온도계란?
온도계는 온도를 측정하는 계측기를 말합니다.
온도의 변화에 따라 물리적 특성의 변화(열팽창, 전기저항, 적외선) 등 물리현상을 이용하여 온도를 측정합니다.
일반적으로 온도를 측정하는 것을 온도계라 부르나 생체의 온도를 측정하는 체온계 등 특정 용도에 따라 이름 붙어진 것도 있습니다.
온도계와 체온계의 차이점
기본적으로 액체를 사용하는 온도계는 액체가 팽창하는 모양을 유리 밖에서 볼 수 있도록 되어있어 원리는 같습니다.
온도계는 온도 측정범위가 넓게 된 반면 체온계는 유효한 범위(섭씨 약 32~43도)입니다.
또한 체온계는 측정 후 몸에서 떨어져도 측정된 온도가 실내 온도에 의해 변하지 않도록
즉, 액체가 저장고로 역류하지 않도록 가는 관이 고안 적용되어 있습니다.
체온계의 측정 범위는 체온으로 유효한 범위다.
온도계/체온계의 원리
온도계에는 액체의 팽창, 금속의 팽창, 금속의 전기저항 및 적외선 등을 이용한 것이 있습니다.
열팽창을 이용한 온도계
물질은 온도가 변화하면 수축, 팽창하기 때문에 이 변화를 이용하여 온도를 측정할 수도 있습니다.
기체의 열팽창을 이용한 기체온도계는 취급이 어려워 특별한 용도로 사용되며,
일반적으로는 액체나 고체의 열팽창을 이용한 온도계를 사용합니다.
유리 온도계나 부르드 관식(Bourdon) 온도계는 알코올 혹은 수은의 열팽창을 이용한 것이며,
바이메탈식 온도계는 금속의 열 팽창을 이용한 것입니다.
열팽창을 이용한 온도계 중
1) 수은 온도계는
열기가 수은에 전달되면 수은이 팽창하는 성질을 이용한 것으로 모체나 판에 눈금을 설정 체온계 등에 널리 사용되었습니다.
2) 알코올 온도계는
온도가 올라가면 알코올이 팽창하는 성질을 이용한 것으로 판에 눈금을 부착하여 가정용 온도계로 사용되고 있습니다.
열전 온도계
두 가지의 서로 다른 금속선을 접속했을 때 두 개의 접점온도가 다르면 미세한전기가 발생하는데
이 기전력을 이용하여 온도를 측정하며, 이 접합된 금속을 열전대라고 부릅니다.
저항 온도계
금속선이나 반도체 등의 전기저항은 일반적으로 온도에 따라 변화하므로, 그 관계를 알고 있으면 전기저항을 측정해서 온도를 알 수 있습니다.
이와 같은 원리의 온도계를 저항 온도계라고 합니다. 저항체로서는 백금선·니켈선·동선·서미스터 등이 쓰입니다.
열 방사를 이용한 온도계
온도를 갖고있는 물체는 열을 방사합니다. 열을 밖으로 뿜어내죠. 물체의 표면에서 방사되는 열에너지는 그 표면 온도에 따라 다릅니다.
이것을 이용해서 물체의 표면 온도를 측정하는 온도계를 가리켜 열방사를 이용한 온도계라고 하며 비접촉식 체온계라 부르기도 합니다.
온도 표시방식에 의한 분류
아날로그(analogue) 방식
수은 체온계
액체와 기체의 열팽창에 의해 측정되고 각인되어 있는 눈금으로부터 체온을 읽어냅니다.
측정 액체로는 수은이 일자형으로 주로 만들어져 있으며 오랫동안 사용되어 왔었으나 사용 전 눈금의 최저 온도로 돌려 놓기 위해
강하게 뿌리는 동작을 하면서 파손이 되고 유리가 깨져 수은이 유출되는등의 안전성문제로 지금은 사용되지 않고 있습니다.
디지털(digital) 방식
디지털 전자 체온계 귓속형 체온계
저항체, 써미스타, 열전대, 적외선 검출 회로로 얻은 신호를 증폭, 제어하는 마이크로 컴퓨터를 장착한 전자회로로 측정, 표시 장치로 나타냅니다.
측정부 모양은 아날로그 방식과 유사하여 가는 봉 형태가 많으며, 체온은 소형 액정 표시장치 등을 통해 읽어냅니다.
전자회로가 있기 때문에 코인전지나 건전지가 들어갑니다. 가정이나 병, 의원에서도 체온측정의 주류를 이루고 있습니다.
디지털 체온계를 뜯어본 적 있나요?
디지털 체온계의 내부구조
온도계와 체온계의 차이,
온도를 측정하는 원리를 잘 이해했나요?