Teploměr je přístroj k měření nebo ukazování teploty (jak je něco horké nebo studené). Jedním z typů teploměrů je úzká, skrytá skleněná trubice obsahující rtuť nebo alkohol, který se při rozpínání trubice prodlužuje. Dalším typem je digitální teploměr, který k měření teploty používá elektroniku. Teploměry se liší rozsahem měření, přesností a principem činnosti; volba typu závisí na účelu (lékařství, meteorologie, průmysl, kuchyně apod.).

První teploměry z doby Galilea měřily rozpínání a smršťování vzduchu. Po polovině 17. století se v mnoha případech používal alkohol nebo rtuť. V 19. století byl vynalezen mechanický teploměr, který k pohybu ukazatele používal bimetalový pásek. Tento typ je stále oblíbený tam, kde lidé rádi odečítají teplotu na dálku.

Principy měření teploty

  • Rozpínání kapalin – tradiční kapaliny ve skleněné trubici (rtuť, alkohol) mění objem s teplotou, což se projeví změnou výšky sloupce kapaliny.
  • Bimetalový efekt – dvě různé kovy spojené dohromady se při změně teploty různě rozpínají; to způsobí ohyb pásku, který přes převodovku pohybuje ukazatelem.
  • Elektrické jevy – odporové teploměry (RTD) mění elektrický odpor s teplotou; termočlánky využívají termoelektrického jevu (Seebeckův efekt) k vytvoření napětí úměrného rozdílu teplot; termistory používají polovodičový materiál s velkou teplotní závislostí odporu.
  • Infračervené (IR) měření – detekují vyzařování tepelné energie z povrchu objektu, umožňují bezdotykové měření (užitečné pro pohybující se nebo velmi horké objekty).
  • Gasové a jiné fyzikální metody – v laboratorních a metrologických aplikacích se používají plynové teploměry, plynové expanzní přístroje a jiné principy pro velmi přesná měření.

Hlavní typy teploměrů a jejich použití

  • Rtuťové a alkoholové (kapalina ve skle) – jednoduché, spolehlivé a snadno čitelné; rtuť poskytuje dobrou optickou čáru a malou kapilární adhezi, alkohol se používá tam, kde je rtuť nevhodná (nižší teploty, bezpečnost). Pozor: rtuť je toxická a její používání je v mnoha aplikacích omezeno nebo zakázáno.
  • Bimetalové – levné, odolné, často používané v domácích teploměrech, klimatizacích a hodinách s ukazatelem teploty.
  • Termočlánky – široký měřicí rozsah (od velmi nízkých až po několik tisíc °C), rychlá odezva; méně přesné než RTD, ale vhodné pro průmyslové vysokoteplotní aplikace.
  • Odporové teploměry (RTD, např. Pt100) – vysoká přesnost a stabilita, běžně v laboratorních a průmyslových měření; často používané tam, kde je potřeba přesnost na setiny až desetiny stupně.
  • Termistory – velká citlivost v úzkém rozsahu teplot, často v medicíně (digitální teploměry), elektronice a spotřební technice.
  • Infračervené bezdotykové – měření povrchové teploty bez kontaktu; vhodné pro potravinářství, údržbu strojů, měření tělesné teploty na dálku. Přesnost závisí na emisivitě měřeného povrchu.
  • Digitální teploměry – kombinují jeden z výše uvedených senzorů s elektronikou pro zpracování, zobrazení, ukládání a přenos dat; umožňují vyšší funkčnost (alarmy, datalogi, síťové připojení).

Krátká historie a měřicí stupnice

První přístroje měřící teplotní změny (tzv. termoskopy) vznikaly v 17. století a připisují se období Galilea a jeho následovníků. V 18. století byly zavedeny teplotní stupnice: Daniel Gabriel Fahrenheit vytvořil svůj stupeň a vyrobil rané rtuťové teploměry; Anders Celsius navrhl stupnici, kterou dnes známe jako °C. Později vznikla absolutní teplotní stupnice K (Kelvin). V 19. a 20. století se rozšířily bimetalové ukazatele, termočlánky a odporové čidla; od druhé poloviny 20. století se prosadila elektronika a digitální teploměry. Moderní metrologie pak definuje a udržuje etalony teploty a standardy (např. ITS‑90) pro zajištění sledovatelnosti měření.

Přesnost, kalibrace a bezpečnost

  • Přesnost a rozlišení – liší se podle typu: RTD mohou dosahovat přesnosti řádově 0,1 °C nebo lepší, termočlánky mají obvykle menší přesnost, ale širší rozsah, kapilární teploměry mají omezenou rozlišovací schopnost podle stupnice.
  • Kalibrace – provádí se porovnáním s etalonem nebo pomocí pevně definovaných fyzikálních bodů (např. trojný bod vody, bod tání ledu, body varu v definovaném tlaku). Pravidelná kalibrace zajišťuje správné a sledovatelné výsledky měření.
  • Bezpečnost – rtuť je toxická: rozbití rtuťového teploměru vyžaduje speciální postup likvidace a čištění. V mnoha zemích je používání rtuťových teploměrů omezeno; doporučují se alternativy (alkoholové, digitální s vhodnými čidly).

Použití

  • Měření tělesné teploty v medicíně
  • Meteorologie a klimatologie
  • Průmyslové procesy (tavení, pece, chemie)
  • Potravinářství (pečení, chlazení, skladování)
  • Domácnosti a HVAC (topení, klimatizace)
  • Výzkum a kalibrační laboratoře

Výběr teploměru závisí na požadovaném rozsahu, přesnosti, rychlosti odezvy a prostředí, v němž se měření provádí. Pro většinu běžných aplikací postačí digitální teploměry s vhodným senzorem; pro speciální a metrologické úlohy se volí přesné odporové sondy, plynové nebo srovnávací etalony.