【初中物理】初中物理知识点:温度计的构造及工作原理
定义:
温度计,是测温仪器的总称,可以准确的判断和测量温度。利用固体、液体、气体受温度的影响而热胀冷缩等的现象为设计的依据。
工作原理:
根据使用目的的不同,已设计制造出多种温度计。其设计的依据有:利用固体、液体、气体受温度的影响而热胀冷缩的现象;在定容条件下,气体(或蒸汽)的压强因不同温度而变化;热电效应的作用;电阻随温度的变化而变化;热辐射的影响等。
一般说来,一切物质的任一物理属性,只要它随温度的发生改变而出现单调的、明显的变化,都需用去标志温度而做成温度计。
实验室温度计的构造
:玻璃外壳、毛细管、玻璃浸、刻度、温标。
各种温度计工作原理
1.气体温度计:多用氢气或氦气并作测温物质,因为氢气和氦气的液化温度很低,吻合于绝对零度,故它的测温范围很广。这种温度计精确度很高,多用作精密测量。
2.电阻温度计:分为金属电阻温度计和半导体电阻温度计,都是根据电阻值随温度的变化这一特性制成的。金属温度计主要有用铂、金、铜、镍等纯金属的及铑铁、磷青铜合金的;半导体温度计主要用碳、锗等。电阻温度计使用方便可靠,已广泛应用。它的测量范围为-260℃至600℃左右。高精度温度计高精度温度计
3.温差电偶温度计:就是一种工业上广泛应用的测温仪器。利用温差电现象做成。两种相同的金属丝冲压在一起构成工作端的,另两端与测量仪表相连接,构成电路。把工作端的放到被测温度处,工作端的与民主自由端的温度不同时,就可以发生电动势,因而存有电流通过电路。通过电学量的测量,利用未知处的温度,就可以测量另一处的温度。它适用于于温差很大的两种物质之间,多用作高温和低浊测量。有的温差电偶能够测量高达3000℃的高温,有的能测吻合绝对零度的低温。
4.高温温度计:是指专门用来测量500℃以上的温度的温度计,有光测温度计、比色温度计和辐射温度计。高温温度计的原理和构造都比较复杂,这里不再讨论。其测量范围为500℃至3000℃以上,不适用于测量低温。
5.指针式温度计:就是形似仪表盘的温度计,也表示寒暑表,用以测室温,就是用金属的热胀冷缩原理做成的。它就是以双金属片作为感温元件,用以掌控指针。双金属片通常就是用铜片和铁片铆在一起,且铜片在左,铁片在右。由于铜的热胀冷缩效果必须比铁显著的多,因此当温度增高时,铜片牵拉铁片向右伸展,指针在双金属片的助推下就向右偏移(指向高温);反之,温度增高,指针在双金属片的助推下就向左偏移(指向低温)。
6.玻璃管温度计:玻璃管温度计是利用热胀冷缩的原理来实现温度的测量的。由于测温介质的膨胀系数与沸点及凝固点的不同,所以我们常见的玻璃管温度计主要有:煤油温度计、水银温度计、红钢笔水温度计。他的优点是结构简单,使用方便,测量精度相对较高,价格低廉。缺点是测量上下限和精度受玻璃质量与测温介质的性质限制。且不能远传,易碎。
7.压力式温度计:压力式温度计就是利用半封闭容器内的液体,气体或饱和状态蒸气熔化后产生体积收缩或压力变化做为测信号。它的基本结构就是由温包、毛细管和命令表三部分共同组成。压力式温度计的优点就是:结构直观,机械强度低,不怕震动。价格低廉,不须要外部能源。缺点就是:测温范围存有管制,通常在-80~400℃;热损失小响应时间较快。
8.水银温度计:水银温度计是膨胀式温度计的一种,水银的凝固点是-38.87℃,沸点是356.7℃,用来测量0--150℃或500℃以内范围的温度,它只能作为就地监督的仪表。用它来测量温度,不仅比较简单直观,而且还可以避免外部远传温度计的误差。
9.双金属温度:计双金属温度计就是一种适宜测量中、低温的现场检测仪表,需用去轻易测量气体、液体和蒸汽的温度(见到图)。该温度计从设计原理及结构上具备防尘、防腐蚀、外木自爆、耐震动、直观、极易读数、并无汞连累、坚固耐用等特点。可以替代其他形式的测量仪表,广为应用于石油、化工、机械、船舶、发电、纺织、印染等工业和科研部门。