Loading article…
温度測定（温度計測とも呼ばれる）とは、現在の温度を測定し、即時または後日評価するプロセスを指す。繰り返し標準化された測定値からなるデータセットは、温度傾向を評価するために使用できる。
17 世紀以前の標準化された温度測定の試みは、せいぜい粗雑なものであった。例えば、西暦 170 年、医師のクラウディウス・ガレノス[ 1 ] : 18 は、氷と沸騰した水を等量混ぜて「中性」の温度標準を作成した。現代の科学分野は、1600 年代のフィレンツェの科学者による研究に端を発しており、ガリレオは温度の相対的な変化を測定できる装置を製作したが、大気圧の変化による影響も受けていた。これらの初期の装置はサーモスコープと呼ばれた。最初の密閉型温度計は、1654 年にトスカーナ大公フェルディナンド 2 世によって製作された[ 1 ] : 19今日の温度計と温度目盛の開発は、18 世紀初頭にダニエル・ガブリエル・ファーレンハイトが水銀温度計と目盛を製作し、どちらもオーレ・クリステンセン・レーマーによって開発されたことから始まった。華氏温度目盛は、摂氏温度目盛やケルビン温度目盛と並んで、現在でも使用されている。
温度を測定するための方法は数多く開発されてきました。これらのほとんどは、温度によって変化する対象物の物理的特性を測定することに基づいています。温度測定に最もよく使われる装置の1つは、水銀温度計です。これは、作動流体として機能する水銀またはその他の液体で満たされたガラス管で構成されています。温度が上昇すると流体が膨張するため、流体の体積を測定することで温度を決定できます。このような温度計は通常、温度計内の液体のレベルを観察するだけで温度を読み取ることができるように校正されています。実際にはあまり使用されていませんが、理論的には重要なもう1つのタイプの温度計は、気体温度計です。
温度測定に用いられるその他の重要な装置には以下のようなものがある。
温度を測定する際には、測定機器（温度計、熱電対など）の温度が測定対象物の温度と実際に同じであることを確認する必要があります。状況によっては、測定機器からの熱によって温度勾配が生じ、測定温度がシステムの実際の温度と異なる場合があります。このような場合、測定温度はシステムの温度だけでなく、システムの熱伝達特性にも左右されます。
人間、動物、植物が感じる温熱快適性は、ガラス温度計に表示される温度以上の要素に関係しています。周囲の空気の相対湿度は、蒸発冷却の度合いを増減させます。湿球温度を測定することで、この湿度の影響を補正できます。 平均放射温度も温熱快適性に影響を与えます。風冷効果により、ガラス温度計で同じ温度が表示されていても、風の強い状況では風のない状況よりも寒く感じられます。空気の流れは、体からの、または体への熱伝達速度を増加させ、同じ周囲温度でも体温の変化を大きくします。
温度計の理論的根拠は、熱力学の第零法則です。この法則は、A、B、Cという3つの物体がある場合、AとBが同じ温度であり、かつBとCが同じ温度であれば、AとCも同じ温度であると仮定しています。もちろん、Bは温度計です。
温度測定の実際的な基礎は、三重点セルの存在です。三重点とは、圧力、体積、温度の条件が揃ったときに、固体、気体、液体などの3つの相が同時に存在する状態を指します。単一の成分の場合、三重点では自由度がなく、3つの変数のいずれかが変化すると、セル内の1つ以上の相が消失します。したがって、三重点セルは温度と圧力の普遍的な基準として使用できます（ギブスの相律を参照）。
特定の条件下では、黒体放射のプランクの法則を直接利用して温度を測定することが可能になる。例えば、宇宙マイクロ波背景放射の温度は、 WMAPなどの衛星観測で観測された光子のスペクトルから測定されている。重イオン衝突による クォーク・グルーオンプラズマの研究においては、単一粒子スペクトルが温度計として用いられることがある。
近年、多くの温度測定技術が開発されてきました。バイオテクノロジー分野で最も有望で広く普及している非侵襲的な温度測定技術は、磁気共鳴画像、コンピュータ断層撮影画像、および超音波断層撮影の分析に基づいています。これらの技術により、センシング素子を導入することなく組織内の温度をモニタリングできます。[ 2 ]反応流（燃焼、プラズマなど）の分野では、レーザー誘起蛍光（LIF）、CARS、およびレーザー吸収分光法が、エンジン、ガスタービン、衝撃波管、合成反応器[ 3 ]などの内部温度の測定に利用されています。このような光学ベースの技術の能力には、測定対象（炎、衝撃加熱されたガスなど）を乱さない能力に加えて、高速測定（ナノ秒の時間スケールまで）が含まれます。
米国機械学会（ASME）は、温度測定に関する2つの独立した規格、B40.200とPTC 19.3を策定しました。B40.200は、バイメタル式、充填式、およびガラス管式温度計に関するガイドラインを規定しています。また、サーモウェルに関するガイドラインも提供しています。PTC 19.3は、性能試験コードに関連する温度測定に関するガイドラインを規定しており、特に測定誤差の基本的な原因と、それらに対処するための技術に重点を置いています。
衛星による温度測定は、衛星による放射測定から得られる、様々な高度における大気温度、海面温度、陸地表面温度の推定値です。これらの測定値は、気象前線の位置特定、エルニーニョ・南方振動の監視、熱帯低気圧の強度判定、都市ヒートアイランド現象の研究、地球規模の気候監視などに利用できます。また、気象衛星からの熱画像によって、山火事、火山活動、工業地帯の高温箇所なども発見できます。
気象衛星は温度を直接測定するのではなく、様々な波長帯の放射輝度を測定します。1978年以来、米国海洋大気庁（NOAA）の極軌道衛星に搭載されたマイクロ波サウンディングユニット（MSU）は、大気中の酸素からの上向きマイクロ波放射の強度を測定しており、これは大気の広範囲にわたる鉛直層の温度と関連しています。海面水温に関する赤外線放射の測定は1967年から行われています。
衛星データによると、過去40年間で対流圏は温暖化し、成層圏は寒冷化している。これらの傾向はいずれも、大気中の温室効果ガス濃度の上昇の影響と一致している。
私たちは]より一般的な温度監視技術を探求し、その精度を向上させる手順を紹介します。
