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ENGLISH
18-09-2025-Mechanical Measurements-Contact Methods for Temperature Measurements-[EN]-[IT]
With this post, I would like to provide a brief introduction to the topic mentioned above.
(lesson/article code: EX_62)
Image created with artificial intelligence, Microsoft Copilot software used
Introduction
Technically, temperature is a measure of the average kinetic energy of particles in a body. The relationship is that the greater the thermal agitation of the particles, the higher the temperature.
Temperature is a scalar quantity that can be measured with instruments that compare it to a standard.
We can say that temperature is a thermodynamic quantity that describes the energy state of a system.
Main Contact Methods for Temperature Measurement
First, let's clarify the concept of contact.
As can easily be deduced, when we talk about "contact methods for temperature measurement," we mean that the measuring device must be physically in contact with the object whose temperature we want to know.
In this case, the contact exchanges heat with the object being measured and achieves thermal equilibrium. Contact also serves to provide an accurate temperature reading.
Image created with artificial intelligence, the software used is Napkin.ai
Below is a list of the main contact methods for taking temperature measurements:
-Thermocouples
-Resistance thermometers
-Thermistors
-Liquid thermometers
-Bimetallic thermometers
Thermocouples
Thermocouples are devices that generate an electrical voltage proportional to the temperature difference between two junctions of dissimilar metals. The operating principle of thermocouples is based on the Seebeck effect. Thermocouples have the advantage of being able to measure a wide temperature range and have a rapid response, but they have moderate accuracy and are susceptible to electrical interference.
Below is an image of a thermocouple.
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Resistance Thermometers
Resistance thermometers are based on the properties of certain materials. Their operating principle is based on the fact that the electrical resistance of some materials varies predictably with temperature, such as platinum.
The advantages of a resistance thermometer are that they are highly accurate, but compared to thermocouples, they are more expensive and have a slower response.
Below is an image of a resistance thermometer.
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Thermistors
Thermistors are similar to resistance thermometers, but with semiconductor materials that exhibit much more marked resistance variations with temperature.
Essentially, they use semiconductor materials whose resistance varies significantly with temperature. There are two types: NTC and PTC. In NTC thermistors, resistance decreases as temperature increases, while in PTC thermistors, resistance increases as temperature increases.
Thermistors have the advantage of high sensitivity and low cost, but they have a limited temperature range.
Below is an image of a thermistor.
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Liquid Thermometers
Liquid thermometers are based on the operating principle of thermal expansion. Essentially, the thermal expansion of the liquid contained in a graduated capillary indicates the temperature.
The liquid-filled thermometer certainly has the advantage of being simple and requiring no power to operate, but it has several disadvantages: it is fragile, slow to respond, and also has limited accuracy.
Below is an image of a liquid-filled thermometer.
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Bimetallic Thermometers
The operating principle of bimetallic thermometers is as follows. They consist of two metals with different thermal expansion coefficients welded together, and the differential deformation causes a curvature that can be translated into temperature.
The advantages of bimetallic thermometers are that they are robust and relatively inexpensive devices, but they have limited accuracy.
Conclusions
Contact methods for temperature measurement are diverse and differ depending on the temperature range to be measured, the required accuracy, and the required response time. When choosing a sensor or device to measure temperature, environmental conditions must also be considered.
Question
Did you know that the first scientifically performed temperature measurements were made by the Italian physicist and astronomer Galileo Galilei (1564–1642)? Did you know that Galileo Galilei invented the thermoscope, a device that showed temperature variations through the movement of water in a tube?
THE END
ITALIAN
18-09-2025-Misure meccaniche-Metodi a contatto per misure di temperatura-[EN]-[IT]
Con questo post vorrei dare una breve istruzione a riguardo dell’argomento citato in oggetto
(codice lezione/articolo: EX_62)
immagine creata con l’intelligenza artificiale, il software usato è Microsoft Copilot
Introduzione
Tecnicamente la temperatura è una misura dell’energia cinetica media delle particelle di un corpo. La relazione è che maggiore è l’agitazione termica delle particelle e maggiore è la temperatura.
La temperatura è una grandezza scalare misurabile con strumenti che la confrontano con uno standard.
Possiamo dire che la temperatura è una grandezza termodinamica che descrive lo stato energetico di un sistema.
Principali metodi a contatto per la misura di temperatura
Innanzitutto chiariamo il concetto contatto.
Come si può facilmente dedurre, quando si parla di "metodi a contatto per la misura della temperatura", si intende che il dispositivo di misurazione deve essere fisicamente a contatto con l’oggetto di cui si vuole conoscere la temperatura.
Il contatto in questo caso scambia calore con l’oggetto misurato e raggiunge un equilibrio termico. Il contatto serve inoltre anche per fornire una lettura accurata della temperatura.
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Qui di seguito un elenco dei principali metodi a contatto per prendere delle misure di temperatura:
-Termocoppie
-Termoresistenze
-Termistori
-Termometri a liquido
-Termometri bimetallici
Termocoppie
Le termocoppie sono dei dispositivi che generano una tensione elettrica proporzionale alla differenza di temperatura tra due giunzioni di metalli diversi. Il principio di funzionamento delle termocoppie è basato sull’effetto Seebeck. Le termocoppie hanno il vantaggio di poter misurare un'ampia gamma di temperatura ed hanno una risposta rapida, ma hanno una precisione moderata e sono sensibili ad interferenze elettriche.
Qui di seguito un’immagine di una termocoppia.
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Termoresistenze
Le termoresistenze si basano sulle proprietà di alcuni materiali. Il loro principio di funzionamento infatti si basa sul fatto che la resistenza elettrica di alcuni materiali varia in modo prevedibile con la temperatura, ad esempio il platino.
I vantaggi di una termoresistenza sono che hanno un'elevata precisione, ma rispetto alle termocoppie sono più costose ed hanno una risposta più lenta.
Qui di seguito un’immagine di una termoresistenza.
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Termistori
I termistori sono simili alle termoresistenze, ma con materiali semiconduttori che mostrano variazioni di resistenza molto più marcate con la temperatura.
Sostanzialmente dispongono di materiali semiconduttori la cui resistenza varia fortemente con la temperatura. Esistono due tipologie: NTC e PTC. In quelli NTC la resistenza decresce con l’aumento della temperatura, mentre in quelli PTC la resistenza aumenta con l’aumento della temperatura.
I termistori hanno il vantaggio di avere un'alta sensibilità ed un basso costo, ma hanno una limitata gamma di temperatura.
Qui di seguito un’immagine di un termistore.
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Termometri a liquido
I termometri a liquido si basano sul principio di funzionamento della dilatazione termica. Sostanzialmente la dilatazione termica del liquido contenuto in un capillare graduato indica la temperatura.
Il termometro a liquido ha sicuramente il vantaggio di essere semplice e che non necessita di alcuna alimentazione per funzionare, ma ha diversi svantaggi, è fragile, lento nella risposta ed ha anche una precisione limitata.
Qui di seguito un’immagine di un termometro a liquido.
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Termometri bimetallici
Il principio di funzionamento dei termometri bimetallici è il seguente. Essi hanno due metalli con diverso coefficiente di dilatazione termica saldati insieme e la deformazione differenziale provoca una curvatura che può essere tradotta in temperatura.
I vantaggi dei termometri bimetallici sono che sono dispositivi robusto ed abbastanza economici, ma hanno una precisione limitata.
Conclusioni
I metodi a contatto per misure di temperatura sono diversi ed essi si distinguono a seconda della gamma di temperatura da misurare, della precisione richiesta e del tempo di risposta necessario. Quando si sceglie un sensore o un dispositivo per misurare la temperatura bisogna inoltre considerare le condizioni ambientali.
Domanda
Sapevate che le prime misure di temperature eseguite in maniera scientifica furono fatte dal fisico e astronomo italiano Galileo Galilei (1564–1642)? Sapevate che Galileo Galilei ideò il termoscopio, un dispositivo che mostrava variazioni di temperatura tramite il movimento dell’acqua in un tubo?
THE END