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根(gēn)據使用目的的不同(tóng),已(yǐ)製出多種(zhǒng)溫(wēn)度計。其的依據有:利用(yòng)固(gù)體(tǐ),液(yè)體(tǐ),氣體受(shòu)溫(wēn)度的(dí)影(yǐng)響(xiǎng)而熱脹冷縮(suō)的(dí)現(xiàn)象(xiàng);在(zài)定容條(tiáo)件(jiàn)下(xià),氣(qì)體(或(huò)蒸汽)的壓(yā)強(qiáng)因(yīn)不(bù)同溫(wēn)度而(ér)變化;熱(rè)電效應(yīng)的作(zuò)用(yòng);電(diàn)阻(zǔ)隨溫(wēn)度的變(biàn)化而變(biàn)化(huà);熱輻射的影(yǐng)響等(děng)。
般說(shuō)來,切(qiē)物質(zhì)的(dí)物理(lǐ)屬(shǔ)性,隻(zhī)要它隨溫度的(dí)改變而(ér)發(fā)生單調的,顯著(zhù)的變化,都(dū)可用(yòng)來標誌溫度而(ér)製(zhì)成(chéng)溫(wēn)度計(jì)。
各種溫(wēn)度(dù)計作(zuò)原(yuán)理
1.氣體溫度計:多用氫氣或(huò)氦(hài)氣(qì)作測溫物質,因為氫(qīng)氣(qì)和氦氣的液(yè)化溫度很低,接近於(yú)零度(dù),故(gù)它(tā)的測溫範圍很廣。這種溫度(dù)計度(dù)很,多(duō)用於測(cè)量。
2.電阻溫度(dù)計(jì):分為(wéi)金屬(shǔ)電(diàn)阻溫度計和半(bàn)導體電(diàn)阻溫度計,都是根據電阻值隨溫(wēn)度(dù)的變化這性製成(chéng)的(dí)。金(jīn)屬(shǔ)溫度計主(zhǔ)要(yào)有用鉑,金(jīn),銅(tóng),鎳等(děng)純金屬的及(jí)銠鐵(tiě),磷(lín)青(qīng)銅(tóng)合(hé)金的;半(bàn)導體溫(wēn)度計主要(yào)用碳,鍺等(děng)。電阻(zǔ)溫度計(jì)使(shǐ)用方便可靠,已(yǐ)廣(guǎng)泛(fàn)應(yīng)用。它(tā)的測量範圍為-260℃至600℃左(zuǒ)右。
度溫度(dù)計3.溫差電偶溫(wēn)度計:是(shì)種業(yè)上(shàng)廣泛應用的(dí)測溫(wēn)儀器。利用(yòng)溫(wēn)差(chà)電(diàn)現象製(zhì)成(chéng)。兩種(zhǒng)不同的金屬(shǔ)絲(sī)焊接在起(qǐ)形成(chéng)作端(duān),另兩(liǎng)端與(yǔ)測量(liáng)儀表連(lián)接,形成電路。把作端(duān)放在被(bèi)測(cè)溫度(dù)處,作(zuò)端與自由(yóu)端(duān)溫度不(bù)同時(shí),就會(huì)出(chū)現(xiàn)電(diàn)動勢,因而有電通過回路(lù)。通(tōng)過電學量的測量,利(lì)用(yòng)已知處的(dí)溫度,就可以(yǐ)測定另處(chǔ)的溫(wēn)度。它適(shì)用(yòng)於溫差較大的(dí)兩(liǎng)種物質之間,多(duō)用於溫(wēn)和低濁測量。有(yǒu)的(dí)溫差電偶(ǒu)能測(cè)量達(dá)3000℃的溫(wēn),有的能(néng)測(cè)接近零度的(dí)低(dī)溫。
4.溫(wēn)溫(wēn)度計(jì):是(shì)門(mén)用(yòng)來(lái)測量(liáng)500℃以(yǐ)上的溫(wēn)度(dù)的溫度(dù)計,有(yǒu)光測溫(wēn)度計(jì),比色溫(wēn)度(dù)計和輻射溫度(dù)計。溫(wēn)溫(wēn)度計的原理和(hé)構(gòu)都復(fù)雜,這裏不(bù)再(zài)討(tǎo)論(lùn)。其(qí)測量(liáng)範(fàn)圍為(wéi)500℃至3000℃以上,不適用於(yú)測(cè)量(liáng)低溫(wēn)。
5.針式溫度(dù)計(jì):是形如儀表(biǎo)盤(pán)的(dí)溫(wēn)度(dù)計(jì),也稱寒暑表,用來測室溫(wēn),是用(yòng)金屬的(dí)熱脹(zhàng)冷縮(suō)原(yuán)理(lǐ)製成(chéng)的。它(tā)是以(yǐ)雙(shuāng)金屬片做為感溫元件(jiàn),用(yòng)來控製針。雙(shuāng)金屬(shǔ)片(piàn)通(tōng)常是用銅片(piàn)和鐵(tiě)片鉚在起,且(qiě)銅片(piàn)在(zài)左,鐵片(piàn)在(zài)右。由於(yú)銅(tóng)的熱脹冷縮效果要比鐵(tiě)明(míng)顯的多,因此當(dāng)溫(wēn)度升(shēng)時(shí),銅片牽(qiān)拉(lā)鐵(tiě)片(piàn)向右彎(wān)曲(qū),針(zhēn)在雙金(jīn)屬(shǔ)片的帶動下(xià)就(jiù)向(xiàng)右(yòu)偏轉(zhuǎn)(向(xiàng)溫);反之,溫(wēn)度變(biàn)低,針(zhēn)在雙金屬(shǔ)片的帶動下就向(xiàng)左(zuǒ)偏(piān)轉(向(xiàng)低溫(wēn))。
6.玻璃(lí)管(guǎn)溫(wēn)度計:玻(bō)璃管溫(wēn)度計(jì)是(shì)利(lì)用熱(rè)脹冷縮(suō)的原理(lǐ)來(lái)實現(xiàn)溫度的測(cè)量(liáng)的(dí)。由於測(cè)溫(wēn)介(jiè)質的膨脹(zhàng)係數與(yǔ)沸點及(jí)凝(níng)固點的(dí)不(bù)同,所(suǒ)以我(wǒ)們(mén)常(cháng)見的(dí)玻(bō)璃(lí)管(guǎn)溫度計主要(yào)有:煤油(yóu)溫(wēn)度(dù)計(jì),水(shuǐ)銀溫度(dù)計,紅鋼筆水(shuǐ)溫(wēn)度(dù)計(jì)。他的優點是結(jié)構簡(jiǎn)單(dān),使用(yòng)方(fāng)便,測量(liáng)度相對較,價(jià)格低廉(lián)。缺點(diǎn)是測(cè)量(liáng)上下限(xiàn)和度受(shòu)玻璃質(zhì)量與測溫(wēn)介質的性質(zhì)限製。且不能(néng)遠(yuǎn)傳(chuán),易碎。
7.壓力(lì)式(shì)溫(wēn)度計(jì):壓力(lì)式(shì)溫度計是(shì)利(lì)用(yòng)封閉(bì)容器內的液體,氣體(tǐ)或(huò)飽和(hé)蒸氣受熱後產生體(tǐ)積(jī)膨(péng)脹或(huò)壓力變(biàn)化(huà)作(zuò)為(wéi)測(cè)信號。它(tā)的基(jī)本結構(gòu)是(shì)由溫包(bāo),毛細(xì)管(guǎn)和(hé)示表三(sān)分組(zǔ)成。壓(yā)力式溫度計的優點是:結構簡單,機械強度,不怕震動。價(jià)格低(dī)廉,不需要外能源。缺點(diǎn)是:測(cè)溫(wēn)範圍(wéi)有限製,般在(zài)-80~400℃;熱損失(shī)大響應時(shí)間(jiān)較慢。
8.水銀溫度計(jì):水銀(yín)溫(wēn)度計是膨脹式溫度計的種,水銀(yín)的凝(níng)固(gù)點是(shì) -38.87℃,沸(fèi)點(diǎn)是 356.7℃,用來測(cè)量(liáng)0--150℃或500℃以內(nèi)範(fàn)圍(wéi)的(dí)溫度(dù),它隻(zhī)能作為(wéi)就(jiù)地監督的(dí)儀(yí)表。用(yòng)它(tā)來(lái)測量溫(wēn)度,不僅(jǐn)簡單直(zhí)觀(guān),而且(qiě)還(huán)可(kě)以避免(miǎn)外(wài)遠傳溫(wēn)度計(jì)的誤差(chà)。
溫(wēn)度計zui早的(dí)溫度計是在1593年(nián)由意大利(lì)家伽(qié)利略(lüè)(1564~1642)的。他(tā)的*隻溫度計(jì)是根(gēn)端敞口的(dí)玻璃管,另端(duān)帶有核桃(táo)大的(dí)玻(bō)璃(lí)泡(pào)。使用時給(gěi)玻(bō)璃泡加(jiā)熱,然後把(bǎ)玻璃管(guǎn)插入水(shuǐ)中。隨著(zhuó)溫度(dù)的變化,玻(bō)璃(lí)管(guǎn)中(zhōng)的(dí)水(shuǐ)麵就(jiù)會上(shàng)下移(yí)動,根(gēn)據移動的(dí)多(duō)少(shǎo)就(jiù)可以(yǐ)判定(dìng)溫(wēn)度(dù)的變(biàn)化(huà)和溫度的(dí)低(dī)。溫度(dù)計(jì)有(yǒu)熱(rè)脹冷(lěng)縮的作用所以(yǐ)這種溫(wēn)度(dù)計(jì),受(shòu)外(wài)界大氣壓強(qiáng)等環(huán)境(jìng)因素(sù)的影響(xiǎng)較(jiào)大(dà),所(suǒ)以測(cè)量誤(wù)差較(jiào)大。
後來伽利略的學生(shēng)和其(qí)他(tā)家,在(zài)這個基礎(chǔ)上(shàng)反(fǎn)復改(gǎi),如把(bǎ)玻璃管倒過來(lái),把液體(tǐ)放在(zài)管(guǎn)內,把玻璃管(guǎn)封(fēng)閉等。突出(chū)的是(shì)法人(rén)布利(lì)奧(ào)在(zài)1659年製的溫(wēn)度計,他把玻(bō)璃泡的(dí)體積縮小(xiǎo),並(bìng)把(bǎ)測溫(wēn)物(wù)質改為(wéi)水(shuǐ)銀,具(jù)備(bèi)了溫(wēn)度計的雛形。以後荷(hé)蘭人華(huá)倫(lún)海在1709年(nián)利(lì)用(yòng)酒(jiǔ),在(zài)1714年又(yòu)利(lì)用(yòng)水銀作(zuò)為測量物質,製(zhì)了更的溫(wēn)度(dù)計。他觀察(chá)了(liǎo)水的(dí)沸(fèi)騰(téng)溫(wēn)度,水(shuǐ)和冰混合時的溫(wēn)度(dù),鹽水和冰(bīng)混(hùn)合時(shí)的(dí)溫度;經過反(fǎn)復實驗(yàn)與核準,zui後(hòu)把定(dìng)濃度的鹽水凝固時(shí)的(dí)溫度定為(wéi)0℉,把純水(shuǐ)凝固(gù)時(shí)的溫度定(dìng)為32℉,把(bǎ)標準(zhǔn)大氣壓(yā)下(xià)水沸騰(téng)的溫(wēn)度定為(wéi)212℉,用(yòng)℉代表華(huá)氏(shì)溫度,這就(jiù)是華氏溫(wēn)度(dù)計。
在(zài)華(huá)氏溫度計出(chū)現的(dí)同(tóng)時(shí),法(fǎ)人(rén)列(liè)繆爾(ěr)(1683~1757)也製了(liǎo)種(zhǒng)溫(wēn)度計。溫(wēn)度(dù)計他認(rèn)為(wéi)水銀的(dí)膨(péng)脹係(xì)數(shù)太(tài)小(xiǎo),不宜(yí)做測溫物(wù)質(zhì)。他心(xīn)研究(jiū)用酒作(zuò)為測溫物質(zhì)的(dí)優(yōu)點(diǎn)。他(tā)反復(fù)實踐(jiàn)發現,含有(yǒu)1/5水(shuǐ)的(dí)酒(jiǔ),在水(shuǐ)的結冰(bīng)溫(wēn)度(dù)和(hé)沸騰(téng)溫度(dù)之間(jiān),其(qí)體積(jī)的膨脹(zhàng)是(shì)從1000個體積單位增大(dà)到(dào)1080個體(tǐ)積單位。因(yīn)此(cǐ)他把冰點和沸點(diǎn)之(zhī)間分成80份,定(dìng)為(wéi)自己溫(wēn)度計(jì)的溫(wēn)度(dù)分度(dù),這就是列(liè)氏溫度計(jì)。
華(huá)氏溫(wēn)度(dù)計製成(chéng)後又(yòu)經過(guò)30多年,瑞典(diǎn)人攝(shè)爾(ěr)修(xiū)斯於1742年改(gǎi)了華(huá)倫海溫度(dù)計(jì)的(dí)刻度,他把水的(dí)沸點定為0度(dù),把(bǎ)水(shuǐ)的冰(bīng)點定為(wéi)100度(dù)。後來他的同事(shì)施勒(lè)默(mò)爾把(bǎ)兩(liǎng)個溫度點的(dí)數值(zhí)又倒過來(即(jí)沸點100度(dù),冰點0度),就成了(liǎo)的百分(fēn)溫(wēn)度,即(jí)攝氏(shì)溫度,用(yòng)℃表示。華氏(shì)溫度與(yǔ)攝氏溫(wēn)度(dù)的(dí)關(guān)係為(wéi)℉=9/5℃+32,或(huò)℃=5/9(℉-32)。
英(yīng),美家(jiā)多(duō)用華氏溫度,德(dé)多用(yòng)列氏溫(wēn)度(dù),而(ér)界(jiè)科(kē)界(jiè)和(hé)農(nóng)業中(zhōng),以(yǐ)及中(zhōng),法(fǎ)等大(dà)多數家(jiā)則(zé)多用攝氏溫度。