温度計とは：仕組み・種類（液体・デジタル・バイメタル）と歴史をわかりやすく解説

温度計の仕組みから液体・デジタル・バイメタルの種類、歴史まで図解でわかりやすく解説。用途別の選び方や使い方も簡潔に紹介。

温度計は、温度（物がどれだけ熱いか・冷たいかの程度）を測定・表示するための器具です。代表的なものに、狭いガラス管の中で液体（水銀や着色アルコール）が膨張して管に沿って上がる「液体温度計」があります。他に、温度に応じて電気的特性が変化する素子を使い、読み取りを電子的に行う「デジタル温度計」も広く使われています。

ガリレオの時代に作られた初期の装置は「温度計」というより「温度計測器（サーモスコープ）」で、空気の膨張・収縮を利用していました。17世紀中頃からは、封入した液体（アルコールや水銀）を用いたものが登場し、19世紀には工業や家庭で見られる機械式の温度計として、バイメタル（異なる金属を張り合わせた帯）を使いポインタを動かす仕組みが普及しました。現在では、用途に応じて液体、バイメタル、電子式（サーミスタ、サーモカップル、抵抗温度検出器など）といった種類が使い分けられています。

仕組み（簡単な原理）

• 液体温度計：ガラスの毛細管に入れた液体が温度上昇で膨張し、管内を上昇します。水銀は線が細く見やすく、沸点が高く蒸発しにくいなどの利点がありますが、有毒で取り扱いに注意が必要です。アルコールは低温まで測定でき着色しやすいため読みやすく、低温環境でよく使われます。
• バイメタル温度計：異なる熱膨張率を持つ二種類の金属を張り合わせた帯（バイメタル）が温度変化で曲がり、その変形を機械的に増幅して指針を動かします。堅牢で電源が不要、目視で読みやすいため室内・空調・オーブンなどに使われます。
• 電子式（デジタル）温度計：代表的な素子に、
  • サーミスタ（熱で抵抗が大きく変わる半導体）— 小型・高感度だが温度範囲は限定的
  • RTD（抵抗温度検出器、主に白金）— 高精度・長期安定性が良いが高価
  • サーモカップル（異種金属接合で生じる起電力を測る）— 広い温度範囲に対応し耐熱性が高い
  • 温度センサーIC— マイコンと組み合わせて簡単にデジタル表示可能
  といったものがあり、用途や必要な精度・測定範囲に応じて選ばれます。

種類と用途の例

• 医療用：電子体温計（口腔・耳・額用）は速く安全に体温を測定できます。
• 家庭用・気象観測：外気温や室温を測るための液体温度計・デジタル温度計。
• 産業用：高温炉や化学プラントではサーモカップル、精密な品質管理ではRTDが用いられます。
• 調理：オーブンや食材の中心温度を測るプローブ型デジタル温度計。

歴史の概略

• 16〜17世紀：ガリレオらが空気の膨張を利用した温度計測器（サーモスコープ）を考案。
• 17世紀中頃：液体を封入した温度計が発展。封じた液体の上昇で目盛りを読む形式が普及。
• 18世紀：温度の数値化と尺度の整備が進む（華氏・摂氏などのスケールが登場）。
• 19世紀：工業化に伴いバイメタル式や各種機械式温度計が実用化され、近代的な温度計の種類が増加。
• 20世紀以降：電子技術の発展でデジタル温度計・半導体センサー・高精度RTDなどが広く使われるようになりました。

測定単位と校正

• 主な温度単位は摂氏（℃）、華氏（°F）、絶対温度としてのケルビン（K）です。科学分野ではケルビンが標準で使われます。
• 温度計は定期的な校正が必要です。簡単な方法として氷点（0℃近辺）や沸点（100℃近辺、気圧に依存）で基準合わせを行います。産業用途では標準器に対するトレーサビリティのある校正が求められます。

使い方と注意点

• 水銀温度計は落下で割れると危険なので、取り扱いに注意し、廃棄は自治体の指示に従ってください。
• 液体温度計は目の高さで読み取り、気泡や液柱の切れ目が無いか確認します。
• 電子式は設置場所やプローブの接触状態で誤差が出やすいので、測定条件を統一することが重要です。
• 用途に応じたタイプ（応答速度、測定範囲、耐環境性、精度）を選び、必要なら校正証明書のある機器を使ってください。

まとめ

温度計は単に数字を示すだけでなく、仕組みや用途に応じて多様な形態があります。家庭や医療、産業、科学研究など求められる特性が異なるため、用途に合った種類を選ぶことが重要です。また、水銀のような有害物質の扱いや定期的な校正といった安全・品質管理も忘れてはなりません。

医療用体温計

20世紀、伝統的な体温計はガラス製の水銀体温計でした。人々は、彼らの口（口腔温）、彼らの腕の下で、または直腸（直腸温）で、この端を置く。

体温計を正しく口にくわえることができる患者さんでなければ、口腔内の温度を知ることはできません。ですから、小さなお子さんはこの方法を使えません。また、咳をしている人や嘔吐している人の場合も問題です。昔は水銀体温計だと測定に時間がかかるので、大きな問題でした。現在のデジタル体温計は、より高速になりました。人は熱いまたは冷たい何かを飲む場合は、1つはまだ彼らの口腔内の温度をテストする前に待機する必要があります。

人の直腸温を測定する場合、それは温度計にクリームを使用するのに役立ちます。彼らはより多くの他の要因の影響を受けないので、直腸体温計は、通常、より信頼性が高くなります。いくつかの国では人々はそれが2または3よりも古い人々のためにそれらを使用することが恥ずかしいと思います。他の国では、それは子供と直腸体温計を使用する大人のための正常とみなされます。

1990年代、水銀体温計は「水銀が漏れると危険だから」と、多くの国で水銀体温計が危険視されました。現在では、電子体温計が使われています。液体入りの体温計が使われることもありますが、水銀入りはありません。

鼓膜温度計は、赤外線で鼓膜（鼓膜）の温度をテストし、バンド温度計は、彼らの頭の前面に人の温度をテストし、他の種類の医療用体温計があります。

医療用体温計。

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