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  • 1 # 巨劍時代

    大氣的溫度簡稱為“氣溫”。中國以攝氏溫標“℃”表示。

    氣象學上把表示空氣冷熱程度的物理量稱為空氣溫度,簡稱氣溫。國際上標準氣溫度量單位是攝氏度(℃)。

    天氣預報中所說的氣溫,指在野外空氣流通、不受太陽直射下測得的空氣溫度(一般在百葉箱內測定)。最高氣溫是一日內氣溫的最高值,一般出現在14-15時;最低氣溫是一日內氣溫的最低值,一般出現日出前。中國用攝氏溫標,以℃表示攝氏度。一般一天觀測4次,分別為02、08、14、20四個時次;部分測站根據實際情況,一天觀測3次,分別為08、14、20三個時次。

    可以用溫度計測量。

    介紹幾種常用的溫度計:

    1、氣體溫度計:利用一定質量的氣體作為工作物質的溫度計。用氣體溫度計來體現理想氣體溫標為標準溫標。用氣體溫度計所測得的溫度和熱力學溫度相吻合。氣體溫度計是在容器裡裝有氫或氮氣(多用氫氣或氦氣作測溫物質,因為氫氣和氦氣的液化溫度很低,接近於絕對零度,故它的測溫範圍很廣),它們的性質可外推到理想氣體。這種溫度計有兩種型別:定容氣體溫度計和定壓氣體溫度計。定容氣體溫度計是氣體的體積保持不變,壓強隨溫度改變。定壓氣體溫度計是氣體的壓強保持不變,體積隨溫度改變。

    2、電阻溫度計:根據導體電阻隨溫度而變化的規律來測量溫度的溫度計。最常用的電阻溫度計都採用金屬絲繞製成的感溫元件,主要有鉑電阻溫度計和銅電阻溫度計,在低溫下還有碳、鍺和銠鐵電阻溫度計。精密的鉑電阻溫度計是目前最精確的溫度計,溫度覆蓋範圍約為14~903K,其誤差可低到萬分之一攝氏度,它是能復現國際實用溫標的基準溫度計。中國還用一等和二等標準鉑電阻溫度計來傳遞溫標,用它作標準來檢定水銀溫度計和其他型別的溫度計。分為金屬電阻溫度計和半導體電阻溫度計,都是根據電阻值隨溫度的變化這一特性製成的。金屬溫度計主要有用鉑、金、銅、鎳等純金屬的及銠鐵、磷青銅合金的;半導體溫度計主要用碳、鍺等。電阻溫度計使用方便可靠,已廣泛應用。它的測量範圍為-260℃至600℃左右。

    3、溫差電偶溫度計:利用溫差電偶來測量溫度的溫度計。將兩種不同金屬導體的兩端分別連線起來,構成一個閉合迴路,一端加熱,另一端冷卻,則兩個接觸點之間由於溫度不同,將產生電動勢,導體中會有電流發生。因為這種溫差電動勢是兩個接觸點溫度差的函式,所以利用這一特性製成溫度計。若在溫差電偶的迴路裡再接入一種或幾種不同金屬的導線,所接入的導線與接觸點的溫度都是均勻的,對原電動勢並無影響,透過測量溫差電動勢來求被測的溫度,這樣就構成了溫差電偶溫度計。這種溫度計測溫範圍很大。例如,銅和康銅構成的溫差電偶的測溫範圍在200~400℃之間;鐵和康銅則被使用在200~1000℃之間;由鉑和鉑銠合金(銠10%)構成的溫差電偶測溫可達千攝氏度以上;銥和銥銠(銠50%)可用在2300℃;若用鎢和鉬(鉬25%)則可高達2600℃。

    5、指標式溫度計:是形如儀表盤的溫度計,也稱寒暑表,用來測室溫,是用金屬的熱脹冷縮原理製成的。它是以雙金屬片做為感溫元件,用來控制指標。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。由於銅的熱脹冷縮效果要比鐵明顯的多,因此當溫度升高時,銅片牽拉鐵片向右彎曲,指標在雙金屬片的帶動下就向右偏轉(指向高溫);反之,溫度變低,指標在雙金屬片的帶動下就向左偏轉(指向低溫)。

    6、玻璃管溫度計:玻璃管液體溫度計是應用最廣泛的一種溫度計,其結構簡單、使用方便、準確度高、價格低廉。按用途分類,可分為工業、標準和實驗室用三種。標準玻璃溫度計是成套供應的,可以作為檢定其他溫度計用,準確度可達0.05 ~ 0.1攝氏度;工業用玻璃溫度計為了避免使用是被碰碎,在玻璃管外通常由金屬保護套管,僅露出標尺部分,供操作人員讀數。實驗室用的玻璃管溫度計的形式和標準的相仿,準確度也較高。

    7、壓力式溫度計:新一代液體壓力式溫度計以及由此開發的系列化測溫儀表,克服了原儀表效能單一,可靠性差以及溫包積大的缺點,並將測溫元件體積縮小到原來的1/30或1/60,創造性地將感測器熱電阻安裝於測溫元件內,實現了機電一體化的測溫功能。形成了以液體壓力式溫度計為基本測溫儀表的遠傳、防震、防腐、電接點、溫度訊號變送等多功能系列化溫度儀表。分為兩個系列,普通型和防爆型。該溫度計的原理是基於密閉測溫系統內蒸發液體的飽和蒸氣壓力和溫度之間的變化關係,而進行溫度測量的。當溫包感受到溫度變化時,密閉系統內飽和蒸氣產生相應的壓力,引起彈性元件曲率的變化,使其自由端產生位移,再由齒輪放大機構把位移變為指示值,這種溫度計具有溫包體積小,反應速度快、靈敏度高、讀數直觀等特點,幾乎集合了玻璃棒溫度計、雙金屬溫度計、氣體壓力溫度計的所有優點,它可以製造成防震、防腐型,並且可以實現遠傳觸點訊號、熱電阻訊號、 0-10mA或4-20mA訊號。是目前使用範圍最廣、效能最全面的一種機械式測溫儀表。

    8、轉動式溫度計:轉動式溫度計是由一個捲曲的雙金屬片製成。雙金屬片一端固定,另一端連線著指標。兩金屬片因膨脹程度不同,在不同溫度下,造成雙金屬片捲曲程度不同,指標則隨之指在刻度盤上的不同位置,從刻度盤上的讀數,便可知其溫度。

    9、半導體溫度計:半導體的電阻變化和金屬不同,溫度升高時,其電阻反而減少,並且變化幅度較大。因此少量的溫度變化也可使電阻產生明顯的變化,所製成的溫度計有較高的精密度,常被稱為感溫器。

    10、熱電偶溫度計:兩種不同成份的導體(稱為熱電偶絲材或熱電極)兩端接合成迴路,當接合點的溫度不同時,在迴路中就會產生電動勢,這種現象稱為熱電效應,而這種電動勢稱為熱電勢。熱電偶就是利用這種原理進行溫度測量的,其中,直接用作測量介質溫度的一端叫做工作端(也稱為測量端),另一端叫做冷端(也稱為補償端);冷端與顯示儀表或配套儀表連線,顯示儀表會指出熱電偶所產生的熱電勢。熱電偶實際上是一種能量轉換器,它將熱能轉換為電能,用所產生的熱電勢測量溫度,對於熱電偶的熱電勢,應注意如下幾個問題:①熱電偶的熱電勢是熱電偶工作端的兩端溫度函式的差,而不是熱電偶冷端與工作端,兩端溫度差的函式;②熱電偶所產生的熱電勢的大小,當熱電偶的材料是均勻時,與熱電偶的長度和直徑無關,只與熱電偶材料的成份和兩端的溫差有關;③當熱電偶的兩個熱電偶絲材料成份確定後,熱電偶熱電勢的大小,只與熱電偶的溫度差有關;若熱電偶冷端的溫度保持一定,這進熱電偶的熱電勢僅是工作端溫度的單值函式。

    11、光測高溫計:它是利用熱源輻射的亮度和溫度的關係來測量高溫的儀器。該儀器主要部分包括:望遠鏡M管內裝一紅色玻璃濾色鏡F及一個小燈泡L。當光測高溫計對著熔鐵爐時。從望遠鏡裡看到燈泡的黑色燈絲及後面爐火的強光。燈絲和電源E及可變電阻R串接,調節可變電阻R的阻值使適當的電流透過燈絲。直到燈絲的亮度與爐火的亮度相同時為止。如果事先在安培表A上將已知溫度值刻好,則由安培表的讀數就可以直接讀出溫度的數值。測溫時,不需將儀器與被測體接觸,因此光測高溫計,可用來測很多金屬的熔點以上的溫度。物體溫度若高到會發出大量的可見光時,便可利用測量其熱輻射的多少以決定其溫度,此種溫度計即為光測溫度計。此溫度計主要是由裝有紅色濾光鏡的望遠鏡及一組帶有小燈泡、電流計與可變電阻的電路製成。使用前,先建立燈絲不同亮度所對應溫度與電流計上的讀數的關係。使用時,將望遠鏡對正待測物,調整電阻,使燈泡的亮度與待測物相同,這時從電流計便可讀出待測物的溫度了。

    12、液晶溫度計:用不同配方製成的液晶,其相變溫度不同,當其相變時,其光學性質也會改變,使液晶看起來變了色。如果將不同相變溫度的液晶塗在一張紙上,則由液晶顏色的變化,便可知道溫度為何。

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