氣象儀器系列(一):溫度計

你家中有溫度計嗎?哪種溫度計準確性最高?

溫度計是家居最常見的氣象儀器,市面常見的溫度計有水銀溫度計、酒精溫度計、指針溫度計、電子溫度計及紅外線溫度計。前兩者把水銀或已染色(一般為紅色或藍色)酒精注入內壁極幼的玻璃管中,利用液體冷縮熱脹的原理,在玻璃管上刻上讀數顯示溫度變化。

水銀溫度計與酒精溫度計最主要分別在量度溫度的範圍。由於水銀沸點達攝氏356度而酒精沸點只有78度,因此水銀溫度計可以量度高溫。另一方面,水銀熔點只有-38度而酒精熔點達-117度,因此在嚴寒的兩極,水銀溫度計便無法發揮作用,此時酒精溫度計便大派用場。

此外,水銀冷縮熱脹的幅度較酒精大,對溫度變化較敏感,可以監察較微小之溫度變化。但水銀有毒而且污染環境,假如溫度計不慎被打破,需要特別處理。

另一種常見的溫度計是指針溫度計,體積比水銀溫度計或酒精溫度計小得多。指針溫度計一般由兩塊不同金屬片組合而成,利用兩種金屬冷縮熱脹的程度不同,令金屬片出現彎曲,將指針推向不同方向顯示溫度變化。

而電子溫度計則利用熱電偶測量溫度變化。將兩種不同材料的導體串連成一個閉合回路,當兩個接點電溫度出現差異時,在回路中會産生熱電動勢及電流,再將電流轉化為溫度讀數。

近年紅外線溫度計開始盛行,主要用作量度人體溫度。紅外線溫度計利用物體溫度越高發出紅外線能量越多的原理,收集物體發出的紅外線能量、轉化為電子信號並將其放大,最後顯示為溫度讀數。雖然紅外線溫度計使用方便,但不能量度反射表面的溫度。

每種溫度計都有優點及缺點,水銀及酒精溫度計準確性最高,但體積較大,使用較為不便,有時更要在兩個刻度間估計讀數。電子及紅外線溫度計使用方便,但由於電子零件設計的局限性,量度時會產生少許誤差。對一般市民而言,誤差在攝氏1度以內已相當理想。至於指針溫度計準確性較低,多用作家居裝飾,讀數只供參考。

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