دماسنج شیشه ای (Liquid-in-Glass Thermometer)، در فیزیک (Physics)
انواع حسگرها (Sensor) را در آموزش زیر شرح دادیم :
دماسنج شیشه ای (Liquid-in-Glass Thermometer) :
دماسنج شیشه ای یکی از قدیمی ترین ابزارهای اندازه گیری دما است که هنوز هم در آزمایشگاه ها و کاربردهای خانگی استفاده می شود. اساس کار آن بر انبساط حرارتی مایعات است. یک مخزن از مایع (معمولا جیوه یا الکل رنگی) در ته یک لوله مویین شیشه ای قرار دارد. با افزایش دما، مایع منبسط شده و در لوله مویین بالا می رود. ارتفاع ستون مایع متناسب با دما است.
ضریب انبساط حجمی مایع (
\[ \beta \]) تعیین کننده حساسیت دماسنج است. رابطه حجم بر حسب دما:
\[ V(T) = V_0(1 + \beta \Delta T) \]. از آنجا که ضریب انبساط شیشه در مقایسه با مایع ناچیز است (اما کاملا صفر نیست)، تغییرات حجم ظرف نیز باید در نظر گرفته شود. معمولا ضریب انبساط ظاهری مایع در نظر گرفته می شود که حاصل تفاضل ضریب انبساط مایع و شیشه است.
\[ V(T) = V_0 (1 + \beta_{app} \Delta T) \]جیوه به دلیل ضریب انبساط یکنواخت، عدم خیس کردن شیشه و گستره مایع بودن وسیع (۳۸٫۸۳- تا ۳۵۶٫۷ درجه سلسیوس) ماده ایده آلی بود، اما به دلیل سمیت، استفاده از آن محدود شده است. امروزه از الکل های رنگی یا روغن های معدنی استفاده می شود که برای دماهای پایین تر مناسب اند. الکل در دماهای بسیار پایین یخ نمی زند (تا ۱۱۵- درجه).
این دماسنج ها ارزان، بدون نیاز به برق و با دقت قابل قبول (در صورت کالیبره بودن) هستند. اما شکننده اند، زمان پاسخ نسبتا کندی دارند، برای اندازه گیری خودکار مناسب نیستند و خواندن آنها گاهی دشوار است. کاربرد آنها در آزمایشگاه های آموزشی، هواشناسی (دماسنج های حداکثر-حداقل) و برخی فرآیندهای صنعتی ساده است. دقت آنها معمولا ۰.۱ تا ۱ درجه است.
