温度计......谁来帮帮我!!!~~~~~~~~

2023-06-24

谁知道温度计的制作原理,温度计的历史!!~~~~~ 前边的实验描述了定容空气温度计的简单操作,本实验将空气温度计作为简单的标准温度计,用于校准制成的热敏电阻温度计,目的是在实验室里学习测量温度的理论。

下式给出了温度(单位为℃)的定义:

其中,f为定义温度时描述温度材料性能的参数值。f0是冰点时该参数之值,f100是沸点时的值。
当外部压强不变时,对于气体温度计,上式就成为

其中,h是图16/2中(h2-h1)的值,式中h的下标表示温度。
如果已测定了等式右边所有的量,就能计算气体温度计的温度θg。
如果热敏电阻的阻值在冰水中为R0,在沸水中为R100,在θt时为R,按上述的普遍方程式,这只热敏电阻温度计标度的温度表达式为

本实验将在同一时刻用定容式空气温度计和热敏电阻温度计测量同一容器内的水温,测得θg和θt,并作出它们的关系图象。本文介绍两种类型的温度计,其中HS-Ⅰ型数字温度计采用测温晶体作为感温元件,HS-Ⅱ型数字温度计精选温度稳定性极好的热敏电阻作为感温元件。测温晶体的振荡频率与温度之间的线性关系较好,且能在较高的温度环境中进行温度测量,测温范围宽,可用于高温井的温度测量。但采用测温晶体制作的温度传感器的电路稍复杂,温度计探头中电路的功耗较大,探头的自热温升较高。HS-Ⅱ型温度计采用美国Yellow Spring公司生产的44008型热敏电阻作为感温元件,这种热敏电阻的稳定性好,漂移小。由于热敏电阻的阻值与温度之间的关系存在着非线性,需通过计算机进行非线性改正,消除非线性的影响。HS-Ⅱ型温度计探头的功耗小,探头的自热温升很小,有助于精确的温度测量。由于44008型热敏电阻不耐高温,不宜在50℃以上的环境中长期进行温度测量。故HS-Ⅱ型温度计适合于冷水井或温度较低的温泉井中进行温度测量。�

1HS-Ⅰ型数字温度计的基本原理
HS-Ⅰ型数字温度计是一种高精度智能化的数字温度计。该数字温度计主要由探头(温度传感器)和二次仪表组成。温度传感器采用10MHz的晶体振荡器,温度升高1℃,测温晶体振荡器的频率升高920Hz。该温度计每进行一次温度测量的时间间隔为10.9890秒,故该仪器的分辨率为0.0001℃。
由于井下的温度传感器输出的频率需通过电缆传输至地面上的二次仪表,10MHz的高频信号经数十米至数百米的电缆传输后,将会使频率信号引起严重的衰减,为此,在探头内装有本机振荡电路(晶体)和混频电路,将测温晶体振荡器产生的高频转换成数十千Hz的低频,然后再将此低频信号经电缆传输给二次仪表;在低频情况下,频率信号的衰减较小。温度计的方框图如图1所示。�

在图2所示的电路中,测温晶体振荡器的频率随温度的升高而增大,而参考晶体振荡器的振荡频率则保持恒定不变。在设计电路参数时,让测温晶振的频率在摄氏零度时略高于参考晶振的振荡频率,这样可使得在整个测量范围内,测温晶振的频率总是高于参考晶振的频率。温度愈高,两振荡器的频率差愈大,混频器的输出频率亦愈高。

考虑到晶体振荡器是利用晶体的压电效应产生振荡的,振荡幅度愈小,作用在晶体上的机械振动能量也愈小,晶体振荡器的频率漂移也就愈小。为提高晶体振荡器的频率稳定性,在设计电路参数时,应使作用在晶体两端的交流电压幅度尽可能小。
混频电路采用加法混频。这种混频简单可靠,混频过程中的误差小。功率放大采用功率场效应晶体管BUZ11,由于工作频率不很高,功率场效应管处于饱和、截止两种状态,故它的功耗可略而不计。
温度探头输出的频率送至单片机的T1端,由单片机进行计数。二次仪表内的单片机采用MCS-89C51,通过软件产生准确的时间间隔(10.9890秒),从而保证测量的灵敏度和精度。此外,单片机将频率信号转换成温度值,并将温度值由二进制码转换成BCD码,再将BCD码通过I/O口将六位十进制数依次送进6个锁存器4511之中,以4511将锁存在其中的BCD码转换成段码,分别控制六个LED数码管显示,原理图如图3。
此外,单片机还具有时钟功能。每到整点时,单片机就将整点时的温度测量结果存入RAM中。
温度读数为十进制六位数,每个温度读数需三个存储单元存放,故每天24个整点温度读数共需单片机RAM中的72个存储单元。
除存储功能外,单片机还可在每天的某一规定时间内将此24个整点值依次读出,避免观测员经常进观测室进行记录的麻烦。
HS-Ⅰ型数字测温仪中二次仪表的电路如图3所示。二次仪表电路的作用主要是将探头输出的频率信号经过运算处理转变为温度量,并进行译码和显示。整点时的温度读数存储在RAM中,需要时将其读出。
HS-Ⅰ型数字温度计技术指标如下:
(1)仪器分辨率:0.0001℃�

(2)标定精度:0.02℃
(3)年漂移小于:0.005℃
(4)测温范围:5℃至80℃�
2HS-Ⅱ型数字温度计的原理与电路
HS-Ⅱ型数字温度计采用44008型热敏电阻作为测温器件,通过振荡器将温度的变化转换成频率的变化。
为克服非线性的影响,采用分段线性法补偿。该温度计的测量范围为5℃至45℃,将整个温度测量范围等分为10个小区间,每4度为一个区间,在每个区间内温度与频率的关系可视为线性。HS-Ⅱ型温度计需在10个温度点上进行标定。�

在图4所示的电路中,多谐振荡器由两个放大器K1和K2组成。K1采用精密快速电压比较器LM311,其速度高于高速运放的速度;放大器速度的提高有助于提高振荡器的频率稳定度。K2采用场效应输出的缓冲门4010,它的稳定性比运算放大器输出幅度的稳定性高;K2输出幅度的高度稳定有助于振荡器频率稳定性的提高。
图4中RT为热敏电阻。当温度变化时,RT相应变化,振荡频率f也随之变化。T为功率场效应管BUZ11。为使温度计探头的输出信号通过传输电缆时的衰减较小,RW的阻值必须较小(功耗较大)。为减小探头的功耗和自热温升,RW不放在温度计探头中,放置在二次仪表内。
由于HS-Ⅱ型温度计探头的功耗小,减少了探头自热温升引起的水分子的对流,探头周围的温度场稳定,温度计的读数亦十分稳定。
HS-Ⅱ型数字温度计的技术指示:
(1)仪器分辨率:0.0001℃
(2)标定精度:0.02℃
(3)年漂移小于:0.005℃
(4)测温范围:5℃至45℃
HS-Ⅱ型温度计的二次仪表与HS-Ⅰ型相同,不再叙述。HS型数字温度计已在三峡台网和某些地震台的井下观测多年,仪器运行情况良好。

仪表技术

温度计是测温仪器的总称。根据所用测温物质的不同和测温范围的不同,有煤油温度计、酒精温度计、水银温度计、气体温度计、电阻温度计、温差电偶温度计、辐射温度计和光测温度计等。

最早的温度计是在1593年由意大利科学家伽利略(1564~1642)发明的。他的第一只温度计是一根一端敞口的玻璃管,另一端带有核桃大的玻璃泡。使用时先给玻璃泡加热,然后把玻璃管插入水中。随着温度的变化,玻璃管中的水面就会上下移动,根据移动的多少就可以判定温度的变化和温度的高低。这种温度计,受外界大气压强等环境因素的影响较大,所以测量误差大。

伽利略发明的第一个温度计

后来伽利略的学生和其他科学家,在这个基础上反复改进,如把玻璃管倒过来,把液体放在管内,把玻璃管封闭等。比较突出的是法国人布利奥在1659年制造的温度计,他把玻璃泡的体积缩小,并把测温物质改为水银,这样的温度计已具备了现在温度计的雏形。以后荷兰人华伦海特在1709年利用酒精,在1714年又利用水银作为测量物质,制造了更精确的温度计。他观察了水的沸腾温度、水和冰混合时的温度、盐水和冰混合时的温度;经过反复实验与核准,最后把一定浓度的盐水凝固时的温度定为0℉,把纯水凝固时的温度定为32℉,把标准大气压下水沸腾的温度定为212℉,用℉代表华氏温度,这就是华氏温度计。

在华氏温度计出现的同时,法国人列缪尔(1683~1757)也设计制造了一种温度计。他认为水银的膨胀系数太小,不宜做测温物质。他专心研究用酒精作为测温物质的优点。他反复实践发现,含有1/5水的酒精,在水的结冰温度和沸腾温度之间,其体积的膨胀是从1000个体积单位增大到1080个体积单位。因此他把冰点和沸点之间分成80份,定为自己温度计的温度分度,这就是列氏温度计。�

华氏温度计制成后又经过30多年,瑞典人摄尔修斯于1742年改进了华伦海特温度计的刻度,他把水的沸点定为零度,把水的冰点定为100度。后来他的同事施勒默尔把两个温度点的数值又倒过来,就成了现在的百分温度,即摄氏温度,用℃表示。华氏温度与摄氏温度的关系为

℉=9/5℃+32,或℃=5/9(℉-32)。

现在英、美国家多用华氏温度,德国多用列氏温度,而世界科技界和工农业生产中,以及我国、法国等大多数国家则多用摄氏温度。

随着科学技术的发展和现代工业技术的需要,测温技术也不断地改进和提高。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。下面介绍几种。

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,接近于绝对零度,故它的测温范围很广。这种温度计精确度很高,多用于精密测量。

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。电阻温度计使用方便可靠,已广泛应用。它的测量范围为-260℃至600℃左右。�

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。它适用于温差较大的两种物质之间,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,有的能测接近绝对零度的低温。�

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。高温温度计的原理和构造都比较复杂,这里不再讨论。其测量范围为500℃至3000℃以上,不适用于测量低温。
参考知识1 是利用了液体热胀冷缩基本原理而产生的.第一只温度计是伽利略制成的,是利用了气体的热胀冷缩原理,不很准确。 参考知识B 利用了液体热胀冷缩原理,
规定冰水混合物的温度为0摄氏度
水沸点为100摄氏度
历史不知道
参考知识C 制作方法。

首先,制作好的温度计放入0度的冰里(融化中)。
然后,做一个记号,这就是0度。
再,将温度计放入100度的水里(沸水中)。
再,做一个记号,这里就是100度。
然后,把这里中间分成100等份。
每份是一度。

温度计的发展历史

温度计是测温仪器的总称。根据所用测温物质的不同和测温范围的不同,有煤油温度计、酒精温度计、水银温度计、气体温度计、电阻温度计、温差电偶温度计、辐射温度计和光测温度计等。

最早的温度计是在1593年由意大利科学家伽利略(1564~1642)发明的。他的第一只温度计是一根一端敞口的玻璃管,另一端带有核桃大的玻璃泡。使用时先给玻璃泡加热,然后把玻璃管插入水中。随着温度的变化,玻璃管中的水面就会上下移动,根据移动的多少就可以判定温度的变化和温度的高低。这种温度计,受外界大气压强等环境因素的影响较大,所以测量误差大。
参考知识D 原理就是热胀冷缩啊。是从国外传入中国的。 第5个回答  2006-10-12 是利用了液体热胀冷缩基本原理而产生的,这是基本常识,但是温度计从哪里来,我想大概是从英国来的吧

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