有關於溫度計的種類介紹

各位大大

麻煩你們幫我介紹溫度計的種類以及所運用的科學原理

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    1、膨脹式溫度儀器

    (1)、水銀溫度計(mercury-in-glass thermometer)

    原理:

    當熱度自球莖外壁傳入時,膨漲球內之水銀即在細管中上昇

    至一定高度,玻璃管外壁刻以度數,水銀之位置即代表此溫度。

    (2)雙金屬溫度計(bimetal thermometer)

    原理:

    將二種或二種以上具有不同膨脹係數之金屬片焊合在一起,當溫度改

    變時,因金屬片膨脹程度之不同而使此金屬片組產生彎曲。如將此金

    屬片組之一端固定,另一端裝上指針則因偏轉而產生指示。

    2、電阻式溫度計(resistance thermometer)

    原理:

    金屬導體的電阻隨溫度的升高而增加;隨溫度之降低而減少,測量此金屬導體之

    電阻值,即能間接求得其溫度。

    此種溫度與電阻之關係可由下列算式代表:

    Rt=Ro(1+at+bt2)

    其中 Rt:在溫度t時的電阻,歐姆

    Ro:溫度,℃

    t :0℃時的電阻,歐姆

    a :電阻的溫度係數

    b :校正係數

    3、熱電偶式溫度計(Thermocouples)

    構造:

    兩種不同金屬,在其一端接合置於被測物體上,另一端接在測示的儀

    器上,即為一熱電偶溫度儀器。

    原理及效應:

    三效應:

    西貝克效應(seebeck effect):

    ☆ 兩種不同之金屬線連結兩端,若其兩端之溫度不同,則有連

    續電流產生,如圖如示

    ☆ T2為熱接合點:或稱為測定接合點,係熱電偶二金屬線之接

    合端點,所形成之接合點謂之。

    ☆ T1為冷接合點:或稱為參考接合點,係連接於測定儀器之二

    金屬線各一端點,所形成接合點謂之。加熱測定接合點所產

    生的電壓,此電壓會隨接合點與參考點間的溫度差而不同。

    潘第效應(Peltier effect):

    ☆ 電流通過兩種不同的金屬導線之接合點時,接合點處產生放

    熱或吸熱之現象。至於放熱或吸熱端視電流流動之方向,此

    可謂西貝克氏發現之逆現象。

    ☆ 若X點溫度升高,則產生放熱現象,而Y點則產生吸熱現象。

    湯木生效應(Thomson effect):

    ☆ 在均勻質之金屬線上,若二端之溫度不同,即發生電動勢(emf)

    ,此電動勢與金屬線兩端之溫度差成正比。

    ☆ 所得之結論為:電流通過一個有溫度梯度的導線時,電流有

    增加或減少溫度差之現象,稱之為湯木生效應。

    ☆ 若電流方向相反,產生相反的反應,故亦稱為可逆性效應。

    熱電理論的三定律:

    均勻線路定律(law of homogeneous circuit):

    ☆ 在單一均勻質之金屬線上,若僅改變此金屬線兩端之溫度,

    並不能維持一定的電流。由此可知emf的發生係由於熱電偶

    二端之溫度不同所致,此emf與熱電偶上的其他中間溫度差

    異無關。

    中間金屬定律(law of intermediate metals):

    ☆ 在一熱電反應中,使用一第三金屬線,若第三金屬線與熱電

    偶金屬線的二接合點處的溫度相同,便不會在第三金屬線上

    產生emf,其總emf仍為熱電偶所產生的emf。

    中間溫度定律(Law of intermediate temperature):

    ☆ 任何由均勻金屬所組成之熱電偶,若其兩端之溫度為T1及T3,

    則其發出之emf,必等於其二接點之溫度在T1、T2及在T1、T3

    時所發出emf之總和。

    4、光測高溫計(optical pyrometer)

    原理:

    集中於一幕屏(screen)上,幕屏後裝一紅色濾鏡,僅讓波長為0.65 

    之輻射能透過,俾使觀察者易觀察幕屏上之情形。同時另裝一標準鎢

    絲燈,其發出之輻射能亦可集中在幕屏上,以作為比較。調整變阻器

    以調整通過標準鎢絲燈之電流,使標準光源在幕屏上之亮度(brightness)

    與輻射熱之亮度相等。此時變阻器之刻度即代表此輻射熱源之溫度。

    5、輻射高溫計(Rediation pyrometer)

    原理:當熱源放射之輻射光射到物體時,則使該物體之溫度上升,溫度上升

    的程度與熱源輻射光之強度成一定的關係。因此如將高溫待測物體放

    射出之輻射光用小型之受光器予以吸收,而測受光器溫度之上升,便

    可測知高溫待測物之溫度。

    以上資料提供參考

    參考資料: 天之心
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