انواع دماسنج - آموزش تصویری - زبان ساده

1 - دما سنج چیست؟

 در درس قبل، مقیاس های دما را بررسی کردیم. آنجا گفتیم دماسنج وسیله اندازه گیری دما است. رایج ترین دماسنج ها، دماسنج هایی هستند که بر مبنای انبساط مایعات کار می کنند. این دماسنج ها به دو دسته الکلی و جیوه ای تقسیم می شوند. هر گاه دما افزایش یابد، حجم مایع این دماسنج افزایش می یابد و از لوله دماسنج بالا می رود. به این ترتیب، عدد بزرگتری را نشان می دهد.

2 - دماسنجی چیست؟

راه و شیوه‌ی اندازه‌گیری و تعیین دما را دماسنجی می‌نامیم. شما با کلمه دماسنج از سال‌های قبل آشنا شده اید. ولی کلمه دماسنجی زیاد معمول نیست. 

دماسنج و دماسنجی را با هم اشتباه نکنید. مثال زیر را در نظر بگیرید "راننده" کسی است که ماشین را می راند. ولی "رانندگی" راه و روش راه‌بردن ماشین است.

در واقع دماسنج دما را اندازه می‌گیرد. ولی دماسنجی روش و شیوه کار را نشان می‌دهد. مثلا یک روش اندازه گیری دما، استفاده از حس لامسه و شیوه دیگر استفاده از دماسنج است. هر دو روش مثالی از دماسنجی است.

3 -  کمیت دماسنجی چیست؟

کمیت دماسنجی یک ویژگی جسم است که با تغییر دما، تغییر می کند. این کمیت، می تواند برای اندازه گیری دما به کار رود.

 مثلا حجم جیوه یا الکل درون دماسنج، یک کمیت دماسنجی است زیرا با تغییر دما، حجم این مواد تغییر می کند.  

طول یک میله فلزی می تواند کمیت دماسنجی باشد زیرا با تغییر دما، طول میله تغییر می کند. 

 جرم جسم یک کمیت دماسنجی نیست. زیرا اگر دما تغییر کند، جرم جسم تغییر نمی کند.

4 - دماسنج های مایعی

این دماسنج ها بر مبنای انبساط مایعات کار می کنند. یعنی در اثر گرما، حجم مایع مخزن دماسنج افزایش می یابد و از لوله دماسنج بالا می رود. به کمک درجه بندی کنار آن، می توان دما را خواند.

قبلا اشاره کردیم که دماسنج های مایعی به دو دسته رایج تقسیم می شوند. دماسنج الکلی و دماسنج جیوه ای

دماسنج الکلی، محتوی ترکیبات الکل است. این دماسنج برای اندازه گیری دماهای پایین مناسب است. دماسنج جیوه ای، محتوی جیوه است. این دماسنج برای اندازه گیری دماهای بالا مناسب است.

توجه کنید که این دماسنج ها فقط می توانند دماهایی را اندازه بگیرند که بین نقطه ذوب و نقطه جوش مایع دماسنج است.

5 - دماسنج های معیار

سه دماسنج زیر به علت دقت بالای اندازه گیری، به عنوان دماسنج معیار انتخاب شده اند:

1. دماسنج گازی: در این وسیله انبساط گاز در مخزن 1 شکل روبرو، باعث می شود جیوه در لوله 2 پایین رفته و در لوله 3 بالا برود. به کمک درجه بندی که در کنار لوله 2 قرار دارد می توان دما را تعیین کرد. کمیت دماسنجی، حجم گاز درون مخزن است.
2. دماسنج مقاومت پلاتینی: این وسیله وقتی که گرم می شود مقاومت بیشتری از خود نشان می دهد. با طراحی یک مدار، می توان دما را اندازه گیری کرد. کمیت دماسنجی، مقاومت وسیله است.
3. دماسنج پیرومتر( تف سنج ): این وسیله به کمک نور و یا حرارت منتشر شده از اجسام، دما را اندازه گیری می کند. کمیت دماسنجی، برخی ویژگی های امواج منتشر شده از جسم است.

6 - دماسنج ترموکوپل چیست؟

از دو فلز غیر هم جنس( مانند مس و کنستانتان) تشکیل شده است. این دو فلز در دو نقطه به هم اتصال دارند. نقطه اول، نقطه اتصال مرجع است که در مخلوط آب و یخ قرار می گیرد. نقطه دوم، خود جسم است. وقتی جسم گرم می شود اختلاف پتانسیل به وجود می آید. ولت سنج مقدار آن را نشان می دهد به کمک اعدادی که ولت سنج نشان می دهد، می توان دما را اندازه گرفت.

شاید برای شما سوال پیش بیاید اگر مخلوط آب و یخ را بکار نبریم چه اتفاقی می افتد. پاسخ این است که ترموکوپل، اندازه دما را به طور تقریبی نشان می دهد. این مخلوط باعث می شود که دما دقیق تر اندازه گیری شود.

7 - کاربرد و مزایای دماسنج ترموکوپل

 ترموکوپل در بسیاری از صنایع و کارخانه ها و مدارهای الکترونیکی و وسایل گرمایشی و سرمایشی به کار می رود. تصور کنید چگونه می توان دمای داخل موتور خودرو و یا دمای درون ابزار های تاسیسات حرارتی را اندازه گرفت. این موضوع با کمک ترموکوپل انجام می شود.

مزایای ترموکوپل:

1. حجم کمی دارد.
2. دما را به سرعت اندازه می گیرد( زیرا نقطه اتصال دو فلز کوچک است).
3. در مکان هایی به کار می رود که دماسنج های دیگر قابل استفاده نیستند( مثلا داخل یک کوره ).

8 - دماسنج بیشینه کمینه

این وسیله برای اندازه گیری بیشترین و کمترین دما به کار می رود. مثلا در ایستگاه های هواشناسی یا گلخانه ها می توان از آن استفاده کرد. ساختمان آن جالب و ساده و خلاقانه است( به تصویر متحرک ابتدای همین درس توجه کنید).

روش کار دماسنج بیشینه کمینه: به شکل روبرو دقت کنید.

اگر دما افزایش یابد الکل موجود در مخزن 1( رنگ زرد) منبسط می شود. پس شاخص فولادی 2 ( رنگ آبی) به سمت پایین حرکت می کند. علاوه بر آن، جیوه 3 ( رنگ خاکستری ) نیز حرکت کرده و باعث می شود که شاخص فولادی 4 به سمت بالا برود. 

 اگر دما کاهش یابد، الکل منقبض شده و شاخص 2 و جیوه را برمی گرداند. بنابراین شاخص فولادی 2 به سمت بالا حرکت می کند. اما شاخص فولادی 4 بر نمی گردد و سر جای خود می ماند. این باعث می شود اگر دما را حتی چند ساعت بعد هم بخوانیم متوجه می شویم که بیشترین دما چقدر بوده است. در نتیجه می توان بالاترین دما را از این طریق خواند و ثبت کرد.

بنابراین شاخص فولادی 4،  بیشینه دما و شاخص فولادی 2، کمینه دما را ثبت می کند.