温度测量仪器及其原理

表示物体热状态程度的物理量称为温度。摄氏温度t（℃）与热力学温度T（K）的关系为

测量温度的仪器有多种，如液体温度计、气体温度计、电阻温度计、热电偶、光测温度计等。物理实验室常用的测温仪器主要为玻璃液体温度计和热电偶。

1.液体温度计

以水银、酒精、甲苯、煤油等其他有机液体作测温工作物质的玻璃柱状温度计统称为玻璃液体温度计，这种温度计是利用测温物质的热胀冷缩性质来测量温度的。测温液体封装在玻璃柱的一端成球泡形，上接一个内径均匀的毛细玻璃管。液体受热后，毛细管中的液柱升高，从管壁的标度可读出相应的温度值。

由于水银具有不润湿玻璃、随温度上升均匀膨胀以及1个标准大气压（101kPa）下可在-38.87℃（水银凝固点）～356.58℃（水银沸点）较广的温度范围内保持液态等诸多优点，因此，较精密的玻璃液体温度计均为水银温度计。

实验室也常用酒精温度计，其测温范围分为-4～60℃、0～105℃两种，分度值为1℃。

使用液体温度计的注意事项如下：

1）根据被测温度的高低和测量精度的要求，选择合适的液体温度计。

2）被测物体的容量必须大于温度计所提供液体的103倍以上。

3）温度计浸入被测物的深度不得小于温度计所标明的深度或浸至起始刻度线处。(www.xing528.com)

4）液体温度计的玻璃管容易破碎，应轻拿轻放，不得与其他物体碰撞，以免损坏。若水银漏出，要防止中毒。

5）使用时不能用力甩。

2.热电偶

热电偶亦称温差电偶，它是由两种不同成分的金属丝A、B构成的，其端点紧密接触，如图2-14所示。当两个接点处于不同的温度t和t0时，在回路中会产生温差电动势。温差电动势的大小只与组成热电偶的两根金属丝的材料、热端温度t和冷端温度t0三个因素有关，而与热电偶的大小、长短及金属丝的直径等无关。当组成热电偶的材料确定后，温差电动势只决定于温差（t-t0）。一般而言，温差电动势ε与温差（t-t0）的关系为

图2-14　热电偶示意图

其第一级近似为

式中，c、d、e称为温差系数（或热电偶常量），其物理意义为单位温差时的电动势，其大小由组成热电偶的材料决定。