温度计根据不同的技术原理做成不同种类的温度计用于各行各业中。那么不同温度计的原理及种类都是什么呢?对温度计有一定了解的朋友们都知道温度计并非只有我们所最常见用来测体温的水银温度计。而是测温仪器的一个统称。既然如此温度计也固然会有着各种各样不同的种类。不同的温度计根据不同的方式测量温度,其温度计的原理自然也有着不小的差别。
温度计原理:
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。
温度计种类:
随着科学技术的发展和现代工业技术的需要测温技术也不断地改进和提高。由于测温范围越来越广根据不同的要求又制造出不同需要的测温仪器。下面介绍几种。
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。这种温度计多用铜——康铜、铁——康铜、镍铭——康铜、金钴——铜、铂——铑等组成。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、双金属温度计: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。双金属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。
5、指针式温度计:是形如仪表盘的温度计也称寒暑表用来测室温是用金属的热胀冷缩原理制成的。它是以双金属片做为感温元件用来控制指针。双金属片通常是用铜片和铁片铆在一起且铜片在左铁片在右。由于铜的热胀冷缩效果要比铁明显的多因此当温度升高时铜片牵拉铁片向右弯曲指针在双金属片的带动下就向右偏转(指向高温);反之温度变低指针在双金属片的带动下就向左偏转(指向低温)。
6、玻璃管温度计:玻璃管温度计是利用热胀冷缩的原理来实现温度的测量的。由于测温介质的膨胀系数与沸点及凝固点的不同所以我们常见的玻璃管温度计主要有:煤油温度计、水银温度计、红钢笔水温度计。
玻璃管温度计优点是结构简单使用方便测量精度相对较高,价格低廉。缺点是测量上下限和精度受玻璃质量与测温介质的性质限制。且不能远传易碎。
7、压力式温度计:压力式温度计是利用封闭容器内的液体气体或饱和蒸气受热后产生体积膨胀或压力变化作为测信号。它的基本结构是由温包、毛细管和指示表三部分组成。它是最早应用于生产过程温度控制的方法之一。压力式测温系统现在仍然是就地指示和控制温度中应用十分广泛的测量方法。
压力式温度计的优点是:结构简单机械强度高不怕震动。价格低廉不需要外部能源。
缺点是:测温范围有限制一般在-80~400℃;热损失大响应时间较慢;仪表密封系统(温包毛细管弹簧管)损坏难于修理必须更换;测量精度受环境温度、温包安装位置影响较大精度相对较低;毛细管传送距离有限制。压力温度计经常的工作范围应在测量范围的1/2--3/4处并尽可能的使显示表与温包处于水平位置。其安装用的温包安装螺栓会使温度流失而导致温度不准确安装时应进行保温处理并尽量使温包工作在没有震动的环境中。
8、转动式温度计:转动式温度计是由一个卷曲的双金属片制成。双金属片一端固定另一端连接着指针。两金属片因膨胀程度不同在不同温度下造成双金属片卷曲程度不同指针则随之指在刻度盘上的不同位置从刻度盘上的读数便可知其温度。
9、半导体温度计:半导体的电阻变化和金属不同温度升高时其电阻反而减少并且变化幅度较大。因此少量的温度变化也可使电阻产生明显的变化所制成的温度计有较高的精密度常被称为感温器。
10、热电偶温度计:热电偶温度计是由两条不同金属连接着一个灵敏的电压计所组成。金属接点在不同的温度下会在金属的两端产生不同的电位差。电位差非常微小故需灵敏的电压计才能测得。由电压计的读数便可知道温度为何。
11、光测高温计:物体温度若高到会发出大量的可见光时便可利用测量其热辐射的多寡以决定其温度此种温度计即为光测温度计。此温度计主要是由装有红色滤光镜的望远镜及一组带有小灯泡、电流计与可变电阻的电路制成。使用前先建立灯丝不同亮度所对应温度与电流计上的读数的关系。使用时将望远镜对正待测物调整电阻使灯泡的亮度与待测物相同这时从电流计便可读出待测物的温度了。
12、液晶温度计:用不同配方制成的液晶其相变温度不同当其相变时其光学性质也会改变使液晶看起来变了色。如果将不同相变温度的液晶涂在一张纸上,时代超声波探伤仪则由液晶颜色的变化便可知道温度为何。此温度计之优点是读数容易而缺点则是精确度不足常用于观赏用鱼缸中。
根据不同的工作原理各种的温度计在同样能够测量温度的基础上也有着许许多多的特色从而更好的应用与不同的层面这就是温度计大家族的组成。