初中物理知識點(diǎn):溫度計(jì)的構(gòu)造及工作原理

編輯: 逍遙路 關(guān)鍵詞: 初中物理 來源: 高中學(xué)習(xí)網(wǎng)
定義:
溫度計(jì),是測溫儀器的總稱,可以準(zhǔn)確的判斷和測量溫度。利用固體、液體、氣體受溫度的影響而熱脹冷縮等的現(xiàn)象為設(shè)計(jì)的依據(jù)。





工作原理:
根據(jù)使用目的的不同,已設(shè)計(jì)制造出多種溫度計(jì)。其設(shè)計(jì)的依據(jù)有:利用固體、液體、氣體受溫度的影響而熱脹冷縮的現(xiàn)象;在定容條件下,氣體(或蒸汽)的壓強(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。
一般說來,一切物質(zhì)的任一物理屬性,只要它隨溫度的改變而發(fā)生單調(diào)的、顯著的變化,都可用來標(biāo)志溫度而制成溫度計(jì)。

實(shí)驗(yàn)室溫度計(jì)的構(gòu)造:玻璃外殼、毛細(xì)管、玻璃泡、刻度、溫標(biāo)。

各種溫度計(jì)工作原理
1.氣體溫度計(jì):多用氫氣或氦氣作測溫物質(zhì),因?yàn)闅錃夂秃獾囊夯瘻囟群艿,接近于絕對零度,故它的測溫范圍很廣。這種溫度計(jì)精確度很高,多用于精密測量。

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。它的測量范圍為-260℃至600℃左右。高精度溫度計(jì)高精度溫度計(jì)

3.溫差電偶溫度計(jì):是一種工業(yè)上廣泛應(yīng)用的測溫儀器。利用溫差電現(xiàn)象制成。兩種不同的金屬絲焊接在一起形成工作端,另兩端與測量儀表連接,形成電路。把工作端放在被測溫度處,工作端與自由端溫度不同時(shí),就會出現(xiàn)電動勢,因而有電流通過回路。通過電學(xué)量的測量,利用已知處的溫度,就可以測定另一處的溫度。它適用于溫差較大的兩種物質(zhì)之間,多用于高溫和低濁測量。有的溫差電偶能測量高達(dá)3000℃的高溫,有的能測接近絕對零度的低溫。

4.高溫溫度計(jì):是指專門用來測量500℃以上的溫度的溫度計(jì),有光測溫度計(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。其測量范圍為500℃至3000℃以上,不適用于測量低溫。

5.指針式溫度計(jì):是形如儀表盤的溫度計(jì),也稱寒暑表,用來測室溫,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下就向左偏轉(zhuǎn)(指向低溫)。

6.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實(shí)現(xiàn)溫度的測量的。由于測溫介質(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)簡單,使用方便,測量精度相對較高,價(jià)格低廉。缺點(diǎn)是測量上下限和精度受玻璃質(zhì)量與測溫介質(zhì)的性質(zhì)限制。且不能遠(yuǎn)傳,易碎。

7.壓力式溫度計(jì):壓力式溫度計(jì)是利用封閉容器內(nèi)的液體,氣體或飽和蒸氣受熱后產(chǎn)生體積膨脹或壓力變化作為測信號。它的基本結(jié)構(gòu)是由溫包、毛細(xì)管和指示表三部分組成。壓力式溫度計(jì)的優(yōu)點(diǎn)是:結(jié)構(gòu)簡單,機(jī)械強(qiáng)度高,不怕震動。價(jià)格低廉,不需要外部能源。缺點(diǎn)是:測溫范圍有限制,一般在-80~400℃;熱損失大響應(yīng)時(shí)間較慢。

8.水銀溫度計(jì):水銀溫度計(jì)是膨脹式溫度計(jì)的一種,水銀的凝固點(diǎn)是-38.87℃,沸點(diǎn)是356.7℃,用來測量0--150℃或500℃以內(nèi)范圍的溫度,它只能作為就地監(jiān)督的儀表。用它來測量溫度,不僅比較簡單直觀,而且還可以避免外部遠(yuǎn)傳溫度計(jì)的誤差。

9. 雙金屬溫度:計(jì)雙金屬溫度計(jì)是一種適合測量中、低溫的現(xiàn)場檢測儀表,可用來直接測量氣體、液體和蒸汽的溫度(見圖)。該溫度計(jì)從設(shè)計(jì)原理及結(jié)構(gòu)上具有防水、防腐蝕、隔爆、耐震動、直觀、易讀數(shù)、無汞害、堅(jiān)固耐用等特點(diǎn)?扇〈渌问降臏y量儀表,廣泛應(yīng)用于石油、化工、機(jī)械、船舶、發(fā)電、紡織、印染等工業(yè)和科研部門。

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