温度仪表的工作原理、用途、分类
工作原理
跟据设计的依据有:利用固体、液体、气体受温度的影响而热胀冷缩的现象;热电效应的作用;电阻随温度的变化而变化;在定容条件下,气体(或蒸气压强因不同温度而变化;热辐射的影响等。
由于测温范围越来越广,根据不同的要求,又制造出不同需要的测温仪器。介绍几种。
◆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。它的测量范围为-260℃至600℃左右。
◆气体温度计:多用氢气或氦气作测温物质,因为氢气和氦气的液化温度很低,接近于零度,故它的测温范围很广。
◆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。其测量范围为500℃至3000℃以上,不适用于测量低温。
◆温差电偶温度计:是一种工业上广泛应用的测温仪器。利用温差电现象制成。两种不同的金属丝焊接在一起形成工作端,另两端与测量仪表连接,形成电路。把工作端放在被测温度处,工作端与自由端温度不同时,就会出现电动势,因而有电流通过回路。通过电学量的测量,利用已知处的温度,就可以测定另一处的温度。这种温度计多用铜——康铜、铁——康铜、镍铭——康铜、金钴——铜、铂——铑等组成。多用于高温和低浊测量,有的温差电偶能测量高达3000℃的高温,有的能测接近零度的低温。
◆压力式温度计:压力式温度计是利用封闭容器内的液体,气体或饱和蒸气受热后产生体积膨胀或压力变化作为测信号。它的基本结构是由温包、毛细管和指示表三部分组成。它是zui早应用于生产过程温度控制的方法之一。压力式温度计的优点是:结构简单,机械强度高,不怕震动。价格低廉,不需要外部能源。缺点是:测温范围有限制,一般在-80~400℃;热损失大响应时间较慢;仪表密封系统(温包,毛细管,弹簧管)损坏难于修理,必须更换;测量精度受环境温度、温包安装位置影响较大,精度相对较低;毛细管传送距离有限制。
◆热电偶温度计:热电偶温度计是由两条不同金属连接着一个灵敏的电压计所组成。金属接点在不同的温度下,会在金属的两端产生不同的电位差。电压计的读数,就可以知道温度是多少。
◆液晶温度计:用不同配方制成的液晶,其相变温度不同,当其相变时,其光学性质也会改变,使液晶看起来变了色。如果将不同相变温度的液晶涂在一张纸上,则由液晶颜色的变化,便可知道温度为何。此温度计之优点是读数容易,而缺点则是度不足。
◆半导体温度计:半导体的电阻变化和金属不同,温度升高时,其电阻反而减少,并且变化幅度较大。因此少量的温度变化也可使电阻产生明显的变化,所制成的温度计有较高的精密度,常被称为感温器。