溫度不能直接測量,只能藉助於冷熱不同物體之間的熱交換,以及物體某些物理性質隨溫度變化的特來間接測量。一、利用物體熱脹冷縮的特性測溫 基於某些物體受熱體積膨脹的特性製成的溫度計稱作膨脹式溫度計.玻璃管溫度計是屬於液體膨脹式溫度計,雙金屬溫度計是屬於固體膨脹式溫度計. 雙金屬溫度計中的感溫元件是用兩片線膨脹係數不同的金屬片疊焊在一起製成的,雙金屬片受熱後,由於兩片金屬的膨脹長度不同而產生彎曲。如圖1-1所示,溫度越高,產生的線膨脹長度差越大,因而引起的彎曲的角度越大。雙金屬溫度計就是按這一原理而製成的。它是用雙金屬感溫片製成螺旋形感溫元件。放入金屬保護套管內,溫度變化時,螺旋形感溫元件的自由端便圍繞著中心軸轉動一角度,同時帶動指標在刻度盤上指示出相應的溫度數值(圖1-2)。 二、利用工作物質的壓力隨溫度變化的原理測溫 應用壓力隨溫度變化來測溫的儀表稱為壓力式溫度計.它是根據處於封閉系統中的液體、氣體或低沸點液體的飽和蒸汽受熱後體積或壓力變化這一原理而製成的。測出相應壓力,就能知道待測溫度。壓力式溫度計由溫包、毛細管和盤簧管(或稱彈簧管)組成,如圖1-3所示 在溫包、毛細管和盤簧管組成的封閉系統中充以工作物質,溫包直接與被測介質接觸以感受溫度的變化而變化,封閉系統中的壓力隨被測介質溫度變化,壓力的大小由盤簧管測出。 三、利用熱輻射原理測溫 熱的傳遞有傳導、對流和輻射三種形式。熱輻射是高溫物體以電磁波的形式輻射出能量,其輻射出的熱能與溫度有關,溫度越高,輻射出的熱能越大,輻射式高溫計就是根據這一原理製成的。現在,已廣泛地被用來測量高於800℃的溫度。 四、應用熱電效應測溫 當兩種自由電子密度不同的金屬A和金屬B密切接觸時,按經典電子理論,金屬中的自由電子如容器中的氣體分子一樣,將在金屬中進行擴散.若金屬A的自由電子密度大於金屬B(nA>nB),從金屬A擴散到金屬B的自由電子將多於金屬B擴散到金屬A的自由電子,如圖1-4所示 結果金屬A失去了電子而帶正電,金屬B得到了電子而帶負電,在金屬的接觸面形成偶電層,電場的方向由金屬A指向金屬B,因而阻止自由電子的擴散。當擴散作用和靜電場的作用相互抵消時,電子遷移達到動力平衡,此時靜電場的接觸電勢差,按氣體分子運動論可證明其大小為 式中k為玻耳茲曼常數,e為電子電荷的絕對值,T為接觸點的熱力學溫度。 從上式可知,接觸電勢差和兩金屬的材料及接觸點的溫度有關,溫度越高,金屬中的自由電子越活躍,從金屬A遷移到金屬B的自由電子數目越多,因而接觸電勢差越高。當A、B兩種金屬確定後,接觸點的電勢差僅與溫度有關,因而稱為熱電勢,記作eAB(t),t表示接觸點的溫度,下標中的A、B分別表示金屬A和金屬B。如果下標次序改變,則e前面的符號作相應的改變,即eAB(t)=-eBA (t)。 根據經典理論,由兩種不同的金屬導體組成閉合迴路,如兩接觸點的溫度不同,高溫度接觸點1和低溫度接觸點2的溫度分別為t1和t2,那麼兩接觸點的接觸電勢差分別為eAB(t1) 和eAB(t2),方向相反,大小不等,如圖1-5所示。 此迴路中的電動勢E(t1,t2)應等於它們的代數和。即E(t1,t2)= eAB(t1)-eAB(t2)= eAB(t1)+eBA(t2) 當A、B兩種材料固定後,如果一個接觸點的溫度為已知,另一個接觸點的溫度,亦即待測溫度,就可算出。這就是熱電偶測溫原理。 五、電阻測溫原理 我們可依據
溫度不能直接測量,只能藉助於冷熱不同物體之間的熱交換,以及物體某些物理性質隨溫度變化的特來間接測量。一、利用物體熱脹冷縮的特性測溫 基於某些物體受熱體積膨脹的特性製成的溫度計稱作膨脹式溫度計.玻璃管溫度計是屬於液體膨脹式溫度計,雙金屬溫度計是屬於固體膨脹式溫度計. 雙金屬溫度計中的感溫元件是用兩片線膨脹係數不同的金屬片疊焊在一起製成的,雙金屬片受熱後,由於兩片金屬的膨脹長度不同而產生彎曲。如圖1-1所示,溫度越高,產生的線膨脹長度差越大,因而引起的彎曲的角度越大。雙金屬溫度計就是按這一原理而製成的。它是用雙金屬感溫片製成螺旋形感溫元件。放入金屬保護套管內,溫度變化時,螺旋形感溫元件的自由端便圍繞著中心軸轉動一角度,同時帶動指標在刻度盤上指示出相應的溫度數值(圖1-2)。 二、利用工作物質的壓力隨溫度變化的原理測溫 應用壓力隨溫度變化來測溫的儀表稱為壓力式溫度計.它是根據處於封閉系統中的液體、氣體或低沸點液體的飽和蒸汽受熱後體積或壓力變化這一原理而製成的。測出相應壓力,就能知道待測溫度。壓力式溫度計由溫包、毛細管和盤簧管(或稱彈簧管)組成,如圖1-3所示 在溫包、毛細管和盤簧管組成的封閉系統中充以工作物質,溫包直接與被測介質接觸以感受溫度的變化而變化,封閉系統中的壓力隨被測介質溫度變化,壓力的大小由盤簧管測出。 三、利用熱輻射原理測溫 熱的傳遞有傳導、對流和輻射三種形式。熱輻射是高溫物體以電磁波的形式輻射出能量,其輻射出的熱能與溫度有關,溫度越高,輻射出的熱能越大,輻射式高溫計就是根據這一原理製成的。現在,已廣泛地被用來測量高於800℃的溫度。 四、應用熱電效應測溫 當兩種自由電子密度不同的金屬A和金屬B密切接觸時,按經典電子理論,金屬中的自由電子如容器中的氣體分子一樣,將在金屬中進行擴散.若金屬A的自由電子密度大於金屬B(nA>nB),從金屬A擴散到金屬B的自由電子將多於金屬B擴散到金屬A的自由電子,如圖1-4所示 結果金屬A失去了電子而帶正電,金屬B得到了電子而帶負電,在金屬的接觸面形成偶電層,電場的方向由金屬A指向金屬B,因而阻止自由電子的擴散。當擴散作用和靜電場的作用相互抵消時,電子遷移達到動力平衡,此時靜電場的接觸電勢差,按氣體分子運動論可證明其大小為 式中k為玻耳茲曼常數,e為電子電荷的絕對值,T為接觸點的熱力學溫度。 從上式可知,接觸電勢差和兩金屬的材料及接觸點的溫度有關,溫度越高,金屬中的自由電子越活躍,從金屬A遷移到金屬B的自由電子數目越多,因而接觸電勢差越高。當A、B兩種金屬確定後,接觸點的電勢差僅與溫度有關,因而稱為熱電勢,記作eAB(t),t表示接觸點的溫度,下標中的A、B分別表示金屬A和金屬B。如果下標次序改變,則e前面的符號作相應的改變,即eAB(t)=-eBA (t)。 根據經典理論,由兩種不同的金屬導體組成閉合迴路,如兩接觸點的溫度不同,高溫度接觸點1和低溫度接觸點2的溫度分別為t1和t2,那麼兩接觸點的接觸電勢差分別為eAB(t1) 和eAB(t2),方向相反,大小不等,如圖1-5所示。 此迴路中的電動勢E(t1,t2)應等於它們的代數和。即E(t1,t2)= eAB(t1)-eAB(t2)= eAB(t1)+eBA(t2) 當A、B兩種材料固定後,如果一個接觸點的溫度為已知,另一個接觸點的溫度,亦即待測溫度,就可算出。這就是熱電偶測溫原理。 五、電阻測溫原理 我們可依據