Up 温度計 作成: 2023-05-19
更新: 2023-05-19

    物体の温度を求めようとする。

    その物体は，放射線を発している。
    放射線は，いろいろな波長/周波数の電磁波でなっている。
    波長/周波数ごとに，その波長/周波数の電磁波のエネルギー密度を計測する。
    そして，エネルギー密度 (相対値) の分布をグラフにする。

    物体の放射を，黒体放射と見なす。
    黒体放射は，エネルギー密度 (相対値) の分布が，温度のみに依存する。
    よって，物体の温度が定まる。

    このように求めた「温度」が物体の実際をどれほど表しているものかはわからぬが，ともかく「温度」は求まる。
    この手順が，「温度の測定」であった。


    温度計は，この温度の測定をさせる道具である。
    基本モジュールは：
    1. 物体の放射線を採取
    2. 分光──放射線を波長/周波数帯域に分ける
    3. 帯域それぞれのエネルギー密度を測定
      (ふつうは，放射線をダイオードで受けて発生電圧を測定し，これをエネルギー密度に換算。)
    4. エネルギー密度の分布から温度を算出

    この意味の温度計の例：

    温度計は，つぎがいちばんの問題点になる：
      「採取した放射線を物体の放射線としてよいかどうか」
    即ち，余計な放射線を取り込んでいるかも知れないし，物体の放射線を取り落としているかも知れない。


    ふつう使われる温度計は，簡易温度計といったものである。
    これは，つぎのようにして，「物体Ａの温度Ｔ」を決める：
    1. Ａから距離ｄだけ離れる。
    2. Ａの放射線を，物体Ｂにあてる。
    3. このとき物体Ｂに現れる物理現象Ｆを取り出し，これを計測する。
    4. 既に作成している温度モノサシ──「物体から距離ｄだけ離れているときの，物理現象Ｆの値と物体の温度の対応表 (グラフ)」──から，Ａの温度を定める。

    距離ｄは，温度計の仕様書の内容になるものである。
    物体の温度は，計測者が物体からどれだけ離れているかに関係しない。
    一方，物体の放射の計測値は，物体から離れるほど小さくなる。

    「接触型温度計」というときの「接触型」は，距離ｄをいっているのである。
      接触型簡易温度計の例：アメダスの「白金抵抗温度計」
      これは, 「白金は，電気抵抗が温度の上昇に比例する」を用いる。
      白金の電気抵抗値を計測し，温度に換算して出力。


    本来の温度計と簡易温度計の違いを確認しておこう。
    前者は，放射線を構成する電磁波の＜波長 対 エネルギー密度>のグラフをつくり，その形から温度を判定する。
    後者は，一定距離だけ離れた観測者に届く放射線の強さ (エネルギー密度) から，温度を判定する。