温度测量仪表-科普123

温度测量仪表

生物科学2023-02-03 07:12:26百科

温度测量仪表

[拼音]：wendu celiang yibiao

[外文]：temperature measuring instrument

测量物体冷热程度的工业自动化仪表。

简史

最早的温度测量仪表，是意大利人伽利略于1592年创造的。它是一个带细长颈的大玻璃泡，倒置在一个盛有葡萄酒的容器中。从其中抽出一部分空气，酒面就上升到细颈内。当外界温度改变时，细颈内的酒面因玻璃泡内的空气热胀冷缩随之升降，因而酒面的高低就可以表示温度的高低，实际上这是一个没有刻度的指示器。

1709年，德国的D.G.华伦海特于荷兰首次创立温标。他经过多年的分度研究，到1714年制成以水的冰点作为32度、汽点作为212度、中间分为180度的水银温度计，即为至今仍沿用的华氏温度计。1742年，瑞典的A.摄尔西乌斯制成另一种水银温度计，它以水的冰点为 100度、汽点作为0度。到1745年，瑞典的C.von林奈将这两个固定点颠倒过来，这种温度计就是至今仍沿用的摄氏温度计。早在1735年，就有人尝试利用金属棒受热膨胀的原理制造温度计。到18世纪末，出现了双金属温度计。1802年查理斯定律确立之后，气体温度计也随之得到改进和发展，其精确度和测温范围都超过了水银温度计。

1821年，德国的T.J.塞贝克发现热电效应。同年，英国的H.戴维发现金属的电阻随温度而变化的规律。这以后分别出现了热电偶温度计和热电阻温度计。1876年，德国的K.W.西门子制造出第一支铂电阻温度计。

很早以前，人们在烧窑和冶锻时只能凭借火焰和被加热物体的颜色来判断温度的高低。据记载，1780年韦奇伍德根据瓷珠在高温下颜色的变化来识别烧制陶瓷的温度，后来又有人根据陶土制的熔锥在高温下弯曲变形的程度来识别温度。辐射温度计和光学高温计是20世纪初维思定律和普朗克定律出现以后才真正得到实用。从60年代开始，由于红外技术和电子技术的发展，出现了利用各种新型光敏或热敏检测元件的辐射温度计（包括红外辐射温度计），使测温下限从原来的800℃延展到室温以下，从而扩大了它的应用领域。

温标

又称温度标尺。各种温度计产生的同时就规定了各自的分度方法，也就出现了各种温标，如原始的摄氏温标、华氏温标、气体温度计温标和铂电阻温标等。为了统一温度的量值以达到国际通用的目的，最早国际权度局规定以玻璃水银温度计为基准仪表，统一用摄氏温标。后经数次改革，到1927年改用以热力学温度为基础、以纯物质的相变点为定义固定点的国际温标。以后又经多次修改完善，国际现代通用的温标是1967年第13次国际权度大会通过的1968年国际实用温标（英文简写为IPTS-68）。它是以13个纯物质的相变点，如氢三相点即氢的固、液、气三态共存点(-259.34℃)、水三相点(0.01℃)和金凝固点(1064.43℃)等，作为定义固定点来复现热力学温度的。中间插值在-259.34～630.74℃之间用基准铂电阻；在 630.74～1064.43℃之间用基准铂铑₁₀-铂热电偶;在1064.43℃以上用普朗克公式复现。规定T代表热力学温度，单位为开尔文(K);t代表国际实用摄氏温度，t=T-273.15，单位为摄氏度(℃)。华氏温度是利用摄氏度换算的。

温度测量仪表的组成

一般温度测量仪表都有检测和显示两个部分。在简单的温度测量仪表中，这两部分是连成一体的，如水银温度计；在较复杂的仪表中则分成两个独立的部分，中间用导线联接，如热电偶或热电阻是检测部分，而与之相配的指示和记录仪表则是显示部分。

分类

按测量方式，温度测量仪表可分为接触式和非接触式两大类。

接触式温度测量仪表

测量时，其检测部分直接与被测介质相接触，表1列出常用接触式温度测量仪表的种类和主要性能。

非接触式温度测量仪表

测量时，温度测量仪表的检测部分不必与被测介质直接接触，因此可测运动物体的温度。例如常用的光学高温计、辐射温度计和比色温度计，都是利用物体发射的热辐射能随温度变化的原理制成的辐射式温度计。表2列出主要类型的非接触式温度测量仪表及其性能。

辐射温度计的分度和校验均在黑体(发射率ε＝1)的情况下进行，但实际被测物体多不是黑体(ε＜1)，所以测温时仪表显示的温度与真实温度有差别，使用时必须修正。

现代发展

由于电子器件的发展，便携式数字温度计已逐渐得到应用。它的数字显示部分的外形与袖珍电子计算器相似，并配有各种样式的热电偶和热电阻探头，使用比较方便灵活。便携式红外辐射温度计的发展也很迅速。装有微处理器的便携式红外辐射温度计（图2）具有存贮计算功能，能显示一个被测表面的多处温度或一个点温度的多次测量的平均温度、最高温度和最低温度等。