온도계

온도계

온도를 측정하기 위해 여러 가지 기구가 만들어졌다.

물리학

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관련 엑스트라

장면

종류

  • 비접촉 온도계
  • 열팽창을 바탕으로 해서 작동하는 온도계
  • 액체 온도계
  • 바이메탈 온도계
  • 기체 온도계
  • 전기 온도계

온도계는 온도를 직접 측정하지 않고 온도에 따라서 달라지는 물질지정된 특성을 측정한다.

온도계는 기본적으로 세 가지로 분류할 수 있다.

하나는 물질의 열팽창을 바탕으로 하는데 즉 온도의 증가가 물질의 부피를 늘어나게 하는 효과를 의미한다. 부피 변화를 보니까 온도의 변화를 계산할 수 있다.

두번째 종류는 물질의 전기적 성질온도 의존성을 기본으로 한다. 이것은 전기 온도계라고 한다.

비접촉 온도계의 작동 원리는 따뜻한 물체가 내보내는 전자기 방사선을 바탕으로 하는데 이의 구성은 온도에 달려 있다. 이 방법 덕분에 온도를 멀리서 측정하기도 가능하다.

바이메탈 온도계

온도가 늘어나면서 물질을 구성하는 입자들은 더 빨리 이동하게 되니까 더 큰 공간을 차지한다. 다른 말로, 물질의 부피는 커진다. 예외는 물인데 물은 0 °C 및 4 °C 사이에 반대적으로 반응하는데 이밖에 모든 액체, 기체와 고체의 경우는 이렇다.

열팽창을 바탕으로 하는 온도계는 이 현상을 이용한다.

액체 온도계의 경우에는 넓은 범위의 온도를 측정해도 얼지 않고 끓지 않는 액체를 골라야 한다. 이런 이유로 주로 수은알코올이 선택된다. 그런데 수은의 활용은 많은 국가에서 금지되어 있다. 온도계가 깨질 때 수은은 증기를 내는데 이 수은 증기는 건강상의 위험이 있을 수 있기 때문이다.

기체 온도계는 우선적으로 낮은 온도를 측정하는 데 쓰인다. 기체는 녹는점이 낮기 때문이다.

금속 온도계는 정확한 측정을 실시하는 데 완전히 적졸하지 않지만 열팽창은 고체 속에서 강한 긴장상태를 유발하기 때문에 스위치를 작동시키는 데 사용이 좋다.

이런 온도계는 바이메탈 온도계다. 두 가지의 다른 금속 스트립을 용접해서 만들어졌다. 온도가 변할 때 열팽창과 관한 특성이 다른 두 가지의 금속은 굽히면서 전기스위치를 끄거나 켠다. 옛날 이런 온도계는 계단실에서 사용하는 타임스위치, 전기 다리미의 온도 제어, 그리고 자동차의 엔진냉각 장치를 제어하는 온도 조절 장치를 위해 활용됐다.

기체 온도계

액체 온도계

전기 온도계

전기 온도계는 아울러 정확한 측정을 실시하는 데 좋다. 또, 크기가 작으니까 측정하려고 하는 물질의 온도사소한 효과만 미친다.

전기 온도계는 종류가 세 가지 있다.
저항 온도계, 서미스터, 그리고 열전대의 순이다.

저항 온도계 저항온도의존성을 바탕으로 한다. 온고가 늘어날 때 이것도 증가한다. 저항은 매우 정확한 측정이 가능하니까 온도도 아주 정확하게 정하기가 가능해진다.

서미스터는 저항 온도계와 달리 반도체 물질로 만들어졌다. 그렇기 때문에 온도에 더욱 예민하다.

열전대 가지의 금속선을 같이 용접하거나 구부려서 만들어진다. 두 가지의 금속들의 표면닿게 될 때 전압이 유발된다. 이의 이유는 서로 다른 금속 속의 원자가 전자의 에너지 수준이 다르므로 에너지 수준이 균형을 잡을 때까지 고에너지 전자들 중에서 여러 개가 다른 물질로 이동한다. 이렇게 발생한 전압은 온도의존성이 있기 때문에 전압을 측정하는 것을 통해 온도를 정하기도 가능하다. 열전대는 서미스터보다 훨씬 넓은 범위의 온도를 측정할 수 있다.

적외선온도계

고온계적외선온도계거리가 있어도 온도를 측정할 수 있는 기구들이다.

이런 온도계는 닿기가 어려운 곳에 있는 물체, 아니면 다른 온도게에게 온도가 너무 높아서 (예를 들어 용융 금속의 경우) 측정하기가 불가능한 물체의 경우에 좋다. 또한, 건축물에서 열손실을 찾는 데에도 이용할 수 있다.

비접촉 온도 측정의 기본은 물체가 전자기 방사선을 내보내는 것인데 전자기 방사선은 격렬함구성온도 의존적이다. 이 방사선의 대부분은 전자기 스펙트럼의 보이지 않는 적외선 부분에 있지만 600 °C보다 뜨거운 백열성의 물건은 보이는 빛을 내기도 한다.

비접촉 온도계는 광학계, 감지기, 그리고 신호처리장치로 구성된다. 많은 경우에 레이저 포인터도 갖고 있는데 레이저 포인터는 측정한 물건 표면의 일부를 구체적으로 가리킨다.

몇 개의 비접촉 온도계는 입사 방사선의 격렬함을 측정하는데 온도계에서부터의 거리를 알면 물건의 온도를 추론할 수 있다. 측정할 물건은 기구의 렌즈의 시계를 채워야 하며 안 그러면 사실보다 더 낮은 온도를 보여줄 것이다.

다른 비접촉 온도계는 방사선의 격렬함을 측정하지 않고 파장 구성을 측정한다. 파장 구성은 온도만 특성이다. 격렬함은 표면의 크기와 측정기의 거리 나름이다. 물체가 뜨거울수록 격렬한 방사선의 파장이 낮아진다. 물체의 색깔은 내보내는 방사선을 비틀게 하고 예를 들어서 먼지투성이인 공기 같은 다른 요소들도 효과를 미치기 때문에 이런 측정 방법은 늘 정확하지 않는다.

내레이션

온도계는 온도를 직접 측정하지 않고 온도에 따라서 달라지는 물질의 지정된 특성을 측정한다. 온도계는 기본적으로 세 가지로 분류할 수 있는데 비접촉 온도계, 열팽창을 바탕으로 하는 온도계, 그리고 전기 온도계가 있다.

온도가 늘어나면서 물질을 구성하는 입자들은 더 빨리 이동하게 되니까 더 큰 공간을 차지한다. 다른 말로, 물질의 부피는 커진다. 열팽창을 바탕으로 하는 온도계는 이 현상을 이용한다.

액체 온도계의 경우에는 넓은 범위의 온도를 측정해도 얼지 않고 끓지 않는 액체를 골라야 한다. 이런 이유로 주로 수은알코올이 선택된다.

기체의 온도가 변하면 그 변화는 기체의 부피에도 영향을 미치니까 액체를 측정하는 데에 적절하다. 기체의 경우에 빙점이 낮은 편이라서 기체 온도계는 극도로 낮은 온도를 측정할 때에도 사용하기가 가능하다.

금속 온도계는 정확한 측정을 실시하는 데 완전히 적졸하지 않지만 열팽창은 고체 속에서 강한 긴장상태를 유발하기 때문에 스위치를 작동시키는 데 사용이 좋다. 이런 온도계는 바이메탈 온도계다. 두 가지의 다른 금속 스트립을 용접해서 만들어졌다. 온도가 변할 때 열팽창과 관한 특성이 다른 두 가지의 금속은 굽히면서 전기스위치를 끄거나 켠다.

전기 온도계는 아울러 정확한 측정을 실시하는 데 좋다. 또, 크기가 작으니까 측정하려고 하는 물질의 온도사소한 효과만 미친다.전기 온도계는 종류가 세 가지 있다.
저항 온도계, 서미스터, 그리고 열전대의 순이다.

저항 온도계는 저항온도의존성을 바탕으로 한다. 온고가 늘어날 때 이것도 증가한다. 저항은 매우 정확한 측정이 가능하니까 온도도 아주 정확하게 정하기가 가능해진다.

고온계적외선온도계거리가 있어도 온도를 측정할 수 있는 기구들이다. 이런 온도계는 닿기가 어려운 곳에 있는 물체, 아니면 다른 온도게에게 온도가 너무 높아서 (예를 들어 용융 금속의 경우) 측정하기가 불가능한 물체의 경우에 좋다. 또한, 건축물에서 열손실을 찾는 데에도 이용할 수 있다. 비접촉 온도 측정의 기본은 물체가 전자기 방사선을 내보내는 것인데 전자기 방사선은 격렬함구성온도 의존적이다. 이 방사선의 대부분은 전자기 스펙트럼의 보이지 않는 적외선 부분에 있다

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