Thermometer

Ein Thermometer ist ein Gerät zur Temperaturmessung. Es besitzt eine kalibrierte und geeichte Temperaturskala. Man unterscheidet zwischen Berührungsthermometern und Geräten zur berührungslosen Temperaturmessung. Berührungsthermometer verlangen einen direkten Wärmeübergang vom Objekt zum Thermometer, weswegen man dessen Wärmekapazität grundsätzlich möglichst klein halten muss, um eine Verfälschung der Messwerte zu verhindern. Man muss bei der Temperaturmessung darauf achten, dass die Umgebungstemperatur keinen zu großen Einfluss auf die Temperaturfühler hat. Man unterscheidet verschiedene Typen von Thermometern.

1. Ausdehnugsthermometer

Man zählt hierzu das häufig eingesetzte Flüssigkeitsglasthermometer. Bei dieser Form der Temperaturmessung nutzt man die temperaturabhängige  Volumenänderung einer Flüssigkeit (beispielsweise Alkohol) in einer Glaskapillare. Die Flüssigkeit dehnt sich bei Erwärmung aus und steigt in einer dünnen Glaskapilare empor, welche mit einer Skala versehen ist. Ausser Alkohol setzt man in derartigen Thermometer auch Quecksilber (Messbereich –39° bis +630°C). Früher wurde Quecksilber in vielen Messgeräten eingesetzt wie zum Beispiel in Druckmessgeräten (früher gab man den Druck auch in mmHg - Millimeter Quecksilbersäule). Die Messgenauigkeit bei Quecksilberthermometern liegt bei 5 mK.

Neben dem großen Temperatureinsatzbereich hat Quecksilber als thermometrische Flüssigkeit den Vorteil eines konstanten Ausdehnungskoeffizientens. Dies ist bei den meisten organischen Flüssigkeiten wie Ethanol, Toluol oder Isopentan nicht der Fall, sodass keine lineare Skala verwendet werden kann.

2. Widerstandsthermometer

Bei einem Thermometer diesen Types nutzt man die Eigenschaften von metallischen Leitern aus. Bei erhöhter Temperatur nimmt der elektrische Widerstand eines metallischen Leiters zu. Hohe Präzision erreicht man mit Platin, Eisen-Rhodium und Germanium-Widerstandthermometern. Der Temperaturbereich dieser Thermometer liegt zwischen 1 K und 1340 K.

3. Thermoelement

Dieses ist das am häufigsten benutzte elektrische Thermometer mit einem Temperaturmessbereich von 1 K bis 3000 K. Die Messungenauigkeit ist zwar größer als die von Widerstandsthermometern Thermoelemente sind aber einfacher herzustellen, räumlich sehr klein, haben kürzere Ansprechzeiten und zur Messung braucht man nur ein hochohmiges Voltmeter.

 

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