Question

温度计的原理是什么？

温度计的原理是什么？

Answer 1

实验室用温度计:
水银温度计的原理很简单--就是因为水银的热涨冷缩,至于未何不用水呢,因为水在4度时,热胀冷也胀,而且水银的膨胀系数比较大,变化较明显 也有里面装酒精的,就是红红的那种 酒精温度计适合测低温(-78~+110度左右)，水银温度计适合侧较高的温度(约15~300度多).另外还有煤油温度计.
还有一些工业用的温度计:
压力式温度计的原理----依据液体膨胀定律，即一定质量的液体，在体积不变的条件下，液体的压力与温度呈线形。气体、蒸汽的压力与温度也是呈一定的函数关系，因此压力式温度计的标尺应均匀等分。压力式温度计是由充有感温介质的温包、传压元件(毛细管)及压力敏感元件(弹簧管)组成。
红外线测温计的原理----红外线测温计由光学系统，光电探测器，信号放大器及信号处理.显示输出等部分组成。光学系统汇聚其视场内的目标红外辐射能量，红外能量聚焦在光电探测器上并转变为相应的电信号，该信号再经换算转变为被测目标的温度值.
热电偶温度计的原理-----热电偶温度计的原理是将「电流计－铜线－铁线－铜线」串联成一个回路，此时铁线的两端和铜线连接处，会形成两个「接合处」(junction)，如果这两个接合处的温度不同，它们之间就会产生电压，在微安培计可测量出流经铁线和铜线上的微弱电流。 要将热电偶用作温度计，必须先作下面的校准。把一个接合处放入冰水中，把另一个接合处放入沸水中，记下这时的电流强度，这便是温差100℃时的电流值。对两种已知的金属导线来说，电流值跟两接合处的温度差成正比，量度范围很大，即由-200℃到1700℃，灵敏度很高

Answer 2

温度计工作原理 看看屋里屋外，您会发现有许多设备，它们的作用就是测量温度测量温度测量温度测量温度的变化： 院子里的温度计可以告诉您外面多热或多冷。 厨房里的肉类和糖果温度计可以测量食物的温度。 加热炉里的温度计可以控制什么时候开关。 烤箱里的温度计可以保持设定的温度（热）。 冰箱里的温度计可以保持设定的温度（冷）。 药柜里的体温计可以准确测量一个小范围内的温度。 所有这些设备都在以某种方式测量温度。在本篇文章中，我们将了解现在使用的各种温度计技术及其工作原理。您还可以制作自己的温度计！ 球状温度计就是您可能从小就在用的玻璃温度计。这种温度计含有某种液体，通常是水银。 球状温度计依据的是一个简单的原理，即液体的体积会随温度的变化而变化。液体变冷时收缩，变热时膨胀，这一原理同样适用于气体，也是热气球的工作原理。 您可能每天都会接触液体，但是您可能没有注意到，水、牛奶和食用油的体积都会随着温度的变化而变化，这些变化是相当小的。所有的球状温度计都使用一个大大的球和一根细细的管子来突出体积的变化。如果您自己动手做一个球状温度计，您就会亲眼看到这一点。下面就是您需要的物品： 带不透水密封盖的玻璃罐或玻璃瓶，盖子应为金属或塑料制成的旋盖。我用的是1360克的苹果酱罐。罐子必须是玻璃的，这样您挤压它时，它的形状不会发生改变。 一把钻头，或一把锤子和一颗大钉子。 一些橡皮泥、油灰、填缝剂或口香糖。 吸管，约23厘米长，越细越好，最好是透明的。 一些食用色素（非必需）。 制作温度计制作温度计制作温度计制作温度计： 1. 在罐子盖上打一个孔，孔的大小应尽可能地接近吸管的直径。 2. 将吸管的一端插入孔中，然后密封孔的四周，要用橡皮泥把盖子的内外两侧都密封住。完成后，它看起来应该是下面这样的：

Answer 3

温度不能直接测量,只能借助于冷热不同物体之间的热交换,以及物体某些物理性质随温度变化的特来间接测量。
一、利用物体热胀冷缩的特性测温
基于某些物体受热体积膨胀的特性制成的温度计称作膨胀式温度计.玻璃管温度计是属于液体膨胀式温度计,双金属温度计是属于固体膨胀式温度计.
双金属温度计中的感温元件是用两片线膨胀系数不同的金属片叠焊在一起制成的,双金属片受热后,由于两片金属的膨胀长度不同而产生弯曲。如图1-1所示，温度越高，产生的线膨胀长度差越大，因而引起的弯曲的角度越大。双金属温度计就是按这一原理而制成的。它是用双金属感温片制成螺旋形感温元件。放入金属保护套管内，温度变化时，螺旋形感温元件的自由端便围绕着中心轴转动一角度，同时带动指针在刻度盘上指示出相应的温度
数值（图1-2）。
二、利用工作物质的压力随温度变化的原理测温
应用压力随温度变化来测温的仪表称为压力式温度计.它是根据处于封闭系统中的液体、气体或低沸点液体的饱和蒸汽受热后体积或压力变化这一原理而制成的。测出相应压力，就能知道待测温度。压力式温度计由温包、毛细管和盘簧管（或称弹簧管）组成，如图1-3所示
在温包、毛细管和盘簧管组成的封闭系统中充以工作物质，温包直接与被测介质接触以感受温度的变化而变化，封闭系统中的压力随被测介质温度变化,压力的大小由盘簧管测出。
三、利用热辐射原理测温
热的传递有传导、对流和辐射三种形式。热辐射是高温物体以电磁波的形式辐射出能量，其辐射出的热能与温度有关，温度越高，辐射出的热能越大，辐射式高温计就是根据这一原理制成的。现在，已广泛地被用来测量高于800℃的温度。
四、应用热电效应测温
当两种自由电子密度不同的金属A和金属B密切接触时,按经典电子理论,金属中的自由电子如容器中的气体分子一样,将在金属中进行扩散.若金属A的自由电子密度大于金属B(nA>nB),从金属A扩散到金属B的自由电子将多于金属B扩散到金属A的自由电子，如图1-4所示
结果金属A失去了电子而带正电，金属B得到了电子而带负电，在金属的接触面形成偶电层，电场的方向由金属A指向金属B,因而阻止自由电子的扩散。当扩散作用和静电场的作用相互抵消时，电子迁移达到动力平衡，此时静电场的接触电势差，按气体分子运动论可证明其大小为
式中k为玻耳兹曼常数，e为电子电荷的绝对值，T为接触点的热力学温度。
从上式可知，接触电势差和两金属的材料及接触点的温度有关，温度越高，金属中的自由电子越活跃，从金属A迁移到金属B的自由电子数目越多,因而接触电势差越高。当A、B两种金属确定后，接触点的电势差仅与温度有关，因而称为热电势，记作eAB（t）,t表示接触点的温度，下标中的A、B分别表示金属A和金属B。如果下标次序改变，则e前面的符号作相应的改变，
即eAB（t）=-eBA
(t)。
根据经典理论，由两种不同的金属导体组成闭合回路，如两接触点的温度不同，高温度接触点1和低温度接触点2的温度分别为t1和t2,那么两接触点的接触电势差分别为eAB(t1)
和eAB(t2)，方向相反，大小不等，如图1-5所示。
此回路中的电动势E（t1,t2）应等于它们的代数和。即E（t1,t2）=
eAB(t1)-eAB(t2)=
eAB(t1)+eBA(t2)
当A、B两种材料固定后，如果一个接触点的温度为已知，另一个接触点的温度，亦即待测温度，就可算出。这就是热电偶测温原理。
五、电阻测温原理
我们可依据金属导体或半导体的电阻值随温度变化而改变的性质，来测量温度。例如金属铜在-50～150℃的范围内，它的阻值与温度为线性关系，其表达式为：Rt=R0(1+at)
式中，a=4.25×10-3/℃
金属铂在0～630℃的范围内电阻值与温度的关系可用下式表示：
Rt=R0(1+At+Bt2+Ct3)
式中，Rt，R0分别为温度t℃,0℃时的电阻值。
A:
常数（＝3.950×10-3/℃）
B:
常数
（＝-5.850×10-7/(℃)2）
C:
常
数（＝-4.22×10-22/(℃)3）
一般金属的电阻值是随着温度的升高而增加，且近于线性关系。而半导体的电阻值却是随温度的升高而减少，而且不是线性关系。
应用半导体热敏电阻测温，在不少场合（如测量腐蚀性介质温度、轴承表面温度以及医用测量
等）已经得到了较广泛的应用。半导体电阻温度计具有良好的抗腐蚀性和灵敏度高、热惯性小、体积小、结构简单、寿命长等优点。但测量范围有一定的限制（一般为-50～+300℃），且由于半导
体热敏电阻的特性曲线的不一致，所以互换性差，应用有一定的局限性。
通常，热敏电阻的材料是各种金属氧化物（如锰、镍、铜和铁法的氧化物等）按一定的比例混合起来，经研磨、成型，加热到一定温度后，结合坚实的整体。
§2
测温仪表的选型
温度测量仪表的选用是一项重要的工作,如果选用不当,不仅不能满足生产要求,而且可能会引起
生产事故,造成不应有的损失.选用测量仪表应考虑如下几个方面:
一、根据工艺要求选择测温仪表的类型
仪表类型的选择是保证仪表正常工作及安全生产的重要前提.因此在选用仪表之前,一定要深入了解掌握工艺过程,掌握工艺对仪表提出的要求.一般应了解掌握如下工艺情况:
1、
被测对象的温度变化范围及变化的快慢；
2、
被测对象的物理和化学性质，如腐蚀性、氧化性气氛还是还原性气氛、粘度大小、污脏
程度、是否易燃、易爆、有毒等；
3、
被测对象是静止还是运动的，是气态、液态温度还是固体温度，是测点温还是平均温度；
4、
信号是否要远传、自动记录、报警；
5、
仪表安装现场的环境条件，如温度、湿度、电磁场、振动等情况。
二、温度测量仪表精度等级的选择
仪表精度等级是根据工艺生产上所允许的最大测量误差来确定的。
温度测量仪表量程的选择
进行测温时，测量的准确度不仅与选用仪表的精确度等级有关，而且与仪表的量程有关。也就
是说，精确等级相同，但量程不同的仪表，其可能产生的绝对误差是不同的。所以在选用仪表量程时，同样精度等级的仪表应尽量选择测量上限与被测温度相近的仪表，也就是说，在仪表运行时，尽量使它工作在测量上限。但为了保证仪表安全，应留有一定余地，正常使用的测量范围一般为满量程的30～90％。

Answer 4

温度计，是测温仪器的总称。根据所用测温物质的不同和测温范围的不同，有煤油温度计、酒精温度计、水银温度计、气体温度计、电阻温度计、温差电偶温度计、辐射温度计和光测温度计、双金属温度计等。
根据使用目的的不同，已设计制造出多种温度计。其设计的依据有：利用固体、液体、气体受温度的影响而热胀冷缩的现象；在定容条件下，气体（或蒸气）的压强因不同温度而变化；热电效应的作用；电阻随温度的变化而变化；热辐射的影响等。
一般说来，一切物质的任一物理属性，只要它随温度的改变而发生单调的、显著的变化，都可用来标志温度而制成温度计。
各种温度计工作原理
1、气体温度计：多用氢气或氦气作测温物质，因为氢气和氦气的液化温度很低，接近于绝对零度，故它的测温范围很广。这种温度计精确度很高，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，都是根据电阻值随温度的变化这一特性制成的。金属温度计主要有用铂、金、铜、镍等纯金属的及铑铁、磷青铜合金的；半导体温度计主要用碳、锗等。电阻温度计使用方便可靠，已广泛应用。它的测量范围为-260℃至600℃左右。
3、温差电偶温度计：是一种工业上广泛应用的测温仪器。利用温差电现象制成。两种不同的金属丝焊接在一起形成工作端，另两端与测量仪表连接，形成电路。把工作端放在被测温度处，工作端与自由端温度不同时，就会出现电动势，因而有电流通过回路。通过电学量的测量，利用已知处的温度，就可以测定另一处的温度。它适用于温差较大的两种物质之间，多用于高温和低浊测量。有的温差电偶能测量高达3000℃的高温，有的能测接近绝对零度的低温。
4、高温温度计：是指专门用来测量500℃以上的温度的温度计，有光测温度计、比色温度计和辐射温度计。高温温度计的原理和构造都比较复杂，这里不再讨论。其测量范围为500℃至3000℃以上，不适用于测量低温。

Answer 5

从微观结构看，当物体温度升高时，分子的动能增加，分子的平均自由程增加，所以表现为热胀；同理，当物体温降低时，分子的动能减小，分子的平均自由程减少，所以表现为冷缩。这就是热胀冷缩的真实原因，也是温度计的工作原理。