Come funzionano i diversi tipi di termometro digitale

C’era un tempo in cui i termometri erano molto semplici: un tubicino di vetro veniva riempito con una sostanza liquida o del mercurio che si espandeva all’aumentare della temperatura circostante, segnandola allo stesso tempo su una scala graduata.

Poi arrivarono i termometri bimetallici, costituiti da una bobina composta da due metalli con diversi coefficienti di dilatazione. Con l’aumentare della temperatura, il metallo si espandeva e la bobina si svolgeva, spostando così l’ago che indicava la temperatura su un quadrante graduato.

Ormai, questi due strumenti sono abbastanza rari. Il termometro digitale ha conquistato i consumatori e viene impiegato sia in ambienti domestici che professionali per misurare la temperatura in maniera più rapida e precisa. Ma come funziona questo dispositivo e quanti tipi ne esistono? Continua a leggere per scoprirlo.

Il termometro digitale

Il termometro ambiente digitale è un dispositivo in grado di rilevare la temperatura di una stanza, un ambiente o di una superficie e di mostrarla su un apposito display sotto forma di numeri. Qui possiamo evidenziare subito il primo vantaggio: il termometro digitale elimina completamente gli errori di lettura e di parallasse che possono invece verificarsi con i termometri più datati.

Alla base del funzionamento di ogni termometro c’è un sensore che svolge la funzione un tempo ricoperta dal liquido e dalla bobina metallica. Esistono tre principali tipi di sensori: le termocoppie, i rilevatori di temperatura a resistenza (RTD) e termistori.

Tutti questi sensori producono una variazione di tensione, corrente o resistenza quando si verifica un cambiamento di temperatura. Per capire come funziona il termometro digitale è quindi necessario sapere come funziona il sensore in esso installato.

Termometro digitale a termocoppia

Il termometro digitale a termocoppia necessita di due misurazioni per determinare la temperatura di un ambiente. Innanzitutto, ha un sensore per misurare la temperatura nel punto in cui si collegano i due fili metallici della termocoppia: il cosiddetto “giunto freddo”.

Poi, grazie a un altro sensore posto nell’opposto “giunto caldo”, riesce a determinare la temperatura sottraendo la temperatura “fredda” a quella “calda” che ottiene misurando la tensione dipendente dalla temperatura.

Rilevatori di temperatura a resistenza

Un termometro digitale con rilevatore di temperatura a resistenza (RTD) è, in sostanza, un ohmmetro che misura la resistenza del sensore.

Per fare ciò, applica una tensione o una corrente di eccitazione molto piccola e misura la tensione ai capi del sensore. Per ridurre al minimo gli errori di misurazione, viene spesso usata una connessione a quattro: due fili per trasportare l’eccitazione, due fili per misurare la tensione attraverso il sensore.

Termometro con termistore

Un termometro digitale a termistore fornisce una tensione o corrente di eccitazione al termistore. Poiché la variazione di resistenza del termistore è più ampia rispetto a quella dei conduttori, un termistore necessita solitamente una connessione a soli due fili.

L’eccitazione viene convertita in un segnale di tensione dal termistore e il termometro converte quindi la tensione misurata in temperatura.

Come funziona il termometro digitale

I sensori sono in grado di rilevare e misurare la temperatura ed emettono un segnale analogico che viene poi convertito in segnale digitale dal termometro, trasformandolo in una serie di impulsi.

La differenza è la stessa che esiste negli orologi analogici e digitali. Una volta convertito, il segnale viene inviato al display del termometro digitale che mostra la temperatura accendendo determinate sezioni dello schermo, andando così a formare i numeri. La precisione di un termometro digitale dipende da entrambi i segnali che devono essere precisi e privi di errori. Questi possono verificarsi, ad esempio, se la temperatura causata dal funzionamento del sensore incide su quella rilevata nell’ambiente, oppure se la conversione da analogico a digitale non viene eseguita correttamente