几种温度计的结构与原理
1、“温度表”
俗称“寒暑表”。我国气象上将直接能读取数值而无自动记录装置的仪器，统称为温度表。其种类甚多，如干湿球温度表、最低温度表、最高温度表、地面温度表等。家庭使用的温度表，系常见的一种两端封闭内径均匀的毛细玻璃管。封闭的下端是圆球或圆柱形，内注水银、酒精或煤油。由于温度的变化，液柱升降而伸缩。根据液柱顶端所在位置，即可直接读出标度数值。
2、“水银温度计”
它是利用水银热胀、冷缩的性质而制造的一种测温计。高温可以测到３００多摄氏度。由于熔点关系，测量-３０℃以下的低温时则不能使用。制造水银温度计，首先应选取壁厚、孔细而内径均匀的玻璃管，经酸洗等过程使管内洁净。一端加热并吹成一个壁薄的球形或圆柱形的容器。水银是在某种特定温度下注入球形容器与玻管之中，此时水银的温度应比以后所测之最高温度还要高些。然后用火焰将灌满水银玻管的顶端封闭。当水银温度降低时开始收缩，于是在水银柱的上部管内出现一段真空。温度计的定标分度，首先要确定两个固定标点，作为永不改变的标记。将温度计液泡部分，插入在一标准大气压下正在熔解的冰块中，当水银柱下降至某一处稳定时，刻一记号作为下固定点。然后再将温度计的整体，置于处在一标准大气压下的水蒸气中，当水银柱上升停在某一位置不动时作一记号为上固定点。此二固定
点间的距离，称为基本标距。此标距的长短与温度计的管径以及液泡的容积有关。将这段标距分成１００等分，每一等分即为一度。在下固定点处标０°记号，在上固定点标１００°记号。在熔点以下及沸点以上还可刻同样长的标度。刻在０°以下的标度，称为冷度，刻在０°以上称热度。由于温度计的基本标度被均分为１００等分，
故称百分温度计，又称摄氏温度计。除摄氏温标外也有采用华氏温标的，此温标以３２°为冰点，以２１２°为沸点，其中等分１８０个
刻度。华氏温度计用字母Ｆ表示。两种温标关系为
Ｆ= ９５ + ３２Ｃ = Ｆ３２℃，（—）。５９
水银温度计存在一定的缺点，例如，玻璃管的内径不可能完全相同，尽管每个刻度与每个刻度之间的距离相等，但由于管的内径不同，则每刻度之间水银液柱的体积并不相等，因而造成误差。当玻璃管内
水银受热体积膨胀的同时，温度计的玻璃管及液泡部分的玻璃也受热
膨胀。结果所读出的只不过是水银膨胀数值与玻璃膨胀数值之间的差
数而已。由于水银的凝固点（-３８.８７℃）与沸点（３５６.７℃）
的关系，故它的计量只能在这个范围之内，可以测高温。若用以测低温，则必受限制。
3、“酒精温度计”
构造与水银温度计相同，唯管内装有含红色染料的酒精。便于观察，此种温度计是用酒精为工作物质。因酒精的沸点（７８℃）较低，凝固点在-１１７℃，因此多用酒精温度计作测低温物质。
4、“煤油温度计”
煤油温度计的工作物质是煤油，它的沸点一般高于１５０℃，凝
固点低于-３０℃。所以煤油温度计的量度范围约为-３０℃～１５０℃。因酒精的沸点是７８℃，凝固点是-１１４℃。酒精温度计能
比煤油温度计测更低的温度，但高于７８℃的温度它就不能测定了。
从中学物理实验室经常要测量的温度范围来看，煤油温度计比酒精温
度计更适用。当学生看到温度计的刻度在１００℃，却不加分析地把
温度计说成是酒精温度计，这是错误的（酒精温度达到７８℃就已经
沸腾了，岂能有１００℃的温度刻度）。目前中学实验室里所用的装
有红色工作物质的温度计，一般都是煤油温度计，而不是酒精温度计。
5、“体温计”
是测量人体温度用的温度计。亦称“体温表”或“医用温度计”。体温计的工作物质是水银。它的液泡容积比上面细管的容积大的多。
泡里水银，由于受到体温的影响，产生微小的变化，水银体积的膨胀，使管内水银柱的长度发生明显的变化。人体温度的变化一般在３５℃
到４２℃之间，所以体温计的刻度通常是３５℃到４２℃，而且每度
的范围又分成为１０分，因此体温计可精确到１/１０度。体温计的下
部靠近液泡处的管颈是一个很狭窄的曲颈，在测体温时，液泡内的水银，受热体积膨胀，水银可由颈部分上升到管内某位置，当与体温达
到热平衡时，水银柱恒定。当体温计离开人体后，外界气温较低，水
银遇冷体积收缩，就在狭窄的曲颈部分断开，使已升入管内的部分水
银退不回来，仍保持水银柱在与人体接触时所达到的高度。体温计是
一种最高温度计，它可以记录这温度计所曾测定的最高温度。用后的
体温计应“回表”，即拿着体温计的上部用力往下猛甩，可使已升入
管内的水银，重新回到液泡里。其它温度计绝对不能甩动，这是体温
计与其它液体温度计的一个主要区别。
6、“高温计”
测量由物体辐射形成的极高温度（约１０００℃以上）用的装置。它用在冶金工业和其它技术部门。由于待测温度的范围不同。高温计
的类型亦有多种，如光测高温计，辐射高温计，电阻温度计及热电偶
温度计等。
7、“低温计”
用来测量极低温度的温度计。管内盛无色酒精及一个哑铃状黑色
细小的玻璃棒，用时平放，温度降低时酒精收缩，由表面张力作用使
棒下降；温度升高时，此小棒即附着不动。若再作测定时，可将温度
计倒立即可恢复原状。
8、“电阻温度计”
利用导体电阻随温度变化而改变的性质而制成的测温装置。通常
是把纯铂细丝绕在云母或陶瓷架上，防止铂丝在冷却收缩时产生过度
的应变。在某些特殊情况里，可将金属丝绕在待测温度的物质上，或
装入被测物质中。在测极低温的范围时，亦可将碳质小电阻或渗有砷
的锗晶体，封入充满氦气的管中。将铂丝线圈接入惠斯通电桥的一条臂，另一条臂用一可变电阻与两个假负载电阻，来抵偿测量线圈的导
线的温度效应。电阻将按下列公式随温度发生变化：
Ｒ=Ｒ０（１+ａθ）
式中Ｒ是θ℃的电阻，Ｒ０是０℃时的电阻，ａ是常数。比较精
确的式子是：Ｒ=Ｒ０（ｌ+ａθ+ｂθ２）式中ｂ是第二个常数。
电阻温度计在-２６０℃～+１２００℃范围内，可作极精确的测定。
它适用范围广，远远超出水银温度计。可作测温的标准。
9、“温差电偶温度计”
利用温差电偶来测量温度的温度计。将两种不同金属导体的两端
分别连接起来，构成一个闭合回路，一端加热，另一端冷却，则两个
接触点之间由于温度不同，将产生电动势，导体中会有电流发生。因
为这种温差电动势是两个接触点温度差的函数，所以利用这一特性制
成温度计。若在温差电偶的回路里再接入一种或几种不同金属的导线，所接入的导线与接触点的温度都是均匀的，对原电动势并无影响，通
过测量温差电动势来求被测的温度，这样就构成了温差电偶温度计。
这种温度计测温范围很大。例如，铜和康铜构成的温差电偶的测温范
围在２００～４００℃之间；铁和康铜则被使用在２００～１０００℃之间；由铂和铂铑合金（铑１０%）构成的温差电偶测温可达千摄氏
度以上；铱和铱铑（铑５０%）可用在２３００℃；若用钨和钼（钼
２５%）则可高达２６００℃。
10、“全辐射高温计”
它是一种测量高温辐射源的仪器。将来自辐射源的辐射，经凹面
镜会聚到一块涂黑的箔片上，此箔片贴在温差电偶上。根据测出的温
差电动势，即可知道箔片的温度。于是从箔片上的温度反映，得知辐
射源的温度。
11、“最高最低温度计”
即“息克斯温度计”。它能指出在测量时间内所达到的最高温度
和最低温度，但不能指出确切的时间。管内分别装入水银和无色酒精，由于酒精与水银膨胀系数悬殊，当温度上升时，酒精膨胀，于是迫使
水银挤向毛细管内而上升，上指针亦随之而上升，指示到达最高温度；当温度下降，则水银回流至另一管，将下指针推至最低温度处。
12、“贝克曼温度计”
它也是一种玻璃管里贮有水银的温度计。它的构造特点是在装水
银的细管上部，有一个可调节水银量的空泡，通过调节水银的流入量，从而改变可测温度的高低，但整个管长只允许有几度范围的温度变化。它的用途是能比较准确地测量温度差。刻度可直接读出０.０１℃，可
估计到０.００１℃，相当精确。这一温度计的整个测温范围仅有５℃或６℃，所以它能测５℃或６℃的温度差。
13、“簧片温度计”
在水银面上放一短小的铁棒，当温度变化上升时，水银推棒前进；温度下降时，水银缩回，而铁棒则留在实际温度所到的最高刻度处。
记录最高温度时，将此测温计横放。如计划再作测定时，可用磁铁将
铁棒吸回，或将温度计直立即可。
14“气体温度计”
利用一定质量的气体作为工作物质的温度计。用气体温度计来体
现理想气体温标为标准温标。用气体温度计所测得的温度和热力学温
度相吻合。气体温度计是在容器里装有氢或氮气，它们的性质可外推
到理想气体。这种温度计有两种类型：定容气体温度计和定压气体温
度计。定容气体温度计是气体的体积保持不变，压强随温度改变。定
压气体温度计是气体的压强保持不变，体积随温度改变。
15、“定容气体温度计”
