温度计
根据不同的用途,设计和制造了各种温度计。设计依据是:利用固体、液体、气体在温度影响下热胀冷缩的现象;在体积不变的情况下,气体(或蒸汽)的压力随温度的不同而变化;热电效应的影响;电阻随着温度的变化而变化;热辐射等的影响。一般来说,一切物质的任何物理性质,只要随温度的变化而单调而显著地变化,都可以用来标记温度,做温度计。
1.气体温度计
氢气或氦气常被用作测温材料,因为氢气和氦气的液化温度很低,接近绝对零度,所以它的测温范围很广。这种温度计准确度高,多用于精密测量。
2.电阻温度计
分为金属电阻温度计和半导体电阻温度计,两者都是根据电阻值随温度变化的特性制作的。金属温度计主要由纯金属制成,如铂、金、铜、镍和铑铁磷青铜合金。半导体温度计主要使用碳、锗等。电阻温度计使用方便可靠,已被广泛使用。其测量范围约为-260℃至600℃。
3.热电偶温度计
它是工业上广泛使用的温度测量仪器。由热电现象构成。两种不同的金属线焊接在一起形成工作端,另外两端与测量仪器连接形成电路。当工作端置于被测温度时,如果工作端的温度与自由端的温度不同,就会产生电动势,于是就会有电流流过电路。通过测量电量,可以利用一个已知地方的温度来测量另一个地方的温度。适用于温差较大的两种物质之间高温低浊的测量。有的热电偶可以测量高达3000℃的高温,有的可以测量接近绝对零度的低温。
4.高温温度计
指专门用于测量500℃以上温度的温度计,包括光学温度计、比色温度计和辐射温度计。高温温度计的原理和结构比较复杂,这里就不讨论了。它的测量范围从500℃到3000℃以上,不适于低温测量。
5.指针式温度计
它是一种形似仪表盘的温度计,也称温度计,用于测量室温。它是根据金属热胀冷缩的原理制成的。它使用双金属作为温度传感元件来控制指针。双金属片通常由铜片和铁片铆接在一起,铜片在左边,铁片在右边。由于铜的热胀冷缩作用比铁明显得多,当温度升高时,铜片拉动铁片向右弯曲,指针在双金属的带动下向右偏转(指向高温);相反,当温度变低时,指针在双金属的驱动下向左偏转(指向低温)。
6.玻璃管温度计
玻璃温度计利用热胀冷缩的原理来测量温度。由于测温介质的膨胀系数不同于沸点和冰点,我们常见的玻璃管温度计主要有煤油温度计、水银温度计和红笔水温度计。其优点是结构简单,使用方便,测量精度较高,价格低廉。缺点是测量和精度的上下限受到玻璃质量和测温介质性质的限制。而且传播不了多远,脆弱。
7.压力温度计
压力温度计是利用封闭容器中的液体、气体或饱和蒸汽受热后的体积膨胀或压力变化作为测量信号。其基本结构由三部分组成:温度包、毛细管和指示器。该压力温度计具有结构简单、机械强度高、不怕振动的优点。价格低廉,不需要外部能源。缺点:测温范围有限,一般为-80-400℃;热量损失大,响应时间慢。
8.水银温度计
水银温度计是一种膨胀温度计。它的冰点是-38.87℃,沸点是356.7℃。用于测量0-150℃或500℃范围内的温度。它只能用作本地监测仪器。用它来测量温度不仅简单直观,而且可以避免外接远传温度计的误差。
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