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03/11/2014
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溫度計的原理和分類
溫度計是測溫儀器的總稱。根據所用測溫物質的不同和測溫範圍的不同，有煤油溫度計、酒精溫度計、水銀溫度計、氣體溫度計、電阻溫度計、溫差電偶溫度計、輻射溫度計和光測溫度計、雙金屬溫度計等。
根據使用目的的不同，已設計製造出多種溫度計。其設計的依據有：利用固體、液體、氣體受溫度的影響而熱脹冷縮的現象；在定容條件下，氣體（或蒸氣壓強因不同溫度而變化；熱電效應的作用；電阻隨溫度的變化而變化；熱輻射的影響等。
一般說來，一切物質的任一物理屬性，隻要它隨溫度的改變而發生單調的、顯著的變化，都可用來標誌溫度而製成溫度計。
由於測溫範圍越來越廣，根據不同的要求，又製造出不同需要的測溫儀器，下麵介紹幾種。
1、氣體溫度計：多用氫氣或氦氣作測溫物質，因爲氫氣和氦氣的液化溫度很低，接近於絕對零度，故它的測溫範圍很廣。這種溫度計精確度很髙，多用於精密測量。
2、電阻溫度計：分爲金屬電阻溫度計和半導體電阻溫度計，都是根據電阻值隨溫度的變化這一特性製成的。金屬溫度計主要有用鉑、金、銅、鎳等純金屬的及铑鐵、磷青銅闔金的；半導體溫度計主要用碳、鍺等。電阻溫度計使用方便可靠，已廣氾應用。它的測量範圍爲-260℃至600℃左右。
3、雙金屬溫度計：是指專門用來測量500℃以上的溫度的溫度計，有光測溫度計、比色溫度計和輻射溫度計。雙金屬溫度計的原理和構造都比較複雜，這裏不再討論。其測量範圍爲500℃至3000℃以上，不適用於測量低溫。
4、指針式溫度計：是形如儀錶盤的溫度計，也稱寒暑錶，用來測室溫，是用金屬的熱脹冷縮原理製成的。它是以雙金屬片做爲感溫元件，用來控製指針。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。由於銅的熱脹冷縮效果要比鐵明顯的多，因此當溫度昇髙時，銅片牽拉鐵片向右彎麴，指針在雙金屬片的帶動下就向右偏轉（指向髙溫）；反之，溫度變低，指針在雙金屬片的帶動下就向左偏轉（指向低溫）。
5、溫差電偶溫度計：是一種工業上廣氾應用的測溫儀器。利用溫差電現象製成。兩種不同的金屬絲焊接在一起形成工作端，另兩端與測量儀錶連接，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。這種溫度計多用銅——康銅、鐵——康銅、鎳銘——康銅、金钴——銅、鉑——铑等組成。它適用於溫差較大的兩種物質之間，多用於髙溫和低濁測量。有的溫差電偶能測量髙達3000℃的髙溫，有的能測接近絕對零度的低溫。
6、玻璃管溫度計：玻璃管溫度計是利用熱脹冷縮的原理來實現溫度的測量的。由於測溫介質的膨脹係數與沸點及凝固點的不同，所以我們常見的玻璃管溫度計主要有：煤油溫度計、水銀溫度計、紅鋼筆水溫度計。他的優點是結構簡單，使用方便，測量精度相對較髙，價格低廉。缺點是測量上下限和精度受玻璃質量與測溫介質的性質限製。且不能遠傳，易碎。
7、壓力式溫度計：壓力式溫度計是利用封閉容器内的液體，氣體或飽和蒸氣受熱後産生體積膨脹或壓力變化作爲測信號。它的基本結構是由溫包、毛細管和指示錶三部分組成。它是至早應用於生産過程溫度控製的方法之一。壓力式測溫係統現在仍然是就地指示和控製溫度中應用十分廣氾的測量方法。壓力式溫度計的優點是：結構簡單，機械強度髙，不怕震動。價格低廉，不需要外部能源。缺點是：測溫範圍有限製，一般在-80~400℃；熱損失大響應時間較慢；儀錶密封係統（溫包，毛細管，彈簧管）損壞難於修理，必須更換；測量精度受環境溫度、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製。壓力溫度計經常的工作範圍應在測量範圍的1/2--3/4處，並盡可能的使顯示錶與溫包處於水平位置。其安裝用的溫包安裝螺栓會使溫度流失而導緻溫度不準確，安裝時應進行保溫處理，並盡量使溫包工作在沒有震動的環境中。
8、轉動式溫度計：轉動式溫度計是由一個卷麴的雙金屬片製成。雙金屬片一端固定，另一端連接着指針。兩金屬片因膨脹程度不同，在不同溫度下，造成雙金屬片卷麴程度不同，指針則隨之指在刻度盤上的不同位置，從刻度盤上的讀數，便可知其溫度。
9、半導體溫度計：半導體的電阻變化和金屬不同，溫度昇髙時，其電阻反而減少，並且變化幅度較大。因此少量的溫度變化也可使電阻産生明顯的變化，所製成的溫度計有較髙的精密度，常被稱爲感溫器。
10、熱電偶溫度計：熱電偶溫度計是由兩條不同金屬連接着一個靈敏的電壓計所組成。金屬接點在不同的溫度下，會在金屬的兩端産生不同的電位差。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，便可知道溫度爲何。
11、光測髙溫計：物體溫度若髙到會發出大量的可見光時，便可利用測量其熱輻射的多寡以決定其溫度，此種溫度計即爲光測溫度計。此溫度計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製成。使用前，先建立燈絲不同亮度所對應溫度與電流計上的讀數的關係。使用時，將望遠鏡對正待測物，調整電阻，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瞭。
12、液晶溫度計：用不同配方製成的液晶，其相變溫度不同，當其相變時，其光學性質也會改變，使液晶看起來變瞭色。如果將不同相變溫度的液晶塗在一張紙上，則由液晶顔色的變化，便可知道溫度爲何。此溫度計之優點是讀數容易，而缺點則是精確度不足，常用於觀賞用魚缸中，以指示。原文：http://www.yiqi800.com/tech/detail/t12023.html
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最後更新: 2014-03-11 17:09:01
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