一、利用物體熱脹冷縮的特性測溫

基于某些物體受熱體積膨脹的特性制成的溫度計稱作膨脹式溫度計.玻璃管溫度計是屬于液體膨脹式溫度計,雙金屬溫度計是屬于固體膨脹式溫度計.

雙金屬溫度計中的感溫元件是用兩片線膨脹系數(shù)不同的金屬片疊焊在一起制成的,雙金屬片受熱后,由于兩片金屬的膨脹長度不同而產(chǎn)生彎曲。如圖1-1所示，溫度越高，產(chǎn)生的線膨脹長度差越大，因而引起的彎曲的角度越大。雙金屬溫度計就是按這一原理而制成的。它是用雙金屬感溫片制成螺旋形感溫元件。放入金屬保護套管內(nèi)，溫度變化時，螺旋形感溫元件的自由端便圍繞著中心軸轉(zhuǎn)動一角度，同時帶動指針在刻度盤上指示出相應的溫度

數(shù)值（圖1-2）。

?

二、利用工作物質(zhì)的壓力隨溫度變化的原理測溫

應用壓力隨溫度變化來測溫的儀表稱為壓力式溫度計.它是根據(jù)處于封閉系統(tǒng)中的液體、氣體或低沸點液體的飽和蒸汽受熱后體積或壓力變化這一原理而制成的。測出相應壓力，就能知道待測溫度。壓力式溫度計由溫包、毛細管和盤簧管（或稱彈簧管）組成，如圖1-3所示

?

在溫包、毛細管和盤簧管組成的封閉系統(tǒng)中充以工作物質(zhì)，溫包直接與被測介質(zhì)接觸以感受溫度的變化而變化，封閉系統(tǒng)中的壓力隨被測介質(zhì)溫度變化,壓力的大小由盤簧管測出。?

三、利用熱輻射原理測溫

熱的傳遞有傳導、對流和輻射三種形式。熱輻射是高溫物體以電磁波的形式輻射出能量，其輻射出的熱能與溫度有關，溫度越高，輻射出的熱能越大，輻射式高溫計就是根據(jù)這一原理制成的。現(xiàn)在，已廣泛地被用來測量高于800℃的溫度。?

四、應用熱電效應測溫

當兩種自由電子密度不同的金屬A和金屬B密切接觸時,按經(jīng)典電子理論,金屬中的自由電子如容器中的氣體分子一樣,將在金屬中進行擴散.若金屬A的自由電子密度大于金屬B(nA>nB),從金屬A擴散到金屬B的自由電子將多于金屬B擴散到金屬A的自由電子，如圖1-4所示

?

結(jié)果金屬A失去了電子而帶正電，金屬B得到了電子而帶負電，在金屬的接觸面形成偶電層，電場的方向由金屬A指向金屬B,因而阻止自由電子的擴散。當擴散作用和靜電場的作用相互抵消時，電子遷移達到動力平衡，此時靜電場的接觸電勢差，按氣體分子運動論可證明其大小為

?

式中k為玻耳茲曼常數(shù)，e為電子電荷的絕對值，T為接觸點的熱力學溫度。

從上式可知，接觸電勢差和兩金屬的材料及接觸點的溫度有關，溫度越高，金屬中的自由電子越活躍，從金屬A遷移到金屬B的自由電子數(shù)目越多,因而接觸電勢差越高。當A、B兩種金屬確定后，接觸點的電勢差僅與溫度有關，因而稱為熱電勢，記作eAB（t）,t表示接觸點的溫度，下標中的A、B分別表示金屬A和金屬B。如果下標次序改變，則e前面的符號作相應的改變，

即eAB（t）=-eBA (t)。?

根據(jù)經(jīng)典理論，由兩種不同的金屬導體組成閉合回路，如兩接觸點的溫度不同，高溫度接觸點1和低溫度接觸點2的溫度分別為t1和t2,那么兩接觸點的接觸電勢差分別為eAB(t1) 和eAB(t2)，方向相反，大小不等，如圖1-5所示。

?

此回路中的電動勢E（t1,t2）應等于它們的代數(shù)和。即E（t1,t2）= eAB(t1)-eAB(t2)= eAB(t1)+eBA(t2)?

當A、B兩種材料固定后，如果一個接觸點的溫度為已知，另一個接觸點的溫度，亦即待測溫度，就可算出。這就是熱電偶測溫原理。?

五、電阻測溫原理?

我們可依據(jù)金屬導體或半導體的電阻值隨溫度變化而改變的性質(zhì)，來測量溫度。例如金屬銅在-50～150℃的范圍內(nèi)，它的阻值與溫度為線性關系，其表達式為：Rt=R0(1+at)

式中，a=4.25×10-3/℃?

金屬鉑在0～630℃的范圍內(nèi)電阻值與溫度的關系可用下式表示：?

Rt=R0(1+At+Bt2+Ct3)

式中，Rt，R0分別為溫度t℃,0℃時的電阻值。

A: 常數(shù)（＝3.950×10-3/℃）?

B: 常數(shù) （＝-5.850×10-7/(℃)2）

C: 常 數(shù)（＝-4.22×10-22/(℃)3）?

一般金屬的電阻值是隨著溫度的升高而增加，且近于線性關系。而半導體的電阻值卻是隨溫度的升高而減少，而且不是線性關系。?

應用半導體熱敏電阻測溫，在不少場合（如測量腐蝕性介質(zhì)溫度、軸承表面溫度以及醫(yī)用測量

等）已經(jīng)得到了較廣泛的應用。半導體電阻溫度計具有良好的抗腐蝕性和靈敏度高、熱慣性小、體積小、結(jié)構(gòu)簡單、壽命長等優(yōu)點。但測量范圍有一定的限制（一般為-50～+300℃），且由于半導

體熱敏電阻的特性曲線的不一致，所以互換性差，應用有一定的局限性。

通常，熱敏電阻的材料是各種金屬氧化物（如錳、鎳、銅和鐵法的氧化物等）按一定的比例混合起來，經(jīng)研磨、成型，加熱到一定溫度后，結(jié)合堅實的整體。

§2 測溫儀表的選型

溫度測量儀表的選用是一項重要的工作,如果選用不當,不僅不能滿足生產(chǎn)要求,而且可能會引起

生產(chǎn)事故,造成不應有的損失.選用測量儀表應考慮如下幾個方面:

一、根據(jù)工藝要求選擇測溫儀表的類型

儀表類型的選擇是保證儀表正常工作及安全生產(chǎn)的重要前提.因此在選用儀表之前,一定要深入了解掌握工藝過程,掌握工藝對儀表提出的要求.一般應了解掌握如下工藝情況:

1、 被測對象的溫度變化范圍及變化的快慢；

2、 被測對象的物理和化學性質(zhì)，如腐蝕性、氧化性氣氛還是還原性氣氛、粘度大小、污臟

程度、是否易燃、易爆、有毒等；

3、 被測對象是靜止還是運動的，是氣態(tài)、液態(tài)溫度還是固體溫度，是測點溫還是平均溫度；

4、 信號是否要遠傳、自動記錄、報警；

5、 儀表安裝現(xiàn)場的環(huán)境條件，如溫度、濕度、電磁場、振動等情況。

二、溫度測量儀表精度等級的選擇

儀表精度等級是根據(jù)工藝生產(chǎn)上所允許的最大測量誤差來確定的。

溫度測量儀表量程的選擇

進行測溫時，測量的準確度不僅與選用儀表的精確度等級有關，而且與儀表的量程有關。也就

是說，精確等級相同，但量程不同的儀表，其可能產(chǎn)生的絕對誤差是不同的。所以在選用儀表量程時，同樣精度等級的儀表應盡量選擇測量上限與被測溫度相近的儀表，也就是說，在儀表運行時，盡量使它工作在測量上限。但為了保證儀表安全，應留有一定余地，正常使用的測量范圍一般為滿量程的30～90％。