溫度儀表的工作原理及分類(lèi)
溫度計(jì)(
溫度儀表)是測(cè)溫儀器的總稱(chēng)。根據(jù)所用測(cè)溫物質(zhì)的不同和測(cè)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)、輻射溫度計(jì)和光測(cè)溫度計(jì)等。工作原理根據(jù)使用的不同,已經(jīng)制造出不同溫度計(jì)。設(shè)計(jì)的有:利用固體、液體、氣體受溫度的影響而熱脹冷縮的現(xiàn)象;在一定條件下,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。
不同溫度計(jì)用途分類(lèi)
1、氣體溫度計(jì):一般用氫氣或氦氣作測(cè)溫物質(zhì),因?yàn)闅錃夂秃獾囊夯瘻囟群艿?,接近于零度,所以它的測(cè)溫范圍很廣。這種溫度計(jì)度很高,一般用于精密測(cè)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(cè)量范圍為-260℃至600℃左右。
3、高溫溫度計(jì):是指專(zhuān)門(mén)用來(lái)測(cè)量500℃以上的溫度的溫度計(jì),有光測(cè)溫度計(jì)、比色溫度計(jì)和輻射溫度計(jì)。高溫溫度計(jì)的原理和構(gòu)造都比較復(fù)雜,這里不再討論。其測(cè)量范圍為500℃至3000℃以上,不適用于測(cè)量低溫。
4、指針式溫度計(jì):是形如儀表盤(pán)的溫度計(jì),也稱(chēng)寒暑表,用來(lái)測(cè)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(lái)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)。
5、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(lái)實(shí)現(xiàn)溫度的測(cè)量的。由于測(cè)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(jiàn)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(jiǎn)單,使用方便,測(cè)量精度相對(duì)較高,價(jià)格低廉。缺點(diǎn)是測(cè)量上下限和精度受玻璃質(zhì)量與測(cè)溫介質(zhì)的性質(zhì)限制。且不能遠(yuǎn)傳,易碎。
6、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,故又稱(chēng)雙金屬溫度計(jì)。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(pán)上的不同位置,從刻度盤(pán)上的讀數(shù),便可知其溫度。
7、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(chēng)為感溫器。
8、光測(cè)高溫計(jì):物體溫度若高到會(huì)發(fā)出大量的可見(jiàn)光時(shí),便可利用測(cè)量其熱輻射的多寡以決定其溫度,此種溫度計(jì)即為光測(cè)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(duì)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(duì)正待測(cè)物,調(diào)整電阻,使燈泡的亮度與待測(cè)物相同,這時(shí)從電流計(jì)便可讀出待測(cè)物的溫度了。