تاریخچه اندازه گیری دما

دماسنج یا دماسنج یکی از مهمترین ابزارهای اندازه گیری دما است که کاربرد وسیعی در صنعت، پزشکی، محیط زیست و زندگی روزمره دارد. از زمان اختراع اولین دماسنج های گالیله تا به امروز، دماسنج های زیادی ساخته شده اند و انواع مختلفی از این دستگاه ها با استفاده از فناوری های مختلف برای نیازهای مختلف ساخته شده اند. در این مقاله به انواع دماسنج ها، نحوه عملکرد، کاربرد و فواید آن ها می پردازیم.

اولین ابزار اندازه گیری دما به دوران باستان بازمی گردد، اما اولین دماسنج واقعی توسط گالیله در قرن هفدهم اختراع شد. این دستگاه بر انبساط مایعات در برابر تغییرات دما متکی است. در قرن هجدهم، فیزیکدان سوئدی، آندرس سلسیوس، مقیاس سلسیوس را اختراع کرد که یکی از رایج ترین واحدهای اندازه گیری دما در جهان است.

اصول عملکرد دماسنج

یک دماسنج با اندازه گیری تغییرات فیزیکی ماده در برابر تغییرات دما کار می کند. اصول کار هر چک بسته به نوع آن متفاوت است، اما اکثر آنها بر اساس این چهار اصل کار می کنند:

1. انبساط حرارتی: در اندازه گیری های انبساط حرارتی، مایعات یا گازها با افزایش دما منبسط می شوند و این تغییرات باعث حرکت نشانگر می شود. این اصل در دماسنج های جیوه ای و الکلی استفاده می شود.

2. تغییر در مقاومت الکتریکی: برخی از دماسنج ها از تغییر مقاومت الکتریکی مواد در دماهای مختلف استفاده می کنند. به عنوان مثال در سنسورهای مقاومتی (RTD) مقاومت فلزات با تغییرات دما تغییر می کند و این تغییرات به سیگنال الکتریکی تبدیل می شود.

3. تشعشعات مادون قرمز: دماسنج های مادون قرمز دمای اجسام را با اندازه گیری اشعه مادون قرمز ساطع می کنند. این نوع سنج ها بدون تماس مستقیم با جسم کار می کنند و برای اندازه گیری دما در فواصل طولانی استفاده می شوند.

4. اثر ترموالکتریک: در این روش از ترکیب دو فلز مختلف استفاده می شود. هنگامی که دو فلز در دماهای مختلف گرم می شوند، اختلاف دما یک ولتاژ قابل اندازه گیری ایجاد می کند. این اصل در ترموکوپل ها استفاده می شود.
https://tejaratonline.ir/fa/news/239088/%DA%AF%DB%8C%D8%AC-%D8%AF%D9%85%D8%A7-%DA%86%DB%8C%D8%B3%D8%AA

 

انواع دماسنج

دماسنج ها به انواع مختلفی تقسیم می شوند که هر کدام ویژگی ها و اهداف خاص خود را دارند. برخی از انواع اصلی دماسنج ها عبارتند از:

1. دماسنج جیوه و الکل

این نوع یکی از قدیمی ترین و محبوب ترین دماسنج ها می باشد. در دماسنج های جیوه ای از جیوه به عنوان ماده ای استفاده می شود که با تغییرات دما منبسط یا منقبض می شود. در دماسنج های الکلی به جای جیوه از الکل استفاده می شود که نقطه انجماد پایینی دارد و در برخی موارد بی خطر است. این ابزار اغلب برای اندازه گیری دمای هوا، بدن و شرایط آزمایشگاهی استفاده می شود.

2. ترموکوپل

ترموکوپل یکی از پرکاربردترین سنسورهای دما در صنعت است. این دستگاه از اتصال دو فلز غیر همگن تشکیل شده است که با تغییر دما ولتاژ الکتریکی تولید می کنند. ترموکوپل ها طیف وسیعی از دما را پوشش می دهند و قادر به اندازه گیری دما در شرایط سخت صنعتی از جمله کوره ها، بویلرها و صنایع پتروشیمی هستند.

3. سنسورهای مقاومت (RTD)

سنسورهای مقاومت دما بر اساس تغییر مقاومت فلزات در دماهای مختلف کار می کنند. این سنسورها معمولاً از فلز پلاتین ساخته می شوند و به دلیل دقت بالا در اندازه گیری دما در کاربردهای حساس از جمله صنایع دارویی و غذایی استفاده می شوند.
https://tejaratonline.ir/fa/news/239086/%D8%AA%D8%A7%D8%B1%DB%8C%D8%AE%DA%86%D9%87-%DA%AF%DB%8C%D8%AC-%D8%AF%D9%85%D8%A7
4. ترموستات

ترمیستور نوعی سنسور دما است که از مواد نیمه هادی ساخته شده است و مقاومت آنها به شدت به دما بستگی دارد. این سنسورها به دلیل دقت بالا و پاسخ سریع در کاربردهایی مانند کنترل دمای لوازم خانگی و تجهیزات الکترونیکی مورد استفاده قرار می گیرند. این محصول در تولید محصولات گرمایشی پارمون صنعت کاربرد دارد.

5. دماسنج مادون قرمز

این نوع دماسنج ها با اندازه گیری اشعه مادون قرمز ساطع شده از اجسام و اندازه گیری دما بدون نیاز به تماس مستقیم با جسم کار می کنند. دماسنج های مادون قرمز برای اندازه گیری دمای اجسام داغ، خطرناک یا دور مانند تجهیزات صنعتی و اجسام متحرک بسیار مناسب هستند.

کاربردهای اندازه گیری دما

سنسورهای دما در بسیاری از زمینه ها استفاده می شوند. این دستگاه ها در اندازه گیری و کنترل دما چه در خانه و چه در شرکت های بزرگ نقش حیاتی دارند. برخی از کاربردهای رایج سنسورهای دما:

1. صنایع تولیدی: در صنایع تولیدی مانند فولاد، پتروشیمی، خودروسازی هیوندای و مواد غذایی کنترل دما نقش بسیار مهمی دارد. ابزارهای دما برای نظارت بر فرآیندهای حرارتی و اطمینان از کیفیت محصول استفاده می شود. به عنوان مثال، ترموکوپل ها در کوره های صنعتی برای نظارت بر دمای بالا استفاده می شوند.

2. پزشکی: در زمینه پزشکی، اندازه گیری دقیق دما برای تشخیص بیماری ها و کنترل فرآیندهای پزشکی اهمیت ویژه ای دارد. اندازه گیری دما در دستگاه های پزشکی مانند دماسنج دیجیتال برای اندازه گیری دمای بدن و در تجهیزات تصویربرداری حرارتی استفاده می شود.

3. محیط زیست و هواشناسی: اندازه گیری دما نقش مهمی در پایش تغییرات آب و هوا و پیش بینی آب و هوا دارد. دماسنج های محیطی برای اندازه گیری دمای هوا و آب در تحقیقات محیطی و آب و هوا استفاده می شود.

4. لوازم خانگی: دماسنج در بسیاری از لوازم خانگی مانند یخچال، فر، اجاق مایکروویو، ماشین لباسشویی و غیره استفاده می شود. از این ابزارها برای نظارت و تنظیم دمای داخلی این دستگاه ها استفاده می شود.

اندازه گیری دما

یکی از مهم ترین پارامترها در انتخاب دستگاه اندازه گیری دما، دقت آن است. دقت به توانایی دستگاه اندازه گیری برای اندازه گیری دقیق دما اشاره دارد، در حالی که دقت به توانایی دستگاه اندازه گیری برای مطابقت با دمای واقعی اشاره دارد. عواملی مانند نوع سنسور، محیط و کالیبراسیون می توانند بر خوانش دما تأثیر بگذارند.

اندازه گیری دما

کالیبراسیون فرآیند تنظیم یک گیج دما با استفاده از مراجع معتبر دما برای افزایش دقت و دقت است. کالیبراسیون منظم در کاربردهای صنعتی و پزشکی مهم است، زیرا تفاوت‌های کوچک در خوانش دما می‌تواند منجر به نتایج نادرست و خطرناک شود.

مشکلات و محدودیت ها

با وجود تمام مزایای دماسنج ها، آنها با چالش ها و محدودیت هایی نیز مواجه هستند. برخی از این چالش ها عبارتند از:

1. حساسیت به عوامل محیطی: برخی از گیج های دما مانند دماسنج های جیوه ای می توانند به فشار، رطوبت و ارتعاشات حساس باشند و این عوامل می توانند نتایج اندازه گیری را تحت تاثیر قرار دهند.

2. محدوده دمایی محدود: هر نوع دماسنج دارای محدوده دمایی خاصی است. به عنوان مثال، ترمیستورها معمولاً در دماهای بالا عملکرد خوبی ندارند، در حالی که ترموکوپل ها می توانند دمای بالا را اندازه گیری کنند.

3. نیاز به کالیبراسیون مکرر: برای حفظ دقت و دقت اندازه گیری ها، گیج های دما نیاز به کالیبراسیون مکرر دارند که می تواند گران و زمان بر باشد.

نتیجه گیری

دما یکی از مفیدترین ابزارها در زمینه علم، صنعت و پزشکی است. انتخاب دمای مناسب بر اساس نیازهای خاص هر برنامه و اطمینان از دقت مهم است. با توجه به پیشرفت تکنولوژی، انتظار می رود در آینده اندازه گیری دما با اندازه گیری دما بالاتر و موثرتر توسعه یابد و نقش خود را در نظارت و کنترل دما در زمینه های مختلف بهبود بخشد.