열역학-다양한 온도측정법

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온도에 따라서 액체의 수축 팽창을 이용한 것 외에 고온의 재료등의 온도측정에는 여러 가지 측정원리의 온도계가 사용된다. 온도를 측정하는 방법을 대별하면 접촉법과 무접촉법의 두가지가 있다. 접촉법은 측정하고자 하는 물체에 측정기의 검출부를 직접 접촉시켜서 양자 사이에 열접촉을 행하게 하여 평형하게 되었을 때의 검출부의 온도에서 대상물의 온도를 정하는 것이고 무접촉법은 측정할 물체에서의 열복사의 강도를 측정하여 온도를 알게 하는 방법이다. 온도계는 크게 세 가지 종류로 나눌 수 있는데 역학적 온도계와 전기적 온도계, 복사 온도계 등으로 나눌 수 있다.
역학적 온도계는 물체의 열역학적 성질, 특히 열팽창이나 온도에 따른 압력변화를 측정하여 그 물체에 접촉하는 물체의 온도를 판정하는 온도계로 팽창식.압력식 온도계라고도 한다. 수은온도계, 알코올온도계 등 액체온도계가 대표적이며, 그 밖에 바이메탈을 이용한 온도계 등이 있다. 또 압력식 온도계는 일정한 부피의 그릇 안에 봉해 넣은 액체, 기체의 압력변화에 의해 온도를 판정하는 것으로 액체로는 수은, 기체로는 공기, 질소, 아르곤, 헬륨 등이 쓰인다. 그리고 전기적 온도계는 온도와 함께 변하는 전기적 양을 측정하여 온도를 판정하는 것으로 열전쌍의 기전력이 접점의 온도차에 의해 정해지는 것을 이용한 열전온도계와 금속, 반도체의 전기저항이 온도에 따라 바뀌는 것을 이용한 저항온도계가 있다. 측정범위가 액체온도계보다 넓고, 정밀도도 높다. 특히 백금-백금로듐 열전쌍이나 백금을 이용한 저항온도계는 500C이상의 고온체의 온도를 재는데 적합하다. 복사온도계는 고온체에서 나오는 복사선이 그 온도에 의해서 결정된다는 사실을 이용한 것으로 고온체의 복사를 수열판에 모아 그 온도를 측정함으로써 간접적으로 고온체의 온도를 판정하는 것이다. 복사선 중 가시광선의 휘도로 온도를 판정하는 광온도계, 광전관을 사용하여 고온체에서 복사를 광전류로 바꾸어 온도를 판정하는 광전관 온도계, 상온이나 저온도 측정 가능한 적외선 온도계 등이 있다. 그 어느 것이나 대상 물체에 직접 닿지 않아도 온도를 판정 할 수 있어서 공업방면에 널리 사용된다.

참고 자료

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