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溫度計(jì)的技術(shù)和使用
溫度計(jì)的技術(shù)和使用
溫度計(jì)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(jì),、酒精溫度計(jì),、水銀溫度計(jì),、氣體溫度計(jì),、電阻溫度計(jì),、溫差電偶溫度計(jì)[1],、輻射溫度計(jì)和光測溫度計(jì)、雙金屬溫度計(jì)等,。
工作原理
根據(jù)使用目的的不同，已設(shè)計(jì)制造出多種溫度計(jì),。其設(shè)計(jì)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(qiáng)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,。
一般說來，一切物質(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(biāo)志溫度而制成溫度計(jì),。
隨著科學(xué)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(jìn)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,、氣體溫度計(jì)：多用氫氣或氦氣作測溫物質(zhì)，因?yàn)闅錃夂秃獾囊夯瘻囟群艿?，接近于零度,，故它的測溫范圍很廣。這種溫度計(jì)度很高,，多用于精密測量,。
2、電阻溫度計(jì)：分為金屬電阻溫度計(jì)和半導(dǎo)體電阻溫度計(jì),，都是根據(jù)電阻值隨溫度的變化這一特性制成的,。金屬溫度計(jì)主要有用鉑、金,、銅,、鎳等純金屬的及銠鐵、磷青銅合金的;半導(dǎo)體溫度計(jì)主要用碳,、鍺等,。電阻溫度計(jì)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、溫差電偶溫度計(jì)：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(shí),，就會(huì)出現(xiàn)電動(dòng)勢,，因而有電流通過回路。通過電學(xué)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(jì)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(dá)3000℃的高溫,，有的能測接近零度的低溫。
4,、雙金屬溫度計(jì)：是指專門用來測量500℃以上的溫度的溫度計(jì),，有光測溫度計(jì)、比色溫度計(jì)和輻射溫度計(jì),。雙金屬溫度計(jì)的原理和構(gòu)造都比較復(fù)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、指針式溫度計(jì)：是形如儀表盤的溫度計(jì),，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(dāng)溫度升高時(shí),，銅片牽拉鐵片向右彎曲，指針在雙金屬片的帶動(dòng)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(dòng)下就向左偏轉(zhuǎn)（指向低溫）,。
6、玻璃管溫度計(jì)：玻璃管溫度計(jì)是利用熱脹冷縮的原理來實(shí)現(xiàn)溫度的測量的,。由于測溫介質(zhì)的膨脹系數(shù)與沸點(diǎn)及凝固點(diǎn)的不同,，所以我們常見的玻璃管溫度計(jì)主要有：煤油溫度計(jì)、水銀溫度計(jì),、紅鋼筆水溫度計(jì),。他的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單，使用方便,，測量精度相對較高,，價(jià)格低廉。缺點(diǎn)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(yuǎn)傳,，易碎。
7,、壓力式溫度計(jì)：壓力式溫度計(jì)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(xì)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,。壓力式溫度計(jì)的優(yōu)點(diǎn)是：結(jié)構(gòu)簡單,，機(jī)械強(qiáng)度高，不怕震動(dòng),。價(jià)格低廉,，不需要外部能源。缺點(diǎn)是：測溫范圍有限制,，一般在-80~400℃;熱損失大響應(yīng)時(shí)間較慢;儀表密封系統(tǒng)（溫包,，毛細(xì)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(xì)管傳送距離有限制,。壓力溫度計(jì)經(jīng)常的工作范圍應(yīng)在測量范圍的1/2--3/4處,，并盡可能的使顯示表與溫包處于水平位置。其安裝用的溫包安裝螺栓會(huì)使溫度流失而導(dǎo)致溫度不準(zhǔn)確,，安裝時(shí)應(yīng)進(jìn)行保溫處理,，并盡量使溫包工作在沒有震動(dòng)的環(huán)境中。
8、轉(zhuǎn)動(dòng)式溫度計(jì)：轉(zhuǎn)動(dòng)式溫度計(jì)是由一個(gè)卷曲的雙金屬片制成,。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(dǎo)體溫度計(jì)：半導(dǎo)體的電阻變化和金屬不同，溫度升高時(shí),，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,，所制成的溫度計(jì)有較高的精密度,，常被稱為感溫器。
10,、熱電偶溫度計(jì)：熱電偶溫度計(jì)是由兩條不同金屬連接著一個(gè)靈敏的電壓計(jì)所組成,。金屬接點(diǎn)在不同的溫度下，會(huì)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(jì)才能測得。由電壓計(jì)的讀數(shù),，便可知道溫度為何,。
11、光測高溫計(jì)：物體溫度若高到會(huì)發(fā)出大量的可見光時(shí),，便可利用測量其熱輻射的多寡以決定其溫度,，此種溫度計(jì)即為光測溫度計(jì)。此溫度計(jì)主要是由裝有紅色濾光鏡的望遠(yuǎn)鏡及一組帶有小燈泡,、電流計(jì)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(jì)上的讀數(shù)的關(guān)系,。使用時(shí),，將望遠(yuǎn)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(shí)從電流計(jì)便可讀出待測物的溫度了。
12,、液晶溫度計(jì)：用不同配方制成的液晶,，其相變溫度不同,，當(dāng)其相變時(shí)，其光學(xué)性質(zhì)也會(huì)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,。此溫度計(jì)之優(yōu)點(diǎn)是讀數(shù)容易，而缺點(diǎn)則是度不足,，常用于觀賞用魚缸中,，以指示