Tipo di contatto: i sensori di temperatura a contatto hanno un buon contatto tra la parte sensibile e l'oggetto da misurare e sono anche chiamati termometri.
I termometri raggiungono l'equilibrio termico attraverso conduzione o convezione, consentendo alla lettura del termometro di rappresentare direttamente la temperatura dell'oggetto misurato. Generalmente hanno un'elevata precisione di misurazione. Entro un certo intervallo di temperature, i termometri possono anche misurare la distribuzione della temperatura interna di un oggetto. Tuttavia, possono produrre errori di misurazione significativi per oggetti in movimento, piccoli target o oggetti con capacità termica molto ridotta. I termometri comunemente utilizzati includono termometri bimetallici, termometri per liquidi in vetro, termometri a pressione, termometri a resistenza, termistori e termocoppie. Sono ampiamente utilizzati nell'industria, nell'agricoltura, nel commercio e in altri settori. Le persone usano spesso questi termometri anche nella vita quotidiana. Con l'ampia applicazione della tecnologia criogenica nell'ingegneria della difesa, nella tecnologia spaziale, nella metallurgia, nell'elettronica, nell'industria alimentare, medica e petrolchimica e con la ricerca sulla tecnologia dei superconduttori, sono stati sviluppati termometri criogenici per misurare temperature inferiori a 120K, come termometri a gas criogenici, termometri a pressione di vapore, termometri acustici, termometri salini paramagnetici, termometri quantistici, termometri a resistenza criogenica e termocoppie criogeniche. I termometri a bassa-temperatura richiedono elementi di rilevamento di piccole dimensioni, estremamente precisi, riproducibili e stabili. I termometri a resistenza in vetro carburato, realizzati mediante carburazione e sinterizzazione del vetro poroso ad alto-silice, sono un tipo di elemento sensibile nei termometri a bassa-temperatura e possono essere utilizzati per misurare temperature nell'intervallo 1,6–300K.
I termometri senza-contatto, noti anche come strumenti di misurazione della temperatura senza-contatto, sono dotati di elementi di rilevamento che non entrano in contatto con l'oggetto da misurare. Questi strumenti possono essere utilizzati per misurare la temperatura superficiale di oggetti in movimento, piccoli bersagli e oggetti con piccola capacità termica o temperature (transitori) in rapido cambiamento. Possono anche essere utilizzati per misurare la distribuzione della temperatura di un campo termico.
Gli strumenti di misurazione della temperatura senza-contatto più comunemente utilizzati si basano sulla legge fondamentale della radiazione del corpo nero e sono chiamati termometri a radiazione. La termometria a radiazione comprende il metodo della luminanza (vedi pirometro ottico), il metodo di radiazione (vedi pirometro a radiazione) e il metodo colorimetrico (vedi termometro colorimetrico). Ciascun metodo di termometria a radiazione può misurare solo la temperatura fotometrica, la temperatura di radiazione o la temperatura colorimetrica corrispondente. Solo la temperatura misurata per un corpo nero (un oggetto che assorbe tutta la radiazione e non riflette la luce) è la temperatura reale. Per determinare la temperatura reale di un oggetto, è necessario apportare correzioni all'emissività superficiale del materiale. L'emissività della superficie di un materiale dipende non solo dalla temperatura e dalla lunghezza d'onda, ma anche dalle condizioni della superficie, dal rivestimento e dalla microstruttura, rendendo difficile una misurazione accurata. Nella produzione automatizzata, la termometria a radiazione viene spesso utilizzata per misurare o controllare la temperatura superficiale di determinati oggetti, come la temperatura di laminazione di nastri di acciaio, rulli, pezzi forgiati e le temperature di vari metalli fusi nelle fornaci o nei crogioli nella metallurgia. In questi casi specifici, misurare l’emissività superficiale è piuttosto impegnativo. Per la misurazione e il controllo automatici della temperatura della superficie solida, è possibile utilizzare un riflettore aggiuntivo per formare una cavità di corpo nero con la superficie da misurare. L'effetto della radiazione aggiuntiva aumenta la radiazione effettiva e l'emissività effettiva della superficie misurata. Utilizzando l'emissività effettiva per correggere la temperatura misurata con uno strumento, è possibile ottenere la temperatura effettiva della superficie misurata. Il riflettore aggiuntivo più tipico è un riflettore emisferico. La radiazione diffusa proveniente dalla superficie vicino al centro della sfera viene riflessa sulla superficie dallo specchio emisferico, formando ulteriore radiazione e aumentando così l'emissività effettiva. Nella formula, ε è l'emissività della superficie del materiale e ρ è la riflettività del riflettore. Per la misurazione della radiazione della temperatura effettiva di mezzi gassosi e liquidi, è possibile utilizzare un metodo per inserire un tubo di materiale resistente al calore-a una certa profondità per formare una cavità di corpo nero. Viene calcolata l'emissività effettiva della cavità cilindrica dopo aver raggiunto l'equilibrio termico con il mezzo. Nella misurazione e nel controllo automatici, questo valore può essere utilizzato per correggere la temperatura misurata del fondo della cavità (ovvero, la temperatura del fluido) per ottenere la temperatura effettiva del fluido.
Vantaggi della misurazione della temperatura senza-contatto: il limite superiore di misurazione non è limitato dalla resistenza alla temperatura dell'elemento sensibile, pertanto, in linea di principio, non esiste alcun limite alla temperatura massima misurabile. Per temperature elevate superiori a 1800 gradi, vengono utilizzati principalmente metodi di misurazione della temperatura senza-contatto. Con lo sviluppo della tecnologia a infrarossi, la termometria a radiazione si è gradualmente estesa dalla luce visibile alla luce infrarossa e ora viene utilizzata per temperature inferiori a 700 gradi fino alla temperatura ambiente, con una risoluzione molto elevata.