溫度計，通過(guò)測量物質(zhì)的膨脹或收縮量來(lái)反映測量的溫度，統稱(chēng)為膨脹類(lèi)型溫度計。典型的玻璃管是溫度計和雙金屬溫度計。-使用密封在容器中的工作介質(zhì)加熱后體積變化引起的壓力變化來(lái)指示溫度的溫度計稱(chēng)為壓力類(lèi)型溫度計。

1.玻璃管溫度計

玻璃管溫度計的工作是基于透明玻璃外殼中液體的熱膨脹和冷收縮，根據液體和貯液袋之間的溫度膨脹系數的差異，從玻璃毛細管中液體的位置讀取溫度指示值。根據標尺的不同位置，可以分為三種類(lèi)型:直尺型、內標型和外標型。這種溫度計溫度測量范圍很廣，通常為1 200?600 C，而且價(jià)格便宜。它廣泛應用于科學(xué)研究、生產(chǎn)和人們的日常生活中。

物質(zhì)的熱膨脹特性可以用平均體積膨脹系數來(lái)表示。也就是說(shuō)，當單位溫度變化時(shí)，物質(zhì)體積相對于0℃體積的變化量可以用以下公式表示

在公式中，它被稱(chēng)為at1和at2——溫度t1到t2時(shí)液體的平均體積膨脹系數；

vt-溫度為t時(shí)的液體體積，V0指0°c時(shí)的液體體積。

當溫度升高時(shí)，液體和儲液器的體積都會(huì )膨脹，從而對毛細管中液柱的運動(dòng)產(chǎn)生相反的影響。液柱上升的幅度由液體的平均體積膨脹系數α和玻璃的平均體積膨脹系數β之間的差值決定，該差值稱(chēng)為玻璃中液體的表觀(guān)膨脹系數，用y表示

由于液體的平均體積膨脹系數比玻璃大得多，所以當溫度變化時(shí)，可以看到液柱在毛細管中移動(dòng)。普通液體的體積膨脹系數和相對于玻璃的表觀(guān)膨脹系數見(jiàn)表2-2。

設表示溫度計上刻度1℃的長(cháng)度，則有如果設置刻度1℃開(kāi)溫度計的長(cháng)度，則有

公式中L-溫度計的靈敏度(對應于每1℃刻度毛細管中液體的長(cháng)度)；

y 100.0-0100t之間液體的表觀(guān)膨脹系數:

v0-儲液罐的容積；

毛細管的橫截面積。

從方程(2-7)可以看出，提高靈敏度的方法可以提高y100.0和V0，但如果V0太大，熱慣性也會(huì )增加，這對測量不利。降低硫也可以提高靈敏度，但如果硫太小，會(huì )導致液柱堵塞或不均勻上升。

根據不同的基本結構形式，玻璃液溫度計可分為桿型、內標型和外標型。內部標準類(lèi)型如圖2-1所示，其他兩種類(lèi)型如圖2-2所示。

工業(yè)和醫用玻璃液溫度計，有三種特殊結構:醉高溫度計、醉低溫度計和電接點(diǎn)溫度計。醉高和醉低溫度計如圖2-3所示。溫度計非常高溫度計。它有一個(gè)特殊的裝置，可以防止溫度下降時(shí)水銀柱下降。該裝置可以是焊接在儲物袋底部的銷(xiāo)。它的尾巴正好在儲物袋與毛細管連接的喉部，或者它可以在儲物袋的毛細管附近燃燒成彎曲的狹窄喉部。這樣，當溫度上升時(shí)，水銀柱上升，但是當溫度下降時(shí)，水銀柱由于電阻增加而不容易下降，并且將保持在高溫位置。只有施加外力，水銀才能下落。醉低溫度計一般使用無(wú)色透明的無(wú)水乙醇作為感溫體，由深色玻璃制成的指示棒沉入毛細管液柱中。當液體達到溫度下降時(shí)，液體的表面張力導致指示桿和液柱的彎月面同時(shí)向下移動(dòng)。當溫度上升時(shí)，液柱將上升，而指示桿將保持靜止，因此測量中的zui低溫值可通過(guò)其與標尺的相對位置讀出。使用時(shí)，應注意zui low 溫度計必須水平放置。

金屬保護套溫度計通常被稱(chēng)為“金屬套溫度計。如圖2-4所示，金屬保護套安裝在玻璃內標型縣級儀表的外面。它可以直接安裝在鍋爐或機械設備上，起到安全和壓縮保護的作用，廣泛應用于太空。根據其不同的形狀，金屬保護罩溫度計可分為三種類(lèi)型:直CWNG/WNY-01、90 (WNGWM02)和135 (WNG/WNY-03)。玻璃棒型溫度計根據其不同用途可分為汞和有機液體兩種。水銀溫度計可以測量30?500 C內的溫度，有機液體是紅色的，溫度在-100200 c內可以測量，玻璃棒型溫度計可以產(chǎn)生各種長(cháng)度溫度計，嘴長(cháng)度可以產(chǎn)生3m。

電接點(diǎn)溫度計如圖2-5所示，其測溫液體為水銀。如果在水銀溫度計燈泡附近引出一根導線(xiàn)，并且在相應的溫度范圍內引出另一根導線(xiàn)，當溫度上升到該范圍時(shí)，水銀柱將連接外部電路。相反，如果溫度降至刻度以下，外部電路將斷開(kāi)。這樣，它成為具有固定開(kāi)關(guān)值和位控制功能的溫度傳感器。它可以提供局部溫度指示和開(kāi)關(guān)控制信號，因此被稱(chēng)為電接點(diǎn)溫度計。原理如圖2-6所示。

在液體溫度計玻璃管中，液柱上方的空間只允許有液體的飽和蒸汽壓，而不允許有空氣壓力，因此如何調節插入水銀的導線(xiàn)的高度是一個(gè)需要解決的問(wèn)題。實(shí)際電接點(diǎn)溫度計用玻璃管上半部分的可旋轉細長(cháng)螺釘1密封。細線(xiàn)3懸掛在橢圓形螺母2下方。電線(xiàn)的下端與水銀接觸。當螺桿旋轉時(shí)，螺母只能上下移動(dòng)。這樣，可以通過(guò)調節旋轉螺釘來(lái)調節細線(xiàn)下端的位置，即調節溫度切換值。由于玻璃管的內外完全隔離，這里采用磁耦合傳輸原理。磁鐵4套在玻璃頂部的外側。當它旋轉時(shí)，它將驅動(dòng)管子中螺桿上端的扁鐵塊5旋轉并使螺桿旋轉。

引出電極6密封在靠近溫度傳感燈泡的汞柱下端的管壁上，另一個(gè)電極7在螺桿上部的導電軸承處引出。為了方便地觀(guān)察開(kāi)關(guān)值，玻璃管的上半部分也有一個(gè)刻度，細導線(xiàn)下端的位置可以根據螺母在刻度上的位置的刻度來(lái)知道。與汞接觸的細線(xiàn)不得被汞腐蝕，也不得被汞污染。

必須注意，通過(guò)電接點(diǎn)水星溫度計的信號必須是低電壓和低電流，并且一般開(kāi)關(guān)信號低于5V和10mA DC。該信號可用于控制晶體管的基極電流，然后由報警和位調節設備的集電極輸出。還應注意的是，如果汞柱接觸細線(xiàn)后溫度繼續上升，汞將在管壁和細線(xiàn)之間的間隙中上升，從而改變玻璃管的橫截面積，溫度指示值將不準確。

電接點(diǎn)溫度計通常用于恒溫水箱、油箱和空調系統。它簡(jiǎn)單方便。它可以指示和控制溫度，但它的主要缺點(diǎn)是易碎，汞破碎后會(huì )污染環(huán)境。

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