем точно знать, что измеряется». И почти три сотни лет измеряли повсюду тем­пературу, но только совсем недавно, в конце прошлого столетия, стало окончательно ясно, что такое температура.

А в самом деле, что же показывает термо­метр? Стоит еще раз проследить, как возникло понятие «температура». Когда-то думали: если становится жарко, то это потому, что в теле повышается содержание теплорода. Латинское слово «температура» означало «смесь». Под тем­пературой тела понимали смесь из материй тела и теплорода тела. Затем понятие самого теплорода было отброшено как ошибочное, а слово «темпе­ратура» осталось.

Добрые две сотни лет в науке сохранялось странное положение: случайно выбранным свойством (расширение) случайно выбранного вещества (ртуть) и шкалы, установленной по случайно выбранным постоянным точкам (плав­ление льда и кипение воды), измерялась вели­чина (температура), смысл слова «температу­ра», строго говоря, никому не был понятен.

Но ведь термометр все-таки что-то пока­зывает? Если от ответа потребовать необхо­димую строгость и точность, то на такой вопрос придется ответить так: ничего, кроме удлинения в столбике нагретой ртути.

Ну а если ртуть заменить другим вещест­вом: газом или каким-либо твердым телом, которое также расширяется при нагревании, что будет тогда? Что будут показывать по­строенные на иной основе термометры?

Представим себе, что такие термометры мы сделали. Одни из них мы заполнили ртутью, воздухом, другие изготовили целиком из желе­за, меди, стекла. Точно установим на каждом из них постоянные точки: в тающем льду 0°, в кипящей воде 100°.

Попробуем теперь измерять температуру. Окажется, что, когда воздушный термометр покажет, например, 300°, другие термометры будут показывать:

ртутный 314,1°,

железный 372,6°,

медный 328,8°,

стеклянный 352,9°.

Какая же из этих «температур» правильна: «воздушная», «ртутная», «железная», «медная» или «стеклянная»? Ведь каждое из испытанных нами веществ показывает свою собственную температуру. Еще интересней повел бы себя «водяной» термометр. В пределах от 0° до 4° Ц он показывал бы при нагревании понижение температуры.

Можно, конечно, попытаться выбрать вме­сто теплового расширения какое-нибудь дру­гое свойство вещества, изменяющееся при на­гревании. Можно, например, построить термо­метры на основе изменения (при нагревании) упругости пара жидкости (например, спир­та), электрического сопротивления (например, платины), термоэлектродвижущей силы (термо­пара). В наше время такие термометры широко применяются в технике.

При условии предварительной калибровки по двум постоянным точкам такие термометры, например, при 200°Ц будут показывать: спир­товой (по упругости пара) 1320°, платиновый (по сопротивлению) 196°, спай платины и спла­ва ее с родием (термопара) 222°.

Так какая же из всех этих разных «тем­ператур» настоящая? Как и чем нужно изме­рять температуру?

Прежде чем ответить на эти вопросы, сле­дует уяснить себе самое важное в них - их точное содержание и смысл: «чем нужно изме­рять температуру». Почему такой «простой» вопрос вообще может возникать?

Чем мы измеряем длину? Метрами. Метр - это длина линейки эталона, который ученые

очень бережно хранят, чтобы он не пропал и не испортился. Чем мы измеряем объемы? Можно измерять литрами. Литр - это объем, равный одному кубическому дециметру. А чем мы измеряем температуру?

Эти вопросы совершенно сходны, но ответы на них принципиально различны. Если мы сольем в бочку несколько ведер холодной воды, то бочка будет заполнена водой. Сумма объемов воды в ведрах будет равна объему бочки. Но сколько бы холодной воды вы ни влили в бочку, горячей воды при этом не полу­чится. Рассуждение это совсем не смешно и не наивно, и факт этот вовсе не очевиден сам собой. Это очень важный закон природы, к которому мы просто привыкли, потому что знаем его из опыта. Из нескольких коротких палок можно составить одну длинную, соеди­нив их между собою встык. Но нельзя сложить температуру раскаленного угля из печи и тем­пературу куска льда. Раскаленный уголь от этого не станет более горячим.

Измерять температуру, подобно тому как измеряют длину, объем, массу, нельзя потому, что температуры не складываются. Невозможна такая единица температуры, которой можно непосредственно измерять любую температуру, подобно тому как метром можно измерить любую длину. Объем, длина, масса - примеры экстенсивных свойств системы. Если железный стержень разделить на несколько частей, тем­пература каждой из них от этого не изменится. Температура - пример интенсивных свойств системы. Непосредственно установить число­вое соотношение между различными темпера­турами невозможно и бессмысленно.

Но ведь измерять температуру необходимо. Так как же ее измерять, если ее нельзя изме­рить методом, пригодным для измерения экстен­сивных величин?

Для этого возможен только один путь - использовать объективную связь между темпера­турой и любой экстенсивной величиной: изме­нением объема, длины, отклонением стрелки гальванометра и т. п.

Поэтому ответ на вопрос - какая из пере­численных выше различных «температур» на­стоящая - может показаться с первого раза странным: все они равноправны. Любое свой­ство системы, зависящее от температуры, мо­жет быть выбрано для ее характеристики и измерения.

Термодинамика сумела указать способ и вещество, которое позволяет осуществить тем­пературные измерения наиболее целесообразно.

Это - идеальный газ. По его расширению при постоянном давлении или по росту давления при постоянном объеме могут быть проведены наиболее целесообразно измерения температуры. При таком способе измерения бесчисленные выражения для любых закономерностей в при­роде становятся наиболее простыми.

Но у идеального газа есть один существен­ный недостаток: такого газа нет в природе.

Давление

Насколько сложно и трудно понятие о тем­пературе, настолько просто и ясно понятие «давление». Его хорошо знает любой школьник из самого начального учебника физики. Да­вление - это сила, действующая на единицу площади поверхности. Направлено давление в случае газов и жидкостей всегда перпендику­лярно к поверхности. Понятие «давление» мож­но приложить к твердым телам, но следует ном-нить, что свойства твердых тел могут зависеть от направления, в котором действует давление (например, пьезоэффект).

В термодинамике давление и температура - два основных, главнейших параметра, опре­деляющих состояние термодинамической систе­мы. Это определение означает, что одно и то же количество вещества при одних и тех же зна­чениях температуры и давления занимает всегда один и тот же объем. Правда, необходимо до­бавить: это определение справедливо, когда в системе достигнуто равновесное состоя­ние.

Химику очень полезно знать, что один грамм-моль любого газа при 0° Ц и при дав­лении в 1 атм занимает объем, равный при­близительно 22,4 литра. Это стоит запомнить.

Теплота

Наверное, не одна сотня тысяч лет про­текла с тех пор, как наши далекие предки впервые познакомились с огнем и научились сами получать теплоту. Каждый из нас грелся у горячей печки и мерз в стужу. Казалось бы, что может быть теперь привычнее и понят­ней, чем так хорошо знакомая всем теплота.

Но вопрос - что такое теплота - далеко не так прост. Правильный ответ на него был найден наукой совсем недавно. Долгое время ученые даже не замечали всю сложность этой проблемы.

Первое истолкование природы теплоты было основано на бесспорном и очевидном как буд­то бы факте: при нагревании тела его темпера­тура повышается - следовательно, тело полу­чает теплоту. При остывании, охлаждаясь, тело ее теряет. Поэтому всякое нагретое тело представляет собой смесь того вещества, из которого оно состоит, и тепла. Чем выше температура тела, тем больше в нем приме­шано теплоты. Теперь уже мало кто помнит, что слово «температура» в переводе с латинского и означает «смесь». Когда-то, например, о бронзе говорили, что она - «температура олова и меди».

Два совершенно различных объяснения, две гипотезы о природе теплоты спорили между собой в науке почти два столетия.

Первую из этих гипотез высказал в 1613 г. великий Галилей. Теплота - это вещество. Оно необычно. Оно способно проникать в любые тела и выходить из них. Тепловое вещество, иначе теплород, или флогистон, не порождается и не уничтожается, а только перераспределяется между телами. Чем его больше в теле, тем тем­пература тела выше. Еще не так давно говори­ли - «градус теплоты» (а не температуры), считая, что термометр измеряет крепость смеси из ма­терии и теплорода. (До сих пор еще сохранился обычай мерить в градусах крепость вина - смесь воды и спирта.)

Вторую гипотезу, совершенно, казалось бы, отличную от представления Галилея, выска­зал в 1620 г. знаменитый философ Бэкон. Он обратил внимание на то, что было издавна известно любому кузнецу: под сильными уда­рами молота становится горячим холодный кусок железа. Известен способ получения огня трением. Значит, ударами и трением можно произвести теплоту, не получая ее от уже нагретого тела. Бэкон из этого заключил, что теплота есть внутреннее движение мельчайших частиц тела и температура тела определяется скоростью движения частиц в нем. Эта теория получила в науке название механической тео­рии теплоты. Для ее обоснования и развития очень много сделал гениальный Ломоносов.

При коренном расхождении обе гипотезы имеют немало сходства: из теории теплорода следовало, что термометр измеряет количество теплорода, содержащегося в теле, согласно же механической теории тепла, термометр пока­зывает количество движения, содержащегося в теле. Согласно обеим теориям, должен суще­ствовать абсолютный нуль температуры. Он будет достигнут тогда, когда, по теории теплорода, от тела будет отнят весь теплород, а по механической теории - когда тело потеряет все содержащееся в нем движение.

Теория теплорода почти два века господст­вовала в науке. Она проста и наглядна. Но она ошибочна. Точное взвешивание тел при разных температурах показало, что теплота невесома. Невесомость теплоты хорошо согласовывалась с механической теорией тепла. Тогда думали, что движение никоим образом не может по­влиять на вес тела. Правда, теперь мы знаем, что это не точно. Энергия, согласно закону Эйнштейна, должна обладать массой и, сле­довательно, тоже «весит»; только соответствую­щая прибавка в весе лежит далеко за пределами даже современной точности взвешивания.

Не следует смешивать теплоту с тепловой энергией тела. Тепловая энергия тела опреде­ляется кинетической энергией движения его молекул. Но теплота (это очень важно) дале­ко не равна тепловой энергии. И еще более важно, что теплота вообще не содержится в теле. Теплоты от дров, горящих в печи, в дровах вообще не было. Теплота только поступает в тело или уходит из него.

Совсем не трудно подсчитать количество энер­гии хаотического теплового движения в систе­ме, состоящей из молекул перегретого водя­ного пара,- это и будет его тепловая энергия. Но количество теплоты, которое может выде­литься из этой системы при ее охлаждении, совсем не равно тепловой энергии: сначала охладится пар, потом он начнет конденсиро­ваться в жидкую воду, затем охладится вода и, наконец, вода замерзнет. Теплота же испа­рения воды и теплота плавления льда очень велики. От перегретого пара, таким образом, можно получить гораздо больше теплоты, чем в нем содержится тепловой энергии.

Поэтому, строго говоря, обе гипотезы не верны - ни представление о теплоте как о теп­ловом веществе, ни механическая теория тепла. Вторая из них подтверждена опытом, но она не имеет никакого отношения к теплоте и касается только тепловой энергии, а это не одно и то же.

Работа

Совершать механическую работу - это зна­чит преодолевать или уничтожать сопротив­ления: молекулярные силы, силу пружины, силу тяжести, инерцию материи и т. д. Исти­рать, шлифовать тело, разделять его на части, поднимать грузы, тянуть по дороге повозку,

по рельсам - поезд, сжимать пружину - все это значит совершать работу; это значит преодолевать в течение некоторого времени сопротивление. Совершать работу - это значит преодолевать сопротивление газа, жидкости, твердого тела, кристалла. Сжимать газ, жид­кость, кристалл - это значит совершать работу.

Одним и тем же именем «работа» названы несходные явления, но за внешними различия­ми надо видеть общие основные черты. Работа связана с движением: груз поднимается, по­возка перемещается, поршень скользит в ци­линдре двигателя. Без движения нет работы.

Работа связана с упорядоченным движени­ем. Весь груз перемещается вверх. Вся повозка движется по дороге в одном направлении. Весь поршень в одном направлении движется в ци­линдре. Работа невозможна без двух участ­ников. Для поднятия одного груза должен опуститься другой груз, должна распрямиться пружина, должен расшириться газ. Оба участ­ника движутся упорядочение. Работа - это передача упорядоченного движения от одной системы к другой.

Не следует думать, что работа может быть связана только с механическим движением. Работа может совершаться и при изменении электрического или магнитного поля.

Способность системы совершать работу, конечно, очень важна для термодинамики. Но какую именно работу может совершить систе­ма - это для термодинамики несущественно. Как именно данную работу можно рассчитать и как ее измерить, должна сказать другая наука.

Определение механической работы дает механика. Это определение знает каждый школьник: работа (А) равна произведению силы (F) на путь (l).

Если же сила непостоянна, то приходится подсчитывать величину работы на каждом до­статочно малом участке пути (математики гово­рят - на бесконечно малом), на котором силу можно считать постоянной

dA=Fdl,

и затем просуммировать бесконечно малые значения работы по всему пройденному пути:

Тем, кто еще не отучился пугаться математи­ческих формул, полезно запомнить, что знак интеграла ∫- это просто вытянутая буква S - начальная в слове «сумма».

В физической химии часто рассматриваются процессы, связанные с дроблением вещества в тонкий порошок (в пыль) или с возникно­вением из пара новой фазы тумана или дыма. При таких процессах возникает огромная но­вая поверхность множества мельчайших ча­стиц, и на ее образование должна быть затра­чена немалая работа. Эту работу нельзя не учитывать. Она равна произведению поверх­ностного натяжения (а) на площадь новой поверхности (S):

Такая работа затрачивается и при выдувании мыльного пузыря.

Теплотехника при подсчете работы любых тепловых машин пользуется величиной работы расширяющегося газа, например водяного пара в цилиндре паровоза или в турбине. Этот очень важный вид работы измеряется произве­дением давления газа на изменение его объема:

Электрохимия, например, знает другой вид работы. Электрическая работа аккумулятора или гальванического элемента равна произве­дению электродвижущей силы (Е) на изменение заряда (q):

Полезно заметить и запомнить, что все выражения для различного вида работы очень сходны между собой. Любая работа обязатель­но измеряется произведением двух сомножи­телей: некоторой обобщенной силы / (это мо­жет быть сила всемирного тяготения, сила магнитного или электрического поля, давле­ние, поверхностное натяжение, любые меха­нические силы и т. д.) и величины а - изме­нения соответствующего параметра системы (пройденный путь, электрические заряды, вели­чина поверхности, объем и т. д.):

А=∫fda.

В задачи термодинамики не входит изу­чать различие между разными видами работы. Об этом должны позаботиться другие науки. Различных работ может быть очень много. Теплота только одна.

Приобретенный термометр показывает на 1,5 градуса меньше (35,1 в места 36,6), что можно сделать, чтобы изменить тарирование?
Игорь, Омск

Уважаемый Игорь, в первую очередь спасибо, за то что выбрали наш электронный термометр. Вы, к сожалению, не указали модель устройства, поэтому я не смогу привести вам точные цитаты из инструкции по эксплуатации именно вашей модели. Я воспользуюсь классической инструкцией для электронного термометра.

Для начала пару слов о принципе действия электронного термометра. В отличии от классического ртутного, где указание температуры происходит за счет увеличения объема ртути при нагревании, что по большому счету делает неважным то, как его держат, можно хоть поперек под мышкой, это ничего не изменит, в электронных - датчик находится на конце и только нагрев этой части влияет на температуру (изменяется от температуры сопротивление проводника) в остальной части термометра только провода. Таким образом, надо очень внимательно смотреть на то, каким образом происходит измерение температуры. Наконечник должен быть "воткнут в мясо" т.е. крепко "втыкаем" в подмышку и плотно прижимаем рукой. Если контакт не плотный или частично свободен датчик, то температура будет ниже.

Далее. В инструкции указано, что "Звуковой сигнал не является сигналом завершения измерения. Это означает, что ваша температура повышается, но незначительно. Рекомендуем удерживать термометр после сигнала еще в течении нескольких секунд". Если перевести это на простой язык - то после того как термометр запищит надо достать его, посмотреть на температуру, додержать его (чтобы быть уверенным еще минутку) после этого посмотреть на показатели и запомнить разницу. И в дальнейшем добавлять эту разницу к измерению, чтобы лишнее время не ждать. Обычно разница составляет 0.3-0.4 градуса. но первый раз необходимо это проверить.

Таким образом - неправильная методика измерения и раннее изъятие термометра может дать "погрешность" в 1.5 градуса. Но при правильном использовании проблем не будет.

Если вы сомневаетесь в правильности показаний термометра, есть фантастически простой тест - налейте стакан теплой воды примерно температуры тела. Или горячую ванну. Опустите туда ртутный и кончик электронного термометра. Данные будут одинаковыми спустя 3 минуты. Это даст вам возможность судить о том, насколько правильно работает термометр. Если же данный тест покажет, что с термометром есть проблемы - обратитесь в сервисный центр. Я уверен, что вам смогут помочь.

Это все касается классического электронного термометра. Если у вас инфракрасный термометр - то напишите. Я расскажу, как правильно проводить обслуживание и измерение данным прибором. Я уверен, что проблемы все решаемы.

Наверное, каждый из нас сталкивался с ситуацией, когда измерения повышенной из-за болезни температуры дают довольно неоднозначные результаты: то показания термометра слишком высоки, в то время как самочувствие не кажется таким уж плохим, то, наоборот, мы подозреваем градусник в приуменьшении серьезности ситуации.

Все может стать еще более запутанным, если измерять температуру термометрами нескольких типов: ртутным, электронным или инфракрасным (который также называется электронным бесконтактным термометром).

В инструкциях, прилагаемых к градусникам, можно найти информацию о том, что погрешность ртутного и электронного термометров составляет 0,1 °C, у инфракрасных чуть больше — 0,2-0,3 °C. Однако можно натолкнуться и на отзывы людей, которые пишут: погрешность электронного градусника иногда доходит до 0,5 °C. Отдел науки решил разобраться, действительно ли самым точным является ртутный термометр, принцип действия которого основан на тепловом расширении ртути, а также понять, как правильно пользоваться электронными приборами для измерения температуры, обратившись к эксперту и поставив собственный эксперимент.

Эксперт

На вопросы ответил Владимир Седых, коммерческий директор одной из фирм, производящей термометры .

— Можно ли утверждать, что ртутные термометры точнее электронных?

— Нет. Электронные термометры по точности не отличаются от ртутных: погрешность измерений обоих термометров составляет 0,1°C. Проблема электронных термометров в том, что для эффективного измерения температуры градусник должен очень плотно прилегать к поверхности тела, поэтому использовать его желательно в оральном или анальном отверстиях.

Практически все электронные термометры предназначены для измерения температуры тела человека оральным или анальным способами, но в России такой метод измерения непопулярен.

При использовании электронных термометров очень важно соблюдать нужное время измерения. В инструкции часто пишут: время измерения — 10 секунд. Но выдерживать его надо не менее 5 минут. Обычно термометр, когда снимает первое значение, издает характерный писк. После этого писка его лучше подержать еще пару минут.

— Но если электронный прибор определяет температуру почти мгновенно, зачем держать его несколько минут?

— Ртутный и электронный термометры снимают разную температуру: ртутный показывает максимальную температуру за определенный промежуток времени. (То есть, если вы его держите пять минут, он покажет максимальную температуру, которая у вас была в течение этих пяти минут.) Электронный термометр снимает температуру за считаные секунды, а держать несколько минут его нужно для того, чтобы он усреднил полученное значение. Стоит помнить, что температура тела любого человека может даже в течение минуты колебаться на достаточно большие значения — до 1°C.

— Что-нибудь еще может помешать точности данных, полученных при помощи электроники?

— На работу электронных термометров влияет еще один фактор — падение напряжения в элементах питания. Как правило, все батарейки служат в среднем около двух лет, если не поменять батарейку вовремя, то термометр начнет «врать». Как почти все измерительные приборы (например, тонометры), градусники имеют межповерочный интервал, как правило, это один-два года. А стеклянный термометр не поверяется в течение всего срока службы! Поэтому все электронные термометры должны проходить процедуру проверки не реже чем один раз в год, для некоторых изделий — один раз в два года. Это должно быть указано в техническом паспорте изделия. Производители обычно пишут: гарантия на термометр — столько-то лет. Но если читать внимательно инструкцию, там будет сказано:

чтобы эта гарантия сохранялась и чтобы прибор в течение срока гарантии показывал точную температуру, его надо регулярно привозить или в сервисный центр фирмы-производителя, или банально в метрологическую службу.

Стоимость проверки, а точнее поверки (метрологический термин), одного электронного термометра может доходить до 1 тыс. руб.

— А какими преимуществами обладает стеклянный термометр по сравнению с электронным?

— В отличии от электронного термометра, срок службы стеклянного термометра не ограничен — разумеется, при отсутствии механических повреждений. Если им бережно пользоваться, то он будет служить, можно сказать, вечно. Точность термометра не изменяется с годами, он герметичен, водонепроницаем, антиаллергенен, не требует замены элементов питания. Единственный минус старого ртутного термометра — это ртуть, а точнее, пары ртути. В Европе такие запрещены, и там давно используют стеклянные термометры без ртути. Совсем недавно такие появились и в России. В стеклянных термометрах нового образца

вместо ртути используется нетоксичный сплав металлов, состоящий из галлия, индия и олова. Такой термометр экологически чистый, безопасный, нетоксичный.

— А что вы можете сказать об электронных бесконтактных термометрах — инфракрасных?

— С инфракрасными термометрами нельзя достигнуть точности ± 0,1 °C, потому что луч, измеряющий температуру, проходит через воздушные потоки: кондиционер, обогреватель, лоб у вас влажный — все это влияет на результат измерений. Я, конечно, не могу утверждать стопроцентно, но я видел огромное количество инфракрасных термометров, и ни одного с погрешностью ± 0,1 °C не видел. Лучший показатель — это ± 0,2 °C. Инфракрасные термометры удобно применять, например, в санитарной зоне аэропорта для быстрого бесконтактного измерения температуры.

— Каким термометром вы посоветуете пользоваться в домашних условиях?

— Вообще, рекомендуется иметь дома один электронный или инфракрасный термометр для быстрых измерений и один ртутный, а лучше стеклянный безртутный, чтобы следить за температурой в динамике, если человек уже болен. Хотя, конечно, лучше всего не болеть, чего вам и желаю!

Эксперимент

В ходе эксперимента корреспонденты отдела науки привлекли коллег из отдела технологий и использовали три термометра: стеклянный ртутный, электронный и инфракрасный. В опыте принимали участие пять человек, каждый из которых измерял температуру пять раз: первый раз — ртутным градусником, второй — электронным, но «неправильным», привычным нам способом, в подмышечной впадине (стоит отметить, что в инструкции к термометру этот способ был указан как имеющий право на жизнь), третий — электронным термометром, расположив его, согласно инструкции, под языком, четвертый — инфракрасным градусником. В последний раз мы снова измерили температуру этим же термометром, но перед этим тщательно протерли его датчик. Полученные нами результаты можно увидеть в таблице ниже.

@Давайте разберёмся девочки!!! Какой же всё таки градусник лучше для измерения БТ. Я предлагаю для начала почитать статейку. И выразить своё мнение.
Я свой выбор с сегодняшнего дня отдаю в пользу ртутного так как заметила что электронный врёт причём не на 1-2 градуса а по разному бывало и на 5
СТАТЬЯ

Температура тела человека - это один из главных показателей состояния его здоровья. Отклонение от нормы температуры человека напрямую связано с проблемами в его здоровье. Пожалуй, не найдется уже такой человек, который бы не знал как, а главное чем измерить температуру.

Сегодня в аптеках, в специализированных магазинах медицинской техники, и супермаркетах бытовой техники и электроники, представлено большое количество всевозможных термометров (градусников) – ртутные, электронные и инфракрасные, бесконтактные и контактные, одноразовые и со сменными насадками. Каждый из них имеет как свои преимущества, так и свои недостатки.

Традиционный ртутный градусник еще долгие годы не уйдет из нашего обихода. Несмотря на появление точных электронных термометров, многие по прежнему доверяют только ртутному градуснику. Ртутный термометр представляет собою стеклянную колбу с капилляром, который содержит ртуть (2 грамма).

Свое название «максимальный» он получил благодаря тому, что ртутный столбик после нагрева остается в своей верхней точке нагрева и не опускается при охлаждении. Для возврата его в начальное положение, такой градусник надо просто встряхнешь.

Преимущества:

Высокая точность измерения температуры (допустимая погрешность не более 0,1 градуса).

Разнообразие способов измерения температуры (в подмышечной впадине, орально, ректально).

Долгий срок службы (если не ронять градусник и аккуратно с ним обращаться, то ломаться в ртутном термометре нечему). При этом не требует периодической замены батареек.

Нет проблем с проведением дезинфекции (но нельзя кипятить).

Низкая стоимость градусника (15–25 рублей).

Недостатки:

Очень хрупкая и ненадежная конструкция корпуса, позволяет легко разбить градусник, что неизбежно приведет к загрязнению ядовитой ртутью и стеклянными осколками.

Продолжительное по времени измерение температуры - около 10 минут.

Обтекаемая форма повышает риск «потерять» термометр при ректальном измерении.

Маленьким детям нежелательно использовать его орально.

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 и т.д.

Но для более точного измерения температуры тела электронным термометрам потребуется более плотный контакт измерительного датчика с поверхностью тела человека.

Преимущества:

Прежде всего, безопасность применения: в таком градуснике нет ртути и его невозможно разбить.

Простата чтения результатов измерения температуры.

Очень короткое время измерения температуры, всего 30–60 секунд. Но в случае измерения температуры в подмышечной впадине, время увеличивается до 1,5–3 минут.

Автоматически отключается после определенного времени.

Термометры с подсветкой можно использовать даже в темноте.

Почти во все современных моделях, имеется память, хранящая историю последних измерений (от 1 до 25).

Имеется сменная шкала измерения «Цельсий-Фарентейт».

Большое количество разнообразных моделей, различных форм и цветов. Имеются специальные моде для детей, с яркой расцветки или в виде соски, с гибкими малотравматичными наконечниками.

Недостатки:

Необходимо точно придерживаться инструкции при эксплуатации термометра и измерении температуры.

При измерении температуры в подмышечной впадине для получения наиболее точных результатов время измерения температуры значительно дольше минимально заявленного. При этом в большинстве моделей, существует строгое правило в инструкции «после звукового сигнала об окончании измерения следует удерживать термометр еще столько-то минут». Следовательно, время измерения температуры надо засекать отдельно, что очень не удобно.

Большинство моделей, особенно дешевые бытовые модели, нельзя мыть и дезинфицировать. Такую возможность необходимо уточнить уже при покупке, спросив продавца-консультанта или прочитав инструкцию по эксплуатации термометра.

Требуется периодическая замена батареек. Хотя обычных батареек хватает на 2-5 лет, в зависимости от частоты применения, заряд в них может закончиться в самый неподходящий момент. Поэтому желательно всегда иметь комплект запасных батареек.

Цена электронных термометров колеблется от 150 до 1 000 рублей. Правда, это сумма намного правильной демеркуризации помещения в случае разбившегося ртутного термометра.

Принцип действия инфракрасного термометра: чувствительный измерительный элемент снимает данные инфракрасного излучения тела человека и отображает на цифровом дисплее, в привычном для нас температурном диапазоне. Данный вид термометров появился совсем недавно, но уже завоевал свою популярность.

Преимущества:

Имеет все основные функции электронных термометров (память измерений, звуковые сигналы, автоотключение и т.д.).

Очень быстро измеряет температуру (всего 5–30 секунд).

Сменные наконечники позволяют решить вопросы дезинфекции и гигиены.

Бесконтактная модель позволяет измерять температуру даже у плачущих детей и спящих больных.

Недостатки:

В зависимости от условий измерения может быть большая погрешность, а в дешевых моделях точность измерения может превышать 0,3–0,5 градуса.

Измерять температуру можно только в определенных частях тела (лоб, уши, виски).

При воспалении среднего уха, ушные модели дают неточные результаты.

Также недостоверные результаты измерений для кричащего или плачущего ребенка.

Требует периодической поверки.

Известны случаи получения травмы барабанной перепонки уха при неаккуратном обращении с термометром.

Высокая стоимость (от 1 300 до 5 000 рублей).

Термополоска – это термочувствительная пленка. Термополоска, благодаря имеющимся в ней кристаллам, под воздействием температуры тела, способна менять свой цвет.

Термополоски имею большую погрешность измерения. Связанно это с тем, что существует очень много факторов, влияющих на измерение: освещенность, наличие пота, плотность прилегания к поверхности кожи и т.д.

Термополоски существуют в разном исполнении. Они могут иметь разделение на «повышенная температура» или «не повышенная температура». То есть, они сигнализируют о том, надо ли измерять температуру настоящим градусником, который покажет точную температуру, или нет.

Потребность в термополосках может появится в дорожных условиях, так что собираясь на отдых или в поездку, запаситесь термополосками. Так как термополоски не занимают никакого места и почти не весят, проблем они вам не доставят, а в случае необходимости очень пригодятся.

Несмотря на то, что электронные градусники не так давно вошли в наш обиход, существует устоявшийся стереотип того, что электронные врут, а ртутные термометры показывают настоящую температуру. Но на самом деле ошибаются не приборы, а люди, которые не умеют ими пользоваться и не читают инструкций по применению.

Конечно, нельзя утверждать, что все цифровые приборы обладают очень высокой точностью. Зачастую в продажу поступают подделки градусников известных производителей, особенно если покупать их не в аптеке, а в обычном супермаркете бытовой техники и электроники. Иногда бывают партии приборов, у которых могут быть неправильно настроены измерительные датчики, прибор мог подвергаться перегрузкам, сотрясениям или ударам, или просто быть некачественным.

Для своего спокойствия и уверенности в правильности показаний термометра, лучше сразу после покупки сравнить показания с другим термометром, либо обратиться за помощью в специализированный сервисный центр.

Существуют общие способы, которые помогут любому термометру, даже самому точному, показать неправильную температуру:

Если вы измеряете температуру орально, то перед измерением температуры – выпейте горячего чаю или поешьте горячей пищи, либо наоборот выпейте прохладительный напиток и съешьте мороженное.

При измерении температуры в подмышечной впадине – Примите холодный душ или горячую ванну.

Перед измерением температуры оставьте подмышку потной.

Придерживайте неплотно ртутный или электронный термометр в подмышечной впадине.

Измеряйте температуру у кричащего младенца соской-термометром.

Размещайте чувствительную часть (измерительный датчик) прибора не там где нужно.

Измеряйте температуру ректально, предварительно не опорожнив прямую кишку.

Ориентируйтесь на звуковой сигнал прибора, а не на то, когда по инструкции он будет показывать точный результат.

Измеряйте температуру меньше установленного времени.

Где лучше покупать термометр?

Ртутные градусники обычно продаются в аптеке. Электронные градусники так же продаются в аптеках, но лучше покупать электронные термометры в специализированных магазинах медицинской техники, особенно сложные модели. В таком специализированном магазине продавцы смогут дать вам квалифицированную консультацию по поводу разных моделей градусников и объяснить правила их применения. В аптеке вам продадут качественный термометр, однако подробного инструктажа вы получить не сможете.

Не стоит покупать термометры в супермаркетах бытовой техники и электроники. Модели электронных термометров, которые продаются в аптеках проходят соответствующую сертификацию и гарантируют правильное измерение температуры. Те же модели термометров, которые продаются в супермаркетах, не гарантируют точности измерения.

Стоит помнить, что термометры относятся к той группе товаров, которая не подлежит возврату. Конечно, если прибор бракованный или неисправный, вам его заменят, отремонтируют или вернут деньги, но только после проведения соответствующей экспертизы. Но если вам не понравится модель термометра или его функциональность, ничего сделать уже будет нельзя. Поэтому перед покупкой нужного вам электронного термометра необходимо получить всю нужную и полезную информацию, чтобы решить – подходит ли вам данная модель термометра или нет.

Правила измерения температуры тела при помощи электронного термометра

Для точного измерения температуры тела необходимо обеспечить максимально плотное прилегание измерительного датчика к поверхности кожи, для обеспечения лучшего теплообмена. Рекомендуют измерять температуру во рту либо в прямой кишке (измерения температуры в прямой кишке, наиболее соответствуют фактической).

Если вы измеряете температуру в подмышечной впадине, то следует ставить термометр вертикально, то есть по оси тела, а не перпендикулярно, как обычно. Либо следовать следующему алгоритму измерения температуры:

Перед измерением температуры следует насухо вытереть подмышечную впадину.

Поднимите руку

Поставьте термометр перпендикулярно поверхности подмышечной впадины

Медленно опуская руку, не отрывая датчик от кожи, – выведите термометр в обычное положение.

Прижмите руку к туловищу, либо лягте на бок.

Для более точного измерения нужно держать термометр подмышкой дольше по времени, чем написано в инструкции. Не обращайте внимания, если звуковой сигнал появился раньше.

Вопросы и ответы по эксплуатации электронных термометров

Как заменить в электронном термометре батарейку?

Обычно в конструкции электронного градусника предусмотрен легкий способ замены батарейки. Обычно батарейка закрывается небольшой крышечкой, которая крепится на защелке либо небольшим болтиком. При необходимости батарейку в электронном термометре можете заменить в любой часовой мастерской, либо в сервисном центре по ремонту бытовой техники.

Зачем нужен электронный термометр, если уже есть ртутный градусник?

Основным преимуществом электронных термометров по сравнению с традиционным ртутным термометром заключается в отсутствии в них ртути. Если разбить ртутный термометр ртуть загрязняет окружающее пространство, и может попасть в организм и привести к тяжёлому отравлению, ведь ртуть являются высокотоксичным ядом.

Как в домашних условиях проверить точность измерений электронных термометров?

Проверить в домашних условиях показания электронного термометра очень просто. Нужно сравнить показания электронного термометра с показаниями ртутного термометра, при измерении температуры в определенной среде.

Налейте в стакан теплую воду. Поместите в стакан ртутный и электронный термометр так, что бы измерительный элемент электронного термометра и ртутная колба ртутного градусника были на одном уровне.

Подождите 10 минут.

После того как показания на ртутном термометре перестанут изменяться, сравните показания термометров. Если разница показаний меду термометрами не превышает 0.1 градуса, то электронный градусник исправен.

Чем можно объяснить заниженные показания на электронном термометре?

Заниженные показания на электронном термометре связаны с неплотным прилеганием измерительного элемента к коже. Поэтому, для точного измерения температуры тела необходимо обеспечить плотный контакт между кожей и измерительным элементом термометра. При это удерживать градусник в плотном прикосновении надо в течении всего времени измерения температуры.