溫度是表示物體冷熱程度的物理量，微觀(guān)上來(lái)講是物體分子熱運(yùn)動(dòng)的劇烈程度。而溫度計(jì)是判斷和測(cè)量溫度的儀器。從測(cè)溫范圍來(lái)看，在低溫區(qū)域（<550℃）通常采用膨脹式、電阻式、熱電式等接觸式溫度計(jì)；而在高溫區(qū)域（>550℃）通常采用輻射式非接觸溫度計(jì)。下面據(jù)此介紹各種溫度計(jì)種類(lèi)和原理。 
一、低溫區(qū)域 
1.膨脹式溫度計(jì)利用氣體、液體、固體熱脹冷縮的性質(zhì)測(cè)量溫度。 
（1）氣體溫度計(jì) 
利用一定質(zhì)量的氣體作為工作物質(zhì)的溫度計(jì)。用氣體溫度計(jì)來(lái)體現(xiàn)理想氣體溫標(biāo)為標(biāo)準(zhǔn)溫標(biāo)。用氣體溫度計(jì)所測(cè)得的溫度和熱力學(xué)溫度相吻合。氣體溫度計(jì)是在容器里裝有氫或氮?dú)猓ǘ嘤脷錃饣蚝庾鳒y(cè)溫物質(zhì)，因?yàn)闅錃夂秃獾囊夯瘻囟群艿停咏诹愣龋仕臏y(cè)溫范圍很廣），它們的性質(zhì)可外推到理想氣體。這種溫度計(jì)有兩種類(lèi)型：定容氣體溫度計(jì)和定壓氣體溫度計(jì)。定容氣體溫度計(jì)是氣體的體積保持不變，壓強(qiáng)隨溫度改變。定壓氣體溫度計(jì)是氣體的壓強(qiáng)保持不變，體積隨溫度改變。 
（2）液體溫度計(jì) 
利用作為介質(zhì)的感溫液體隨溫度變化而體積發(fā)生變化與玻璃隨溫度變化而體積變化之差來(lái)測(cè)量溫度。溫度計(jì)所顯示的示值即液體體積與玻璃毛細(xì)管體積變化的差值。玻璃液體溫度計(jì)的結(jié)構(gòu)基本上是由裝有感溫液（或稱(chēng)測(cè)溫介質(zhì)） 
的感溫泡、玻璃毛細(xì)管和刻度標(biāo)尺三部分組成。感溫泡位于溫度計(jì)的下端，是玻璃液體溫度計(jì)感溫的部分，可容納絕大部分的感溫液，所以也稱(chēng)為貯液泡。感溫泡或直接由玻璃毛細(xì)管加工制成（稱(chēng)拉泡） 
或由焊接一段薄壁玻璃管制成（稱(chēng)接泡）。感溫液是封裝在溫度計(jì)感溫泡內(nèi)的測(cè)溫介質(zhì)．具有體膨脹系數(shù)大，粘度小．在高溫下蒸氣壓低，化學(xué)性能穩(wěn)定，不變質(zhì)以及在較寬的溫度范圍內(nèi)能保持液態(tài)等待點(diǎn)。常用的有水銀．以及甲苯、乙醇和煤油等有機(jī)液體。玻璃毛細(xì)管是連接在感溫泡上的中心細(xì)玻璃管，感溫液體隨溫度的變化在里面移動(dòng)。標(biāo)尺是將分度線(xiàn)直接刻在毛細(xì)管表面，同時(shí)標(biāo)尺上標(biāo)有數(shù)字和溫度單位符號(hào)，用來(lái)表明所測(cè)溫度的高低。 
（3）雙金屬溫度計(jì) 
雙金屬溫度計(jì)是一種測(cè)量中低溫度的現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)儀表。可以直接測(cè)量各種生產(chǎn)過(guò)程中的-80℃~+500℃范圍內(nèi)液體蒸汽和氣體介質(zhì)溫度。雙金屬溫度計(jì)的工作原理是利用二種不同溫度膨脹系數(shù)的金屬，為提高測(cè)溫靈敏度，通常將金屬片制成螺旋卷形狀，當(dāng)多層金屬片的溫度改變時(shí)，各層金屬膨脹或收縮量不等，使得螺旋卷卷起或松開(kāi)。由于螺旋卷的一端固定而另一端和一可以自由轉(zhuǎn)動(dòng)的指針相連，因此，當(dāng)雙金屬片感受到溫度變化時(shí)，指針即可在一圓形分度標(biāo)尺上指示出溫度來(lái)。 
2.電阻溫度計(jì) 
根據(jù)導(dǎo)體電阻隨溫度而變化的規(guī)律來(lái)測(cè)量溫度的溫度計(jì)。常用的電阻溫度計(jì)都采用金屬絲繞制成的感溫元件，主要有鉑電阻溫度計(jì)和銅電阻溫度計(jì)，在低溫下還有碳、鍺和銠鐵電阻溫度計(jì)。精密的鉑電阻溫度計(jì)是目前的溫度計(jì)，溫度覆蓋范圍約為14～903K，其誤差可低到萬(wàn)分之一攝氏度，它是能復(fù)現(xiàn)實(shí)用溫標(biāo)的基準(zhǔn)溫度計(jì)。我國(guó)還用一等和二等標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)來(lái)傳遞溫標(biāo)，用它作標(biāo)準(zhǔn)來(lái)檢定水銀溫度計(jì)和其他類(lèi)型的溫度計(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.溫差電偶溫度計(jì) 
利用溫差電偶來(lái)測(cè)量溫度的溫度計(jì)。將兩種不同金屬導(dǎo)體的兩端分別連接起來(lái)，構(gòu)成一個(gè)閉合回路，一端加熱，另一端冷卻，則兩個(gè)接觸點(diǎn)之間由于溫度不同，將產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)，導(dǎo)體中會(huì)有電流發(fā)生。因?yàn)檫@種溫差電動(dòng)勢(shì)是兩個(gè)接觸點(diǎn)溫度差的函數(shù)，所以利用這一特性制成溫度計(jì)。若在溫差電偶的回路里再接入一種或幾種不同金屬的導(dǎo)線(xiàn)，所接入的導(dǎo)線(xiàn)與接觸點(diǎn)的溫度都是均勻的，對(duì)原電動(dòng)勢(shì)并無(wú)影響，通過(guò)測(cè)量溫差電動(dòng)勢(shì)來(lái)求被測(cè)的溫度，這樣就構(gòu)成了溫差電偶溫度計(jì)。這種溫度計(jì)測(cè)溫范圍很大。例如，銅和康銅構(gòu)成的溫差電偶的測(cè)溫范圍在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(gòu)成的溫差電偶測(cè)溫可達(dá)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(dá)2600℃。 
二、高溫區(qū)域 
輻射高溫計(jì)根據(jù)物體的輻射能與溫度之間的關(guān)系來(lái)測(cè)量溫度的儀表。所有的物體當(dāng)其溫度高于零度時(shí)都發(fā)射出輻射能量，其輻射能量的波長(zhǎng)范圍約為0.01～100微米,對(duì)應(yīng)大能量的峰值波長(zhǎng)隨物體溫度的增長(zhǎng)而減小。探測(cè)元件從被測(cè)對(duì)象接收到的能量W可用斯特藩-波耳茲曼方程確定。通過(guò)測(cè)量能量W就可確定物體的溫度0T。由于實(shí)際物體的真實(shí)溫度大于輻射溫度，而許多工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程溫度測(cè)量中的發(fā)射率相對(duì)保持恒定，可采用修正方法改善被測(cè)對(duì)象的黑體輻射條件或測(cè)定發(fā)射率ε來(lái)求出真實(shí)溫度。輻射高溫計(jì)分為全輻射高溫計(jì)和部分輻射高溫計(jì)。 
（1）全輻射高溫計(jì) 
根據(jù)物體的全波長(zhǎng)輻射能與溫度之間的關(guān)系來(lái)測(cè)量溫度，由光學(xué)系統(tǒng)、探測(cè)器、測(cè)量?jī)x表和用于冷卻及煙塵防護(hù)的輔助裝置組成。被測(cè)物體向傳感器方向發(fā)射的輻射經(jīng)過(guò)透鏡聚焦到探測(cè)元件上，所產(chǎn)生的相應(yīng)信號(hào)可由測(cè)量?jī)x表顯示或記錄。探測(cè)器通常采用響應(yīng)波段較寬的熱電堆。為提高靈敏度，熱電堆往往需要由十幾支、幾十支的溫差電偶串聯(lián)組成，因而熱慣性較大，時(shí)間常數(shù)一般為秒級(jí)以上。此外熱電堆的基準(zhǔn)端溫度應(yīng)保持恒定或采取自動(dòng)溫度補(bǔ)償措施。光學(xué)系統(tǒng)和探測(cè)元件對(duì)光譜輻射的響應(yīng)有選擇性，不可能*接收全波長(zhǎng)的輻射，因此這種輻射溫度計(jì)也可稱(chēng)為寬帶輻射溫度計(jì)。全輻射高溫計(jì)的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用方便、性能穩(wěn)定、可以自動(dòng)記錄和遠(yuǎn)距離傳送信號(hào)等。測(cè)溫范圍為100～2000℃,測(cè)溫誤差值為8～12℃。 
（2）部分輻射高溫計(jì) 
利用被測(cè)物體的部分波段輻射能與溫度之間的關(guān)系來(lái)測(cè)量物體溫度，又稱(chēng)窄帶輻射溫度計(jì)。部分輻射高溫計(jì)由某一較窄響應(yīng)波段的光學(xué)系統(tǒng)和探測(cè)元件組成。被測(cè)物體的部分熱輻射經(jīng)調(diào)制盤(pán)和濾色片后照到探測(cè)元件上,再經(jīng)放大由儀表顯示或記錄。探測(cè)元件通常采用光導(dǎo)型或光生伏打型，它們決定傳感器的響應(yīng)波段。例如，采用硫化鉛時(shí)響應(yīng)波長(zhǎng)范圍約為0.6～3.0微米，時(shí)間常數(shù)為毫秒量級(jí)。如采用硅光電池，則響應(yīng)波段約為0.4～1.1微米，時(shí)間常數(shù)可至微秒量級(jí)。采用紅外輻射探測(cè)技術(shù)還可使輻射測(cè)溫范圍向低溫?cái)U(kuò)展。部分輻射高溫計(jì)有多種形式，如遠(yuǎn)程紅外測(cè)溫儀、紅外線(xiàn)光源探測(cè)儀、紅外線(xiàn)亮度測(cè)溫儀、光電溫度計(jì)等。這類(lèi)傳感器的優(yōu)點(diǎn)是響應(yīng)速度快，測(cè)量精度高，穩(wěn)定性好，測(cè)量下限低，可測(cè)量微小目標(biāo)，而且比較窄的敏感譜帶可以減少或消除在瞄準(zhǔn)光路中由于氣體的吸收和發(fā)射率所造成的不良影響。部分輻射高溫計(jì)常用于測(cè)量靜止或運(yùn)動(dòng)的灼熱體表面溫度，如測(cè)量生產(chǎn)中的鋼板、鍍錫鐵皮、快速加工件、電機(jī)或電纜接頭溫度等。一般測(cè)溫范圍為100～1500℃，采用紅外探測(cè)元件時(shí)可擴(kuò)展至常溫范圍。 

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