เทอร์โมมิเตอร์ (Thermometer) คือเครื่องมือวัดที่ใช้ในการวัดอุณหภูมิหรือระดับความร้อนของวัตถุหรือสภาพแวดล้อม โดยอาศัยหลักการที่ว่า สสารส่วนใหญ่จะขยายตัวเมื่อได้รับความร้อน และหดตัวเมื่อสูญเสียความร้อน การวัดอุณหภูมิมีความสำคัญอย่างยิ่งในหลากหลายสาขาอาชีพ เช่น อุตสาหกรรม การแพทย์ และวิทยาศาสตร์ โดยข้อมูลที่ได้จากการวัดอุณหภูมิจะนำไปใช้ในการควบคุมกระบวนการผลิต, การวินิจฉัยโรค, การพยากรณ์อากาศ และการวิจัยทางวิทยาศาสตร์

ความสำคัญของเทอร์โมมิเตอร์

เทอร์โมมิเตอร์เป็นเครื่องมือวัดอุณหภูมิที่สำคัญอย่างยิ่ง และมีบทบาทสำคัญในหลากหลายสาขาอาชีพและชีวิตประจำวันของเรา ความสำคัญของเทอร์โมมิเตอร์นั้นสามารถสรุปได้ดังนี้

1. การควบคุมกระบวนการผลิต

• อุตสาหกรรม: เทอร์โมมิเตอร์ถูกนำมาใช้ในการควบคุมอุณหภูมิในกระบวนการผลิตต่างๆ เช่น การหลอมโลหะ การผลิตอาหาร การผลิตยา เพื่อให้ได้ผลิตภัณฑ์ที่มีคุณภาพและสอดคล้องกับมาตรฐาน
• การผลิตพลังงาน: ในโรงไฟฟ้า เทอร์โมมิเตอร์ใช้เพื่อวัดอุณหภูมิของไอน้ำและส่วนประกอบต่างๆ เพื่อควบคุมประสิทธิภาพการผลิตพลังงาน

2. การแพทย์

• การวินิจฉัยโรค: การวัดอุณหภูมิร่างกายเป็นหนึ่งในวิธีการเบื้องต้นในการตรวจหาโรคติดเชื้อ
• การรักษาพยาบาล: การควบคุมอุณหภูมิร่างกายของผู้ป่วยเป็นสิ่งสำคัญในการรักษาโรคบางชนิด เช่น ไข้สูง หรือภาวะอุณหภูมิร่างกายต่ำ
• การวิจัยทางการแพทย์: เทอร์โมมิเตอร์ใช้ในการศึกษาเกี่ยวกับการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิร่างกายในสภาวะต่างๆ

3. อุตุนิยมวิทยา

• การพยากรณ์อากาศ: การวัดอุณหภูมิของอากาศเป็นข้อมูลสำคัญในการพยากรณ์อากาศ และการทำความเข้าใจสภาพอากาศ
• การศึกษาสภาพภูมิอากาศ: ข้อมูลอุณหภูมิจากเทอร์โมมิเตอร์ถูกนำมาใช้ในการวิเคราะห์การเปลี่ยนแปลงของสภาพภูมิอากาศ

4. วิทยาศาสตร์

• การทดลอง: เทอร์โมมิเตอร์ใช้ในการวัดอุณหภูมิในระหว่างการทดลองทางวิทยาศาสตร์ เพื่อควบคุมตัวแปรและวิเคราะห์ผลการทดลอง
• การวิจัย: การวัดอุณหภูมิมีความสำคัญในการวิจัยทางวิทยาศาสตร์หลายสาขา เช่น ฟิสิกส์ เคมี ชีววิทยา

5. ชีวิตประจำวัน

• การปรุงอาหาร: เทอร์โมมิเตอร์อาหารช่วยให้เราปรุงอาหารได้อย่างถูกสุขอนามัยและอร่อย
• การทำขนม: การควบคุมอุณหภูมิในการอบขนมเป็นสิ่งสำคัญในการทำให้ขนมออกมาดี
• การดูแลบ้าน: เทอร์โมมิเตอร์ใช้ในการวัดอุณหภูมิภายในบ้าน เพื่อควบคุมเครื่องปรับอากาศหรือเครื่องทำความร้อน

หลักการทำงาน

หลักการทำงานของเทอร์โมมิเตอร์แต่ละชนิดมีความแตกต่างกันไป แต่โดยทั่วไปแล้วสามารถแบ่งออกได้เป็นหลักการสำคัญดังนี้

1. การขยายตัวของของเหลว

• หลักการ: เมื่อของเหลว เช่น ปรอท หรือแอลกอฮอล์ ถูกให้ความร้อน โมเลกุลของของเหลวจะเคลื่อนที่เร็วขึ้นและกระจายตัวออกจากกัน ทำให้ปริมาตรของของเหลวเพิ่มขึ้น
• การนำไปใช้: ของเหลวเหล่านี้จะถูกบรรจุอยู่ในหลอดแก้วที่มีขนาดเส้นผ่าศูนย์กลางเล็ก เมื่อของเหลวขยายตัว ระดับของเหลวในหลอดแก้วจะสูงขึ้น ซึ่งสามารถนำมาอ่านค่าอุณหภูมิได้โดยเทียบกับมาตราส่วนที่กำหนดไว้

2. ความต้านทานไฟฟ้า

• หลักการ: วัสดุบางชนิด เช่น โลหะ มีความต้านทานไฟฟ้าที่เปลี่ยนแปลงไปตามอุณหภูมิ เมื่ออุณหภูมิสูงขึ้น ความต้านทานไฟฟ้าของวัสดุจะเพิ่มขึ้น
• การนำไปใช้: เทอร์มิสเตอร์ (Thermistor) เป็นอุปกรณ์ที่อาศัยหลักการนี้ โดยเมื่อกระแสไฟฟ้าไหลผ่านเทอร์มิสเตอร์ ความต้านทานที่เปลี่ยนแปลงไปจะถูกแปลงเป็นสัญญาณไฟฟ้า และนำไปแสดงผลเป็นค่าอุณหภูมิ

3. แรงเคลื่อนไฟฟ้า

• หลักการ: เมื่อเชื่อมต่อโลหะสองชนิดที่แตกต่างกันเข้าด้วยกัน และปลายทั้งสองของโลหะทั้งสองมีอุณหภูมิแตกต่างกัน จะเกิดแรงเคลื่อนไฟฟ้าขึ้น เรียกว่า แรงเคลื่อนไฟฟ้าเทอร์โมอิเล็กทริก
• การนำไปใช้: เทอร์โมคัปเปิล (Thermocouple) เป็นอุปกรณ์ที่อาศัยหลักการนี้ โดยแรงเคลื่อนไฟฟ้าที่เกิดขึ้นจะแปรผันตามความแตกต่างของอุณหภูมิระหว่างปลายทั้งสองของโลหะ

4. การแผ่รังสีอินฟราเรด

• หลักการ: วัตถุทุกชนิดที่มีอุณหภูมิสูงกว่าศูนย์สัมบูรณ์จะแผ่รังสีอินฟราเรดออกมา โดยปริมาณของรังสีอินฟราเรดที่แผ่ออกมาจะขึ้นอยู่กับอุณหภูมิของวัตถุ
• การนำไปใช้: เทอร์โมมิเตอร์อินฟราเรดจะตรวจจับรังสีอินฟราเรดที่แผ่ออกมาจากวัตถุ แล้วแปลงเป็นสัญญาณไฟฟ้า เพื่อนำไปคำนวณหาค่าอุณหภูมิ

ประเภทของเทอร์โมมิเตอร์

1. เทอร์โมมิเตอร์แบบหลอดแก้ว(Liquid-in-glass thermometer)เป็นเครื่องมือวัดอุณหภูมิที่เราคุ้นเคยกันดีที่สุด โดยมีลักษณะเป็นหลอดแก้วที่มีของเหลวอยู่ภายใน ซึ่งมักจะเป็นปรอทหรือแอลกอฮอล์ หลักการทำงานของเทอร์โมมิเตอร์ชนิดนี้ค่อนข้างเรียบง่าย

หลักการทำงาน

เมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้น ของเหลวภายในหลอดแก้วจะขยายตัว เนื่องจากโมเลกุลของของเหลวจะเคลื่อนที่เร็วขึ้นและต้องการพื้นที่มากขึ้นในการเคลื่อนที่ ดังนั้นระดับของเหลวในหลอดแก้วจึงสูงขึ้น และเมื่ออุณหภูมิลดลง ของเหลวจะหดตัวและระดับของเหลวก็จะลดลงตามไปด้วย โดยเราสามารถอ่านค่าอุณหภูมิได้จากระดับของเหลวที่สัมพันธ์กับมาตราส่วนที่กำหนดไว้บนหลอดแก้ว

การใช้งานเทอร์โมมิเตอร์แบบหลอดแก้ว เทอร์โมมิเตอร์แบบหลอดแก้วมักถูกนำมาใช้ในชีวิตประจำวัน เช่น

• วัดอุณหภูมิร่างกาย: เทอร์โมมิเตอร์ปรอทเคยเป็นที่นิยมใช้ในการวัดอุณหภูมิร่างกาย แต่ปัจจุบันนิยมใช้เทอร์โมมิเตอร์ดิจิทัลแทน เนื่องจากความปลอดภัย
• วัดอุณหภูมิของน้ำ: เช่น การต้มน้ำ การอาบน้ำ
• วัดอุณหภูมิห้อง: ใช้เพื่อตรวจสอบอุณหภูมิในห้องต่างๆ
• การทดลองทางวิทยาศาสตร์: ใช้ในการทดลองที่ไม่ต้องการความแม่นยำสูง

ข้อดีของเทอร์โมมิเตอร์แบบหลอดแก้ว

• ราคาถูก: เป็นเทอร์โมมิเตอร์ที่มีราคาประหยัดที่สุด
• ใช้งานง่าย: ไม่ต้องใช้พลังงานไฟฟ้า ใช้งานได้ง่าย ไม่ซับซ้อน
• ทนทาน: มีอายุการใช้งานค่อนข้างนาน
• ช่วงการวัดกว้าง: สามารถวัดอุณหภูมิได้ในช่วงที่ค่อนข้างกว้าง

ข้อเสียของเทอร์โมมิเตอร์แบบหลอดแก้ว

• ความแม่นยำ: อาจมีความคลาดเคลื่อนในการอ่านค่าได้บ้าง เนื่องจากการขยายตัวของแก้ว และการอ่านค่าที่อาศัยสายตา
• เปราะบาง: หลอดแก้วอาจแตกหักได้ง่าย
• อันตราย: หากหลอดแก้วแตก ปรอทอาจรั่วออกมา ซึ่งเป็นสารพิษ
• ไม่เหมาะกับการวัดอุณหภูมิที่เปลี่ยนแปลงเร็ว: เนื่องจากของเหลวใช้เวลาในการขยายตัวและหดตัว
• ไม่สามารถวัดอุณหภูมิที่สูงหรือต่ำมากได้: มีข้อจำกัดในช่วงของอุณหภูมิที่วัดได้

2.เทอร์โมมิเตอร์แบบไบเมทัล(Bimetallic thermometer)เป็นเครื่องมือวัดอุณหภูมิที่ทำงานโดยอาศัยหลักการขยายตัวของโลหะเมื่อได้รับความร้อน โดยภายในเทอร์โมมิเตอร์ชนิดนี้จะมีแผ่นโลหะสองชนิดที่แตกต่างกันติดกัน ซึ่งโลหะทั้งสองชนิดนี้จะมีอัตราการขยายตัวเมื่อได้รับความร้อนไม่เท่ากัน

หลักการทำงาน

เมื่ออุณหภูมิเปลี่ยนแปลง โลหะทั้งสองชนิดในแผ่นไบเมทัลจะขยายตัวไม่เท่ากัน ทำให้แผ่นโลหะโค้งงอ และการโค้งงอนี้จะถูกนำมาใช้ในการเคลื่อนเข็มชี้บนหน้าปัด เพื่อบอกค่าอุณหภูมิ

การใช้งานเทอร์โมมิเตอร์แบบไบเมทัล เทอร์โมมิเตอร์แบบไบเมทัลมักถูกนำมาใช้ในหลากหลายอุตสาหกรรม เช่น

• อุตสาหกรรมอาหาร: ใช้ในการวัดอุณหภูมิของเตาอบ หม้อต้ม หรืออาหารที่กำลังปรุง
• อุตสาหกรรมปิโตรเคมี: ใช้ในการวัดอุณหภูมิของท่อและถังเก็บ
• ระบบปรับอากาศ: ใช้ในการวัดอุณหภูมิของห้อง
• เครื่องจักรกล: ใช้ในการวัดอุณหภูมิของเครื่องจักร

ข้อดีของเทอร์โมมิเตอร์แบบไบเมทัล

• ทนทาน: โครงสร้างแข็งแรง ทนทานต่อการสั่นสะเทือน
• ไม่มีส่วนประกอบที่เปราะบาง: ไม่มีความเสี่ยงที่หลอดแก้วจะแตก
• อ่านค่าได้ง่าย: มีหน้าปัดแสดงค่าอุณหภูมิชัดเจน
• ไม่ต้องการพลังงาน: ไม่ต้องใช้แบตเตอรี่
• ราคาไม่แพง: มีราคาที่จับต้องได้

ข้อเสียของเทอร์โมมิเตอร์แบบไบเมทัล

• ความแม่นยำ: อาจมีความคลาดเคลื่อนในการอ่านค่าได้บ้าง
• ช่วงการวัด: ช่วงการวัดอุณหภูมิอาจจำกัดเมื่อเทียบกับเทอร์โมมิเตอร์ชนิดอื่น
• ได้รับผลกระทบจากแรงสั่นสะเทือน: การสั่นสะเทือนอาจทำให้ค่าที่อ่านได้คลาดเคลื่อน
• ไม่สามารถวัดอุณหภูมิที่เปลี่ยนแปลงเร็วได้อย่างแม่นยำ: เนื่องจากแผ่นไบเมทัลต้องใช้เวลาในการตอบสนองต่อการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ

3.เทอร์โมมิเตอร์แบบดิจิทัล(Digital thermometer)เป็นเครื่องมือวัดอุณหภูมิที่ได้รับความนิยมอย่างมากในปัจจุบัน เนื่องจากมีความแม่นยำสูง ใช้งานง่าย และมีฟังก์ชันการทำงานที่หลากหลาย

หลักการทำงาน

เทอร์โมมิเตอร์ดิจิทัลทำงานโดยอาศัยเซ็นเซอร์วัดอุณหภูมิ ซึ่งเมื่อสัมผัสกับความร้อน เซ็นเซอร์จะเปลี่ยนแปลงค่าความต้านทานไฟฟ้า หรือสร้างแรงดันไฟฟ้าออกมา ค่าที่ได้จะถูกส่งไปยังวงจรอิเล็กทรอนิกส์ภายในตัวเครื่อง เพื่อแปลงเป็นค่าตัวเลขแสดงผลบนหน้าจอดิจิทัล

การใช้งานเทอร์โมมิเตอร์แบบดิจิทัล เทอร์โมมิเตอร์ดิจิทัลมีการใช้งานที่หลากหลาย เช่น

• วัดอุณหภูมิร่างกาย: มีทั้งแบบสัมผัสและแบบไม่สัมผัส
• วัดอุณหภูมิอาหาร: เช่น เนื้อสัตว์ นม
• วัดอุณหภูมิของเหลว: เช่น น้ำ น้ำยาเคมี
• วัดอุณหภูมิในอุตสาหกรรม: เช่น การควบคุมอุณหภูมิในกระบวนการผลิต

เซ็นเซอร์ที่นิยมใช้ในเทอร์โมมิเตอร์ดิจิทัล ได้แก่

• เทอร์มิสเตอร์ (Thermistor): เป็นเซ็นเซอร์ที่ความต้านทานจะเปลี่ยนแปลงไปตามอุณหภูมิ
• เทอร์โมคัปเปิล (Thermocouple): เป็นเซ็นเซอร์ที่สร้างแรงดันไฟฟ้าเมื่อมีอุณหภูมิแตกต่างกันระหว่างปลายโลหะสองชนิด
• RTD (Resistance Temperature Detector): เป็นเซ็นเซอร์ที่ความต้านทานจะเพิ่มขึ้นตามอุณหภูมิที่สูงขึ้น

ข้อดีของเทอร์โมมิเตอร์แบบดิจิทัล

• ความแม่นยำสูง: ให้ค่าที่แม่นยำกว่าเทอร์โมมิเตอร์แบบอื่นๆ
• อ่านค่าได้ง่าย: ผลลัพธ์แสดงเป็นตัวเลขบนหน้าจอ
• ฟังก์ชันหลากหลาย: บางรุ่นสามารถบันทึกข้อมูล เปลี่ยนหน่วยวัด และตั้งค่าปลุกได้
• ขนาดเล็ก พกพาสะดวก: เหมาะสำหรับใช้งานในหลายสถานการณ์
• ตอบสนองเร็ว: แสดงผลค่าอุณหภูมิได้รวดเร็ว

ข้อเสียของเทอร์โมมิเตอร์แบบดิจิทัล

• ราคาสูงกว่า: เมื่อเทียบกับเทอร์โมมิเตอร์แบบอื่นๆ
• ต้องใช้แบตเตอรี่: อาจต้องเปลี่ยนแบตเตอรี่เป็นระยะ
• อาจได้รับผลกระทบจากสัญญาณรบกวน: ในบางกรณีอาจทำให้ค่าที่อ่านได้คลาดเคลื่อน

4.เทอร์โมมิเตอร์อินฟราเรด (Infrared thermometer) หรือที่เรียกกันทั่วไปว่า ปืนวัดอุณหภูมิ เป็นเครื่องมือวัดอุณหภูมิที่ทำงานโดยอาศัยหลักการของรังสีอินฟราเรด (Infrared) ซึ่งเป็นรังสีความร้อนที่วัตถุทุกชนิดปล่อยออกมา โดยไม่จำเป็นต้องสัมผัสกับวัตถุที่ต้องการวัด

หลักการทำงาน

• การปล่อยรังสีอินฟราเรด: ทุกวัตถุที่มีอุณหภูมิสูงกว่าศูนย์สัมบูรณ์จะปล่อยรังสีอินฟราเรดออกมา
• การรับรังสี: เทอร์โมมิเตอร์อินฟราเรดจะรับรังสีอินฟราเรดที่ปล่อยออกมาจากวัตถุ
• การแปลงสัญญาณ: รังสีอินฟราเรดที่ได้รับจะถูกแปลงเป็นสัญญาณไฟฟ้า
• การแสดงผล: สัญญาณไฟฟ้าจะถูกประมวลผลและแสดงผลเป็นค่าอุณหภูมิบนหน้าจอ

การใช้งานเทอร์โมมิเตอร์อินฟราเรด

• อุตสาหกรรม: ใช้ตรวจสอบอุณหภูมิของเครื่องจักร เครื่องยนต์ และกระบวนการผลิต
• การแพทย์: ใช้ตรวจวัดอุณหภูมิร่างกาย
• การบำรุงรักษา: ใช้ตรวจสอบอุณหภูมิของมอเตอร์ เบรก และอุปกรณ์ไฟฟ้า
• งานวิจัย: ใช้ในการทดลองทางวิทยาศาสตร์
• ครัวเรือน: ใช้ตรวจสอบอุณหภูมิของอาหาร หรืออุณหภูมิในห้อง

ข้อดีของเทอร์โมมิเตอร์อินฟราเรด

• วัดอุณหภูมิได้รวดเร็ว: ให้ผลลัพธ์เกือบจะทันที
• ไม่ต้องสัมผัสวัตถุ: เหมาะสำหรับวัดอุณหภูมิของวัตถุที่ร้อนจัด หรืออยู่ในสภาวะที่เข้าถึงยาก
• ปลอดภัย: ไม่มีความเสี่ยงที่จะเกิดการปนเปื้อนหรือความเสียหายต่อวัตถุ
• หลากหลายการใช้งาน: สามารถวัดอุณหภูมิของวัตถุได้หลากหลายประเภท ทั้งของแข็ง ของเหลว และก๊าซ

ข้อจำกัดของเทอร์โมมิเตอร์อินฟราเรด

• วัดอุณหภูมิผิวหน้า: วัดได้เฉพาะอุณหภูมิของผิวหน้า ไม่สามารถวัดอุณหภูมิภายในได้
• ได้รับผลกระทบจากค่าการแผ่รังสี: วัตถุประเภทต่างๆ มีค่าการแผ่รังสีไม่เท่ากัน ทำให้ค่าที่อ่านได้อาจมีความคลาดเคลื่อน
• ได้รับผลกระทบจากสภาพแวดล้อม: ความชื้น ฝุ่นละออง และอุณหภูมิโดยรอบอาจส่งผลต่อความแม่นยำของการวัด
• ราคาค่อนข้างสูง: เมื่อเทียบกับเทอร์โมมิเตอร์ชนิดอื่นๆ

5.เทอร์โมคัปเปิล ( Thermocouple )เป็นเซ็นเซอร์วัดอุณหภูมิชนิดหนึ่งที่ทำงานโดยอาศัยหลักการทางไฟฟ้า เมื่อมีการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิที่จุดเชื่อมต่อของโลหะสองชนิดที่แตกต่างกัน จะเกิดแรงเคลื่อนไฟฟ้าขึ้น ซึ่งสามารถนำไปวัดและแปลงเป็นค่าอุณหภูมิได้

หลักการทำงาน

• จุดเชื่อมต่อ (Junction): เทอร์โมคัปเปิลประกอบด้วยลวดโลหะสองชนิดที่แตกต่างกัน เช่น นิกเกิล-โครเมียม (NiCr) และนิกเกิล-อัลลอยด์ (NiAl) เมื่อนำปลายทั้งสองของโลหะทั้งสองชนิดมาเชื่อมต่อกัน จะเกิดจุดเชื่อมต่อขึ้น
• ผลซีแบ็ก (Seebeck effect): เมื่อจุดเชื่อมต่อนี้สัมผัสกับอุณหภูมิที่แตกต่างกัน จะเกิดแรงเคลื่อนไฟฟ้าขึ้นที่เรียกว่าแรงเคลื่อนไฟฟ้าซีแบ็ก (Seebeck emf)
• การวัดแรงเคลื่อนไฟฟ้า: แรงเคลื่อนไฟฟ้าที่เกิดขึ้นจะถูกวัดโดยเครื่องมือวัดที่เรียกว่า มิลิโวลต์มิเตอร์ (Millivoltmeter)
• การแปลงเป็นค่าอุณหภูมิ: ค่าแรงเคลื่อนไฟฟ้าที่วัดได้จะถูกนำไปเปรียบเทียบกับตารางมาตรฐานของเทอร์โมคัปเปิลแต่ละชนิด เพื่อหาค่าอุณหภูมิที่สอดคล้องกัน

การใช้งานเทอร์โมคัปเปิล เทอร์โมคัปเปิลถูกนำไปใช้ในหลากหลายอุตสาหกรรม เช่น

• อุตสาหกรรมปิโตรเคมี: วัดอุณหภูมิของกระบวนการผลิต
• อุตสาหกรรมเหล็กกล้า: วัดอุณหภูมิของเตาหลอม
• อุตสาหกรรมอาหาร: วัดอุณหภูมิของอาหารที่ผ่านกระบวนการแปรรูป
• งานวิจัย: วัดอุณหภูมิในห้องปฏิบัติการ
• เครื่องยนต์: วัดอุณหภูมิของเครื่องยนต์

ประเภทของเทอร์โมคัปเปิล เทอร์โมคัปเปิลมีหลายชนิด โดยแต่ละชนิดจะมีโลหะที่แตกต่างกันและช่วงการวัดอุณหภูมิที่แตกต่างกัน เช่น

• Type K: นิยมใช้กันอย่างแพร่หลาย เนื่องจากมีช่วงการวัดที่กว้างและราคาไม่แพง
• Type J: มีช่วงการวัดที่ต่ำกว่า Type K
• Type T: เหมาะสำหรับวัดอุณหภูมิต่ำ
• Type E: มีความไวต่อการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิสูง

ข้อดีของเทอร์โมคัปเปิล

• ช่วงการวัดกว้าง: สามารถวัดอุณหภูมิได้ทั้งต่ำและสูงมาก
• ตอบสนองต่อการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิได้รวดเร็ว: เหมาะสำหรับการวัดอุณหภูมิที่เปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็ว
• ทนทาน: สามารถใช้งานในสภาพแวดล้อมที่รุนแรงได้
• ขนาดเล็ก: เหมาะสำหรับติดตั้งในพื้นที่จำกัด
• ไม่มีชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหว: ทำให้มีความทนทานสูง

ข้อจำกัดของเทอร์โมคัปเปิล

• ความแม่นยำ: อาจมีความคลาดเคลื่อนในการวัดได้บ้าง
• ได้รับผลกระทบจากสภาพแวดล้อม: อุณหภูมิโดยรอบ ความชื้น และสภาวะทางเคมีอาจส่งผลต่อการวัด
• ต้องใช้เครื่องมือวัดเพิ่มเติม: ต้องใช้มิลิโวลต์มิเตอร์เพื่อวัดแรงเคลื่อนไฟฟ้า
• ค่าใช้จ่าย: อาจมีราคาสูงกว่าเซ็นเซอร์วัดอุณหภูมิชนิดอื่นๆ

6.เทอร์มิสเตอร์ (Thermistor) คืออุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ชนิดหนึ่งที่ทำหน้าที่เป็นตัวต้านทาน (Resistor) โดยค่าความต้านทานของเทอร์มิสเตอร์จะเปลี่ยนแปลงไปตามอุณหภูมิที่เปลี่ยนแปลงไป ทำให้อุปกรณ์ชิ้นนี้ถูกนำไปใช้เป็นเซ็นเซอร์วัดอุณหภูมิได้อย่างมีประสิทธิภาพ

หลักการทำงาน

วัสดุ: เทอร์มิสเตอร์ทำจากวัสดุเซมิคอนดักเตอร์ที่มีความต้านทานสูง เช่น ออกไซด์ของโลหะต่างๆ

ความต้านทานเปลี่ยนแปลงตามอุณหภูมิ: เมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้น โมเลกุลของวัสดุจะเคลื่อนที่เร็วขึ้น ทำให้การเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนที่เป็นตัวนำกระแสไฟฟ้าเกิดความยากลำบากขึ้น ส่งผลให้ความต้านทานเพิ่มขึ้น หรือลดลง ขึ้นอยู่กับชนิดของเทอร์มิสเตอร์

ประเภทของเทอร์มิสเตอร์

เทอร์มิสเตอร์ NTC (Negative Temperature Coefficient): เป็นเทอร์มิสเตอร์ที่ความต้านทานจะลดลงเมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้น นิยมใช้ในการวัดอุณหภูมิทั่วไป เช่น ในเครื่องปรับอากาศ ตู้เย็น และเซ็นเซอร์วัดอุณหภูมิในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ต่างๆ

เทอร์มิสเตอร์ PTC (Positive Temperature Coefficient): เป็นเทอร์มิสเตอร์ที่ความต้านทานจะเพิ่มขึ้นเมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้น นิยมใช้ในการป้องกันกระแสไฟฟ้าเกิน เช่น ในฟิวส์รีเซ็ตตัวเอง และตัวจำกัดกระแสกระชากในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์

ข้อดีของเทอร์มิสเตอร์

ความแม่นยำสูง: สามารถวัดอุณหภูมิได้อย่างแม่นยำ

ขนาดเล็ก: เหมาะสำหรับการใช้งานในพื้นที่จำกัด

ราคาถูก: เมื่อเทียบกับเซ็นเซอร์วัดอุณหภูมิชนิดอื่นๆ

ตอบสนองต่อการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิได้รวดเร็ว: เหมาะสำหรับการใช้งานที่ต้องการความรวดเร็วในการวัด

ข้อจำกัดของเทอร์มิสเตอร์

ช่วงการวัด: ช่วงอุณหภูมิที่วัดได้อาจมีจำกัด

ความไวต่อความชื้น: ความชื้นอาจส่งผลต่อค่าความต้านทาน

ค่าความต้านทานไม่เป็นเชิงเส้น: กราฟความสัมพันธ์ระหว่างความต้านทานกับอุณหภูมิอาจไม่เป็นเส้นตรง

การใช้งานเทอร์มิสเตอร์

อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์: ใช้ในวงจรควบคุมอุณหภูมิ เช่น เครื่องปรับอากาศ ตู้เย็น

เครื่องมือวัด: ใช้เป็นส่วนประกอบในเครื่องมือวัดอุณหภูมิ

อุปกรณ์ทางการแพทย์: ใช้ในอุปกรณ์วัดอุณหภูมิร่างกาย

อุตสาหกรรม: ใช้ในการควบคุมกระบวนการผลิตที่เกี่ยวข้องกับอุณหภูมิ

7.กาลิเลโอเทอร์โมมิเตอร์ ( Galileo Thermometer ) เป็นเครื่องมือวัดอุณหภูมิที่ได้รับความนิยมอย่างมาก ด้วยดีไซน์ที่สวยงามและหลักการทำงานที่น่าสนใจ ทำให้เป็นทั้งเครื่องมือวัดและของตกแต่งบ้านที่น่าสนใจ

หลักการทำงาน

กาลิเลโอเทอร์โมมิเตอร์ประกอบด้วยหลอดแก้วใสที่บรรจุของเหลวชนิดหนึ่ง ซึ่งมักจะเป็นน้ำมันหรือแอลกอฮอล์ ภายในหลอดแก้วจะมีลูกบอลแก้วขนาดและน้ำหนักแตกต่างกันหลายลูก แต่ละลูกมีป้ายบอกอุณหภูมิที่แตกต่างกัน ลูกบอลเหล่านี้ทำจากแก้วและบรรจุของเหลวที่มีความหนาแน่นต่างกัน หลักการทำงานขึ้นอยู่กับความหนาแน่นของของเหลว

• เมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้น: ของเหลวในหลอดแก้วจะขยายตัว ทำให้ความหนาแน่นลดลง ลูกบอลแก้วที่มีความหนาแน่นมากกว่าของเหลวจะค่อยๆ จมลง
• เมื่ออุณหภูมิลดลง: ของเหลวในหลอดแก้วจะหดตัว ทำให้ความหนาแน่นเพิ่มขึ้น ลูกบอลแก้วที่มีความหนาแน่นน้อยกว่าของเหลวจะค่อยๆ ลอยขึ้น

การอ่านค่าอุณหภูมิ

• ลูกบอลลอยสูงสุด: อุณหภูมิจะต่ำกว่าค่าที่ระบุบนลูกบอลที่ลอยสูงสุด
• ลูกบอลจมลงทั้งหมด: อุณหภูมิจะสูงกว่าค่าที่ระบุบนลูกบอลที่จมลงล่างสุด
• มีลูกบอลลอยปะปนกับลูกบอลที่จม: อุณหภูมิจะอยู่ระหว่างค่าที่ระบุบนลูกบอลทั้งสอง

ข้อดีของกาลิเลโอเทอร์โมมิเตอร์

• สวยงาม: เป็นของตกแต่งบ้านที่สวยงามและมีเอกลักษณ์
• ใช้งานง่าย: ไม่ต้องใช้พลังงานไฟฟ้า
• แสดงผลที่ชัดเจน: สามารถเห็นการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิได้อย่างชัดเจน
• ปลอดภัย: ไม่มีส่วนประกอบที่เป็นอันตราย
• หลักการทำงานง่าย: เหมาะสำหรับใช้ในการเรียนรู้หลักการทางฟิสิกส์เกี่ยวกับความหนาแน่นและอุณหภูมิ

ข้อจำกัดของกาลิเลโอเทอร์โมมิเตอร์

• ความแม่นยำ: ไม่มีความแม่นยำสูงเท่าเทอร์โมมิเตอร์ดิจิทัล
• ช่วงการวัดจำกัด: มักจะวัดอุณหภูมิได้ในช่วงแคบๆ
• ได้รับผลกระทบจากการสั่นสะเทือน: การสั่นสะเทือนอาจทำให้ลูกบอลแก้วเคลื่อนที่และทำให้การอ่านค่าผิดพลาด
• ไม่เหมาะสำหรับการวัดอุณหภูมิที่เปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็ว: เนื่องจากลูกบอลแก้วใช้เวลาในการปรับตัวตามการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ

วิธีการอ่านค่าเทอร์โมมิเตอร์

1. เตรียมความพร้อม

• ตรวจสอบเทอร์โมมิเตอร์: ตรวจสอบให้แน่ใจว่าเทอร์โมมิเตอร์อยู่ในสภาพดี ไม่มีรอยแตกหรือชำรุด
• เลือกเทอร์โมมิเตอร์ให้เหมาะสม: เลือกเทอร์โมมิเตอร์ที่เหมาะสมกับวัตถุที่ต้องการวัด เช่น เทอร์โมมิเตอร์วัดไข้ เทอร์โมมิเตอร์อาหาร
• ทำความสะอาดเทอร์โมมิเตอร์: ทำความสะอาดเทอร์โมมิเตอร์ก่อนใช้งาน เพื่อให้ได้ผลการวัดที่แม่นยำ

2. การจุ่มหรือสัมผัส

• จุ่มเทอร์โมมิเตอร์: สำหรับการวัดอุณหภูมิของของเหลว ให้จุ่มส่วนที่เป็นเซ็นเซอร์วัดอุณหภูมิลงในของเหลวที่ต้องการวัด
• สัมผัสวัตถุ: สำหรับการวัดอุณหภูมิของวัตถุแข็ง ให้สัมผัสเซ็นเซอร์วัดอุณหภูมิกับวัตถุโดยตรง

3. รอจนค่าคงที่

• รอจนกระทั่งค่าที่แสดงบนเทอร์โมมิเตอร์คงที่ ไม่เปลี่ยนแปลงอีก

4. อ่านค่า

• เทอร์โมมิเตอร์แบบปรอทหรือแอลกอฮอล์: อ่านค่าที่ระดับของของเหลวสัมผัสกับเส้นแบ่งที่บอกค่าอุณหภูมิ
• เทอร์โมมิเตอร์ดิจิทัล: อ่านค่าที่แสดงบนหน้าจอ

ข้อควรระวังในการอ่านค่า

• ระดับสายตา: ขณะอ่านค่า ให้ระดับสายตาอยู่เสมอกับระดับของของเหลวในเทอร์โมมิเตอร์ เพื่อป้องกันการอ่านค่าผิดพลาด
• การสั่นสะเทือน: หลีกเลี่ยงการสั่นสะเทือนขณะอ่านค่า
• เวลา: รอให้ค่าคงที่ก่อนอ่านค่า เพื่อให้ได้ผลการวัดที่แม่นยำ
• ประเภทของเทอร์โมมิเตอร์: แต่ละชนิดของเทอร์โมมิเตอร์อาจมีวิธีการอ่านค่าที่แตกต่างกันเล็กน้อย ควรอ่านคู่มือการใช้งานประกอบ

วิธีการดูแลรักษาเทอร์โมมิเตอร์

• การทำความสะอาด: เช็ดทำความสะอาดเทอร์โมมิเตอร์ด้วยผ้านุ่มชุบน้ำหรือแอลกอฮอล์เพื่อขจัดคราบสกปรกหลังการใช้งาน ควรหลีกเลี่ยงการใช้สารเคมีที่อาจกัดกร่อนอุปกรณ์
• การเก็บรักษา: เก็บเทอร์โมมิเตอร์ในที่ที่แห้งและเย็น หลีกเลี่ยงการเก็บในที่ที่มีความร้อนสูงหรือชื้น
• การสอบเทียบ: ควรสอบเทียบเทอร์โมมิเตอร์อย่างสม่ำเสมอเพื่อให้แน่ใจว่าการวัดยังคงมีความแม่นยำ การสอบเทียบควรทำตามคู่มือของผู้ผลิต
• การป้องกันการกระแทก: เทอร์โมมิเตอร์บางประเภท เช่น เทอร์โมมิเตอร์ปรอท อาจเกิดความเสียหายจากการกระแทกได้ง่าย ควรจัดการด้วยความระมัดระวังและเก็บไว้ในที่ที่ปลอดภัย
• การตรวจสอบสภาพ: ตรวจสอบเทอร์โมมิเตอร์อย่างสม่ำเสมอว่ามีรอยร้าวหรือความเสียหายอื่น ๆ หากพบความเสียหาย ควรเปลี่ยนใหม่ทันทีเพื่อความแม่นยำในการวัด
• การใช้งานตามคู่มือ: ปฏิบัติตามคำแนะนำการใช้งานและการดูแลรักษาที่ระบุในคู่มือผู้ผลิต เพื่อป้องกันการเสียหายและรักษาประสิทธิภาพของเทอร์โมมิเตอร์

ข้อระวังในการใช้เทอร์โมมิเตอร์

• อย่าใช้งานเทอร์โมมิเตอร์ปรอทที่แตกหัก: หากเทอร์โมมิเตอร์ปรอทแตกหัก ควรหยุดใช้งานทันที เพราะปรอทเป็นสารพิษที่สามารถทำอันตรายต่อสุขภาพได้
• หลีกเลี่ยงการกระแทกหรือทิ้งเทอร์โมมิเตอร์: เทอร์โมมิเตอร์บางประเภท เช่น เทอร์โมมิเตอร์แก้ว สามารถแตกหักได้ง่ายเมื่อถูกกระแทก ควรจัดการอย่างระมัดระวัง
• เก็บให้ห่างจากมือเด็ก: เทอร์โมมิเตอร์ที่มีส่วนประกอบเป็นสารเคมีควรเก็บให้พ้นมือเด็ก เพื่อป้องกันการเผลอกลืนหรือสัมผัสสารอันตราย
• ห้ามจุ่มเทอร์โมมิเตอร์ลงในของเหลวที่ร้อนจัด: ไม่ควรใช้เทอร์โมมิเตอร์วัดอุณหภูมิของของเหลวที่มีอุณหภูมิสูงเกินกว่าขีดจำกัดที่ระบุในคู่มือผู้ผลิต เพื่อป้องกันการเสื่อมสภาพหรือความเสียหาย
• ตรวจสอบและสอบเทียบ: ควรตรวจสอบเทอร์โมมิเตอร์ก่อนใช้งานทุกครั้ง และสอบเทียบเป็นระยะ ๆ เพื่อให้แน่ใจว่าการวัดอุณหภูมิมีความแม่นยำ
• ทำความสะอาดหลังการใช้งาน: ทำความสะอาดเทอร์โมมิเตอร์ด้วยผ้านุ่มและสารทำความสะอาดที่เหมาะสม เพื่อป้องกันการสะสมของเชื้อโรคหรือสิ่งสกปรก
• ปฏิบัติตามคำแนะนำจากผู้ผลิต: อ่านและปฏิบัติตามคำแนะนำจากผู้ผลิตอย่างเคร่งครัด เพื่อการใช้งานที่ปลอดภัยและยืดอายุการใช้งานของเทอร์โมมิเตอร์