溫度測(cè)量儀表

很早以前，人們?cè)跓G和冶鍛時(shí)，通常是憑借火焰和被加熱物體的顏色來判斷溫度的高低。據(jù)記載，1780年韋奇伍德根據(jù)瓷珠在高溫下顏色的變化，來識(shí)別燒制陶瓷的溫度，后來又有人根據(jù)陶土制的熔錐在高溫下彎曲變形的程度，來識(shí)別溫度。

1709年，德國的華倫海特于荷蘭首次創(chuàng)立溫標(biāo)，隨后他又經(jīng)過多年的分度研究，到1714年制成了以水的冰點(diǎn)為32度、沸點(diǎn)為212度、中間分為180度的水銀溫度計(jì)，即至今仍沿用的華氏溫度計(jì)。

1742年，瑞典的攝爾西烏斯制成另一種水銀溫度計(jì)，它以水的沸點(diǎn)為100度、冰點(diǎn)作為 0度。到1745年，瑞典的林奈將這兩個(gè)固定點(diǎn)顛倒過來，這種溫度計(jì)就是至今仍沿用的攝氏溫度計(jì)。

早在1735年，就有人嘗試?yán)媒饘侔羰軣崤蛎浀脑?，制造溫度?jì)，到18世紀(jì)末，出現(xiàn)了雙金屬溫度計(jì)；1802年，查理斯定律確立之后，氣體溫度計(jì)也隨之得到改進(jìn)和發(fā)展，其精確度和測(cè)溫范圍都超過了水銀溫度計(jì)。

1821年，德國的塞貝克發(fā)現(xiàn)熱電效應(yīng)；同年，英國的戴維發(fā)現(xiàn)金屬電阻隨溫度變化的規(guī)律，這以后就出現(xiàn)了熱電偶溫度計(jì)和熱電阻溫度計(jì)。1876年，德國的西門子制造出第一支鉑電阻溫度計(jì)。

輻射溫度計(jì)和光學(xué)高溫計(jì)是20世紀(jì)初，維思定律和普朗克定律出現(xiàn)以后，才真正得到實(shí)用。從60年代開始，由于紅外技術(shù)和電子技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了利用各種新型光敏或熱敏檢測(cè)元件的輻射溫度計(jì)(包括紅外輻射溫度計(jì))，從而擴(kuò)大了它的應(yīng)用領(lǐng)域。^[1] 

2度量標(biāo)準(zhǔn)

各種溫度計(jì)產(chǎn)生的同時(shí)就規(guī)定了各自的分度方法，也就出現(xiàn)了各種溫標(biāo)，如原始的攝氏溫標(biāo)、華氏溫標(biāo)、氣體溫度計(jì)溫標(biāo)和鉑電阻溫標(biāo)等 。為了統(tǒng)一溫度的量值，以達(dá)到國際通用的目的，國際權(quán)度局最早規(guī)定以玻璃水銀溫度計(jì)為基準(zhǔn)儀表，統(tǒng)一用攝氏溫標(biāo)。后經(jīng)數(shù)次改革，到1927年改用以熱力學(xué)溫度為基礎(chǔ)、以純物質(zhì)的相變點(diǎn)為定義固定點(diǎn)的國際溫標(biāo) ，以后又經(jīng)多次修改完善。

國際現(xiàn)代通用的溫標(biāo)是1967年第13次國際權(quán)度大會(huì)通過的 ，1968年國際實(shí)用溫標(biāo)。它以13個(gè)純物質(zhì)的相變點(diǎn)，如氫三相點(diǎn)，即氫的固、液、氣三態(tài)共存點(diǎn)(-259．34℃)；水三相點(diǎn)(0.01℃)和金凝固點(diǎn)(1064.43℃)等，作為定義固定點(diǎn)來復(fù)現(xiàn)熱力學(xué)溫度的。

中間插值在-259.34～630.74℃之間 ，用基準(zhǔn)鉑電阻；在630.74～1064.43℃之間，用基準(zhǔn)鉑銠-鉑熱電偶；在1064.43℃以上用普朗克公式復(fù)現(xiàn)。

3分類

溫度測(cè)量儀表的種類繁多，但可按作用原理，測(cè)量方法，測(cè)量范圍作如下分類：

按作用原理分類

溫度的測(cè)量是借助于物體在溫度變化時(shí)，它的某些性質(zhì)隨之變化的原理來實(shí)現(xiàn)的。但是，并不是任意選擇某種物理性質(zhì)的變化就可做成溫度計(jì)。用于測(cè)溫的物體的物理性質(zhì)要求連續(xù)、單值的隨溫度變化，不與其它因素有關(guān)，而且復(fù)現(xiàn)性好，便于精確測(cè)量。

目前按作用原理制作的溫度計(jì)主要有膨脹式溫度計(jì)、壓力式溫度計(jì)、電阻溫度計(jì)，熱電偶高慍計(jì)和輻射高溫計(jì)等幾種。它們是分別利用物體的膨脹，壓力、電阻、熱電勢(shì)和輻射性質(zhì)隨溫度變化的原理制成的。

按測(cè)量方法分類

溫度測(cè)量時(shí)按感溫元件是否直接接觸被測(cè)溫度場(chǎng)（或介質(zhì)）而分成接觸式溫度測(cè)量儀表（膨脹式溫度計(jì)，壓力式溫度計(jì)、電阻溫度計(jì)和熱電偶高溫計(jì)屬此類）和非接觸式溫度測(cè)量儀表（如輻射式高溫計(jì)）兩類。

接觸式測(cè)溫法的特點(diǎn)是測(cè)溫元件直接與被測(cè)對(duì)象相接觸，兩者之間進(jìn)行充分的熱交換，最后達(dá)到熱平衡，這時(shí)感溫元件的某一物理參數(shù)的量值就代表了被測(cè)對(duì)象的溫度值。這種測(cè)溫方法優(yōu)點(diǎn)是直觀可靠，缺點(diǎn)是感溫元件影響被測(cè)溫度場(chǎng)的分布，接觸不良等都會(huì)帶來測(cè)量誤差，另外溫度太高和腐蝕性介質(zhì)對(duì)感溫元件的性能和壽命會(huì)產(chǎn)生不利影響。

非接觸測(cè)溫法的特點(diǎn)是感溫元件不與被測(cè)對(duì)象相接觸，而是通過輻射進(jìn)行熱交換，故可避免接觸測(cè)溫法的缺點(diǎn)，具有較高的測(cè)溫上限。此外，非接觸測(cè)溫法熱慣性小，可達(dá)千分之一秒，便于測(cè)量運(yùn)動(dòng)物體的溫度和快速變化的溫度。由于受物體的發(fā)射率、被測(cè)對(duì)象到儀表之間的距離以及煙塵、水汽等其他介質(zhì)的影響，這種測(cè)溫方法一般測(cè)溫誤差較大。

按測(cè)量溫度范圍分類

通常將測(cè)量溫度在600℃以下的溫度測(cè)量儀表叫溫度計(jì)，如膨脹式溫度計(jì)，壓力式溫度計(jì)和電阻溫度計(jì)等。測(cè)量溫度在600℃以上的溫度測(cè)量儀表通常叫高溫計(jì)，如熱電高溫計(jì)和輻射高溫計(jì)。