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技術(shù)文章
溫度計
點擊次數(shù)：621 發(fā)布時間：2009-9-27
溫度計（溫度表）簡介
溫度計（溫度表）是測溫儀器的總稱。根據(jù)所用測溫物質(zhì)的不同和測溫范圍的不同，有煤油溫度計、酒精、水銀、氣體、電阻、溫差電偶、輻射和光測等。
工作原理
根據(jù)使用目的的不同，已設(shè)計制造出多種。其設(shè)計的依據(jù)有：利用固體、液體、氣體受溫度的影響而熱脹冷縮的現(xiàn)象；在定容條件下，氣體（或蒸氣壓強因不同溫度而變化；熱電效應(yīng)的作用；電阻隨溫度的變化而變化；熱輻射的影響等。
一般地說，任何物質(zhì)的任一物理屬性，只要它隨溫度的改變而發(fā)生單調(diào)的、顯著的變化，都可用來標志溫度而制成。
一般地說，任何物質(zhì)的任一物理屬性，只要它隨溫度的改變而發(fā)生單調(diào)的、顯著的變化，都可用來標志溫度而制成。
用途及分類
隨著科學技術(shù)的發(fā)展和現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)的需要，測溫技術(shù)也不斷地改進和提高。由于測溫范圍越來越廣，根據(jù)不同的要求，又制造出不同需要的測溫儀器。下面介紹幾種。
1、氣體：多用氫氣或氦氣作測溫物質(zhì)，因為氫氣和氦氣的液化溫度很低，接近于零度，故它的測溫范圍很廣。這種度很高，多用于精密測量。
2、電阻：分為金屬電阻和半導體電阻，都是根據(jù)電阻值隨溫度的變化這一特性制成的。金屬主要有用鉑、金、銅、鎳等純金屬的及銠鐵、磷青銅合金的；半導體主要用碳、鍺等。電阻使用方便可靠，已廣泛應(yīng)用。它的測量范圍為-260℃至600℃左右。
3、溫差電偶：是一種工業(yè)上廣泛應(yīng)用的測溫儀器。利用溫差電現(xiàn)象制成。兩種不同的金屬絲焊接在一起形成工作端，另兩端與測量儀表連接，形成電路。把工作端放在被測溫度處，工作端與自由端溫度不同時，就會出現(xiàn)電動勢，因而有電流通過回路。通過電學量的測量，利用已知處的溫度，就可以測定另一處的溫度。這種多用銅——康銅、鐵——康銅、鎳銘——康銅、金鈷——銅、鉑——銠等組成。它適用于溫差較大的兩種物質(zhì)之間，多用于高溫和低濁測量。有的溫差電偶能測量高達3000℃的高溫，有的能測接近零度的低溫。
4、高溫：是指專門用來測量500℃以上的溫度的，有光測、比色和輻射。高溫的原理和構(gòu)造都比較復雜，這里不再討論。其測量范圍為500℃至3000℃以上，不適用于測量低溫。
5、指針式：是形如儀表盤的，也稱寒暑表，用來測室溫，是用金屬的熱脹冷縮原理制成的。它是以雙金屬片做為感溫元件，用來控制指針。雙金屬片通常是用銅片和鐵片鉚在一起，且銅片在左，鐵片在右。由于銅的熱脹冷縮效果要比鐵明顯的多，因此當溫度升高時，銅片牽拉鐵片向右彎曲，指針在雙金屬片的帶動下就向右偏轉(zhuǎn)（指向高溫）；反之，溫度變低，指針在雙金屬片的帶動下就向左偏轉(zhuǎn)（指向低溫）。
6、玻璃管：玻璃管是利用熱脹冷縮的原理來實現(xiàn)溫度的測量的。由于測溫介質(zhì)的膨脹系數(shù)與沸點及凝固點的不同，所以我們常見的玻璃管主要有：煤油、水銀、紅鋼筆水。他的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，測量精度相對較高，價格低廉。缺點是測量上下限和精度受玻璃質(zhì)量與測溫介質(zhì)的性質(zhì)限制。且不能遠傳，易碎。
7、壓力式：壓力式是利用封閉容器內(nèi)的液體，氣體或飽和蒸氣受熱后產(chǎn)生體積膨脹或壓力變化作為測信號。它的基本結(jié)構(gòu)是由溫包、毛細管和指示表三部分組成。它是zui早應(yīng)用于生產(chǎn)過程溫度控制的方法之一。壓力式測溫系統(tǒng)現(xiàn)在仍然是就地指示和控制溫度中應(yīng)用十分廣泛的測量方法。壓力式的優(yōu)點是：結(jié)構(gòu)簡單，機械強度高，不怕震動。價格低廉，不需要外部能源。缺點是：測溫范圍有限制，一般在-80~400℃；熱損失大響應(yīng)時間較慢；儀表密封系統(tǒng)（溫包，毛細管，彈簧管）損壞難于修理，必須更換；測量精度受環(huán)境溫度、溫包安裝位置影響較大，精度相對較低；毛細管傳送距離有限制。
8、轉(zhuǎn)動式：轉(zhuǎn)動式是由一個卷曲的雙金屬片制成，故又稱雙金屬。雙金屬片一端固定，另一端連接著指針。兩金屬片因膨脹程度不同，在不同溫度下，造成雙金屬片卷曲程度不同，指針則隨之指在刻度盤上的不同位置，從刻度盤上的讀數(shù)，便可知其溫度。
9、半導體：半導體的電阻變化和金屬不同，溫度升高時，其電阻反而減少，并且變化幅度較大。因此少量的溫度變化也可使電阻產(chǎn)生明顯的變化，所制成的有較高的精密度，常被稱為感溫器。
10、熱電偶：熱電偶是由兩條不同金屬連接著一個靈敏的電壓計所組成。金屬接點在不同的溫度下，會在金屬的兩端產(chǎn)生不同的電位差。電位差非常微小，故需靈敏的電壓計才能測得。由電壓計的讀數(shù)，便可知道溫度為何。
11、光測高溫計：物體溫度若高到會發(fā)出大量的可見光時，便可利用測量其熱輻射的多寡以決定其溫度，此種即為光測。此主要是由裝有紅色濾光鏡的望遠鏡及一組帶有小燈泡、電流計與可變電阻的電路制成。使用前，先建立燈絲不同亮度所對應(yīng)溫度與電流計上的讀數(shù)的關(guān)系。使用時，將望遠鏡對正待測物，調(diào)整電阻，使燈泡的亮度與待測物相同，這時從電流計便可讀出待測物的溫度了。
12、液晶：用不同配方制成的液晶，其相變溫度不同，當其相變時，其光學性質(zhì)也會改變，使液晶看起來變了色。如果將不同相變溫度的液晶涂在一張紙上，則由液晶顏色的變化，便可知道溫度為何。此之優(yōu)點是讀數(shù)容易，而缺點則是度不足，常用于觀賞用魚缸中，以指示水溫。
1、氣體：多用氫氣或氦氣作測溫物質(zhì)，因為氫氣和氦氣的液化溫度很低，接近于零度，故它的測溫范圍很廣。這種度很高，多用于精密測量。
2、電阻：分為金屬電阻和半導體電阻，都是根據(jù)電阻值隨溫度的變化這一特性制成的。金屬主要有用鉑、金、銅、鎳等純金屬的及銠鐵、磷青銅合金的；半導體主要用碳、鍺等。電阻使用方便可靠，已廣泛應(yīng)用。它的測量范圍為-260℃至600℃左右。
3、溫差電偶：是一種工業(yè)上廣泛應(yīng)用的測溫儀器。利用溫差電現(xiàn)象制成。兩種不同的金屬絲焊接在一起形成工作端，另兩端與測量儀表連接，形成電路。把工作端放在被測溫度處，工作端與自由端溫度不同時，就會出現(xiàn)電動勢，因而有電流通過回路。通過電學量的測量，利用已知處的溫度，就可以測定另一處的溫度。這種多用銅——康銅、鐵——康銅、鎳銘——康銅、金鈷——銅、鉑——銠等組成。它適用于溫差較大的兩種物質(zhì)之間，多用于高溫和低濁測量。有的溫差電偶能測量高達3000℃的高溫，有的能測接近零度的低溫。
4、高溫：是指專門用來測量500℃以上的溫度的，有光測、比色和輻射。高溫的原理和構(gòu)造都比較復雜，這里不再討論。其測量范圍為500℃至3000℃以上，不適用于測量低溫。
5、指針式：是形如儀表盤的，也稱寒暑表，用來測室溫，是用金屬的熱脹冷縮原理制成的。它是以雙金屬片做為感溫元件，用來控制指針。雙金屬片通常是用銅片和鐵片鉚在一起，且銅片在左，鐵片在右。由于銅的熱脹冷縮效果要比鐵明顯的多，因此當溫度升高時，銅片牽拉鐵片向右彎曲，指針在雙金屬片的帶動下就向右偏轉(zhuǎn)（指向高溫）；反之，溫度變低，指針在雙金屬片的帶動下就向左偏轉(zhuǎn)（指向低溫）。
6、玻璃管：玻璃管是利用熱脹冷縮的原理來實現(xiàn)溫度的測量的。由于測溫介質(zhì)的膨脹系數(shù)與沸點及凝固點的不同，所以我們常見的玻璃管主要有：煤油、水銀、紅鋼筆水。他的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，測量精度相對較高，價格低廉。缺點是測量上下限和精度受玻璃質(zhì)量與測溫介質(zhì)的性質(zhì)限制。且不能遠傳，易碎。
7、壓力式：壓力式是利用封閉容器內(nèi)的液體，氣體或飽和蒸氣受熱后產(chǎn)生體積膨脹或壓力變化作為測信號。它的基本結(jié)構(gòu)是由溫包、毛細管和指示表三部分組成。它是zui早應(yīng)用于生產(chǎn)過程溫度控制的方法之一。壓力式測溫系統(tǒng)現(xiàn)在仍然是就地指示和控制溫度中應(yīng)用十分廣泛的測量方法。壓力式的優(yōu)點是：結(jié)構(gòu)簡單，機械強度高，不怕震動。價格低廉，不需要外部能源。缺點是：測溫范圍有限制，一般在-80~400℃；熱損失大響應(yīng)時間較慢；儀表密封系統(tǒng)（溫包，毛細管，彈簧管）損壞難于修理，必須更換；測量精度受環(huán)境溫度、溫包安裝位置影響較大，精度相對較低；毛細管傳送距離有限制。
8、轉(zhuǎn)動式：轉(zhuǎn)動式是由一個卷曲的雙金屬片制成，故又稱雙金屬。雙金屬片一端固定，另一端連接著指針。兩金屬片因膨脹程度不同，在不同溫度下，造成雙金屬片卷曲程度不同，指針則隨之指在刻度盤上的不同位置，從刻度盤上的讀數(shù)，便可知其溫度。
9、半導體：半導體的電阻變化和金屬不同，溫度升高時，其電阻反而減少，并且變化幅度較大。因此少量的溫度變化也可使電阻產(chǎn)生明顯的變化，所制成的有較高的精密度，常被稱為感溫器。
10、熱電偶：熱電偶是由兩條不同金屬連接著一個靈敏的電壓計所組成。金屬接點在不同的溫度下，會在金屬的兩端產(chǎn)生不同的電位差。電位差非常微小，故需靈敏的電壓計才能測得。由電壓計的讀數(shù)，便可知道溫度為何。
11、光測高溫計：物體溫度若高到會發(fā)出大量的可見光時，便可利用測量其熱輻射的多寡以決定其溫度，此種即為光測。此主要是由裝有紅色濾光鏡的望遠鏡及一組帶有小燈泡、電流計與可變電阻的電路制成。使用前，先建立燈絲不同亮度所對應(yīng)溫度與電流計上的讀數(shù)的關(guān)系。使用時，將望遠鏡對正待測物，調(diào)整電阻，使燈泡的亮度與待測物相同，這時從電流計便可讀出待測物的溫度了。
12、液晶：用不同配方制成的液晶，其相變溫度不同，當其相變時，其光學性質(zhì)也會改變，使液晶看起來變了色。如果將不同相變溫度的液晶涂在一張紙上，則由液晶顏色的變化，便可知道溫度為何。此之優(yōu)點是讀數(shù)容易，而缺點則是度不足，常用于觀賞用魚缸中，以指示水溫。