温度計

最早的温度計是在1593年由意大利科學家伽利略（1564～1642）發明的。他的第一隻温度計是一根一端敞口的玻璃管，另一端帶有核桃大的玻璃泡。使用時先給玻璃泡加熱，然後把玻璃管插入水中。隨着温度的變化，玻璃管中的水面就會上下移動，根據移動的多少就可以判定温度的變化和温度的高低。温度計有熱脹冷縮的作用所以這種温度計，受外界大氣壓強等環境因素的影響較大，所以測量誤差較大。

後來伽利略的學生和其他科學家，在這個基礎上反覆改進，如把玻璃管倒過來，把液體放在管內，把玻璃管封閉等。比較突出的是法國人布利奧在1659年製造的温度計，他把玻璃泡的體積縮小，並把測温物質改為水銀，具備了温度計的雛形。以後荷蘭人華倫海特在1709年利用酒精，在1714年又利用水銀作為測量物質，製造了更精確的温度計。他觀察了水的沸騰温度、水和冰混合時的温度、鹽水和冰混合時的温度；經過反覆實驗與核准，最後把一定濃度的鹽水凝固時的温度定為0℉，把純水凝固時的温度定為32℉，把標準大氣壓下水沸騰的温度定為212℉，用℉代表華氏温度，這就是華氏温度計。

在華氏温度計出現的同時，法國人列繆爾（1683～1757）也設計製造了一種温度計。他認為水銀的膨脹係數太小，不宜做測温物質。他專心研究用酒精作為測温物質的優點。他反覆實踐發現，含有1/5水的酒精，在水的結冰温度和沸騰温度之間，其體積的膨脹是從1000個體積單位增大到1080個體積單位。因此他把冰點和沸點之間分成80份，定為自己温度計的温度分度，這就是 ^[2]  列氏温度計。

華氏温度計製成後又經過30多年，瑞典人攝爾修斯於1742年改進了華倫海特 ^[3]  温度計的刻度，後來他的同事施勒默爾把兩個温度點的數值又倒過來（即沸點100度，冰點0度），就成了現在的百分温度，即攝氏温度，用℃表示。華氏温度與攝氏温度的關係為℉=9/5℃+32，或℃=5/9（℉-32）。

英、美國家多用華氏温度，德國多用列氏温度，而世界科技界和工農業生產中，以及中國、法國等大多數國家則多用攝氏温度。

根據使用目的的區別，已設計製造出多種温度計。其設計的依據有：利用固體、液體、氣體受温度的影響而熱脹冷縮的現象;在定容條件下，氣體（或蒸氣）的壓強因區別温度而變換;熱電效應的作用;電阻隨温度的變換而變換;熱輻射的影響等。

1．氣體温度計：多用氫氣或氦氣作測温物質，因為氫氣和氦氣的液化温度很低，接近於絕對零度，故它的測温範圍很廣。這種温度計精確度很高，多用於精密測量。

2．電阻温度計：分為金屬電阻温度計和半導體電阻温度計，都是根據電阻值隨温度的變化這一特性製成的。金屬温度計主要有用鉑、金、銅、鎳等純金屬的及銠鐵、磷青銅合金的；半導體温度計主要用碳、鍺等。電阻温度計使用方便可靠，已廣泛應用。它的測量範圍為-260℃至600℃左右。

3．温差電偶温度計：是一種工業上廣泛應用的測温儀器。利用温差電現象製成。兩種不同的金屬絲焊接在一起形成工作端，另兩端與測量儀表連接，形成電路。把工作端放在被測温度處，工作端與自由端温度不同時，就會出現電動勢，因而有電流通過迴路。通過電學量的測量，利用已知處的温度，就可以測定另一處的温度。它適用於温差較大的兩種物質之間，多用於高温和低濁測量。有的温差電偶能測量高達3000℃的高温，有的能測接近絕對零度的低温。

4．指針式温度計：是形如儀表盤的温度計，也稱寒暑表，用來測室温，是用金屬的熱脹冷縮原理製成的。它是以雙金屬片做為感温元件，用來控制指針。雙金屬片通常是用銅片和鐵片鉚在一起，且銅片在左，鐵片在右。由於銅的熱脹冷縮效果要比鐵明顯的多，因此當温度升高時，銅片牽拉鐵片向右彎曲，指針在雙金屬片的帶動下就向右偏轉（指向高温）；反之，温度變低，指針在雙金屬片的帶動下就向左偏轉（指向低温）。

5．玻璃管温度計：玻璃管温度計是利用熱脹冷縮的原理來實現温度的測量的。由於測温介質的膨脹係數與沸點及凝固點的不同，所以我們常見的玻璃管温度計主要有：煤油温度計、水銀温度計、紅鋼筆水温度計。他的優點是結構簡單，使用方便，測量精度相對較高，價格低廉。缺點是測量上下限和精度受玻璃質量與測温介質的性質限制。且不能遠傳，易碎。

6．壓力式温度計：壓力式温度計是利用封閉容器內的液體，氣體或飽和蒸氣受熱後產生體積膨脹或壓力變化作為測信號。它的基本結構是由温包、毛細管和指示表三部分組成。壓力式温度計的優點是：結構簡單，機械強度高，不怕震動。價格低廉，不需要外部能源。缺點是：測温範圍有限制，一般在-80~400℃；熱損失大響應時間較慢。

7．水銀温度計是膨脹式温度計的一種，水銀的凝固點是 -38.87℃，沸點是 356.7℃，用來測量0--150℃或500℃以內範圍的温度，它只能作為就地監督的儀表。用它來測量温度，不僅比較簡單直觀，而且還可以避免外部遠傳温度計的誤差。

轉動式温度計 ^[4]  是由一個捲曲的雙金屬片製成。雙金屬片一端固定，另一端連接着指針。兩金屬片因膨脹程度不同，在不同温度下，造成雙金屬片捲曲程度不同，指針則隨之指在刻度盤上的不同位置，從刻度盤上的讀數，便可知其温度。

半導體的電阻變化和金屬不同，温度升高時，其電阻反而減少，並且變化幅度較大。因此少量的温度變化也可使電阻產生明顯的變化，所製成的温度計有較高的精密度，常被稱為感温器。

熱電偶温度計是由兩條不同金屬連接着一個靈敏的電壓計所組成。金屬接點在不同的温度下，會在金屬的兩端產生不同的電位差。電位差非常微小，故需靈敏的電壓計才能測得。由電壓計的讀數，便可知道温度為何。

物體温度若高到會發出大量的可見光時，便可利用測量其熱輻射的多寡以決定其温度，此種温度計即為光測温度計。此温度計主要是由裝有紅色濾光鏡的望遠鏡及一組帶有小燈泡、電流計與可變電阻的電路製成。使用前，先建立燈絲不同亮度所對應温度與電流計上的讀數的關係。使用時，將望遠鏡對正待測物，調整電阻，使燈泡的亮度與待測物相同，這時從電流計便可讀出待測物的温度了。 ^[4] 

用不同配方製成的液晶，其相變温度不同，當其相變時，其光學性質也會改變，使液晶看起來變了色。如果將不同相變温度的液晶塗在一張紙上，則由液晶顏色的變化，便可知道温度為何。此温度計之優點是讀數容易，而缺點則是精確度不足，常用於觀賞用魚缸中，以指示水温。 ^[4] 

數字體温計是利用温度傳感器將（温度）轉換成數字信號，

然後通過顯示器（如液晶、數碼管、LED矩陣等）顯示以數字形式的温度，能快速準確地測量人體温度的最高值，與傳統的水銀體温計相比，具有讀數字方便，測量時間短，測量精度高,能記憶並有提示音等優點，尤其是數字體温計不含水銀，對人體及周圍環境無害特別適合於醫院，家庭使用。使用方法分為以下步驟：

1 ．體温計使用前，應先用酒精對體温計頭部進行消毒。

2 ．按壓開關，蜂鳴器馬上發出蜂鳴音，顯示器如圖A 所示，時間約2 秒鐘。

3 ．然後顯示器顯示上次側量的温度如圖B （假如上次測量為36.5 ℃ ），井持續2 秒鐘左右。然後顯示器可能顯示如C圖所示．“℃ ”符號閃爍，表示體温計己處於待側狀態。（如此時室温高於32 ℃ ，體温計將顯示室温而不顯示如D 圖所示，同時“℃ ”符號不斷閃爍）。

4 ．將體温計用來量體温。量體温時顯示出的温度值逐漸上升，同時“℃ ”符號不斷閃爍。

5 ．當體温上升速度在16 秒內小於0.1 ℃ 時，“℃”符號停止閃爍，同時體温計發出約5 秒鐘的蜂鳴提示聲，這時體温計測量完畢，可以讀取顯示出的體温值。 ^[4] 

灑落出來的汞必須立即用滴管、毛刷收集起來，並用水覆蓋（最好用甘油），然後在污染處撒上硫磺粉，無液體後（一般約一週時間）方可清掃。

1．使用前應進行校驗（可以採用標準液温多支比較法進行校驗或採用精度更高級的温度計校驗）。

2．不允許使用温度超過該種温度計的最大刻度值的測量值。

3．温度計有熱慣性，應在温度計達到穩定狀態後讀數。讀數時應在温度凸形彎月面的最高切線方向讀取，目光直視。

4.切不可用作攪拌棒。

5．水銀温度計應與被測工質流動方向相垂直或呈傾斜狀。

6．水銀温度計常常發生水銀柱斷裂的情況，消除方法有：

①冷修法：將温度計的測温包插入乾冰和酒精混合液中（温度不得超過-38℃）進行冷縮，使毛細管中的水銀全部收縮到測温包中為止。

②熱修法：將温度計緩慢插温度略高於測量上限的恆温槽中，使水銀斷裂部分與整個水銀柱連接起來，再緩慢取出温度計，在空氣中逐漸冷至室温。 ^[4] 

儀表名稱精度等級分度值，℃（攝氏度）

雙金屬温度計1，1.5，2.5 0.5~20

壓力式温度計1，1.5，2.5 0.5~20

玻璃液體温度計0.5~2.5 0.1~10

熱電阻0.5~3 1~10

熱電偶 0.5~1 5~20

光學高温計 1~1.5 5~20

輻射温度計（熱電堆）1.5 5~20

部分輻射温度計 1~1.5 1~20

比色温度計1~1.5

1．先觀察量程，分度值和0點，所測液體温度不能超過量程；

2．温度計的玻璃泡全部浸入被測的液體中，不要碰到容器底或容器壁；

3．温度計玻璃泡浸入被測液體後要稍等一會，待温度計的示數穩定後再讀數；

4．讀數時温度計的玻璃泡要繼續留在液體中，視線要與温度計中液柱的上表面相平。

注意：在測温前千萬不要甩。

實驗用温度計、體温計、寒暑表（水銀、酒精、煤油）三種温度計的比較：

測温技巧

當測量發光物體表面温度時，如鋁和不鏽鋼，表面的反射會影響紅外測温儀的讀數。在讀取温度前，可在金屬表面放一膠條，温度平衡後，測量膠條區域温度。

要想紅外測温儀可從廚房到冷藏區來回走動仍能提供精確的温度測量，就要在新環境下經過一段時間以達到温度平衡後再測量。最好將測温儀放在經常使用的場所。

用紅外測温儀讀取流體食品的內部温度，像湯或醬，必須攪動，然後就可測表面温度。使測温儀遠離蒸汽，以避免污染透鏡，導致不正確的讀數。

世界最大温度計位於新疆吐魯番火焰山景區內，在火焰山風景區的地宮中心，高高佇立着一根巨大的温度計，這根落成於2004年8月16日的立體造型温度計，名叫“金箍棒”，曾獲大世界吉尼斯之最。

巨型温度計直徑0.65米，高12米，温度顯示高5.4米，可以實測攝氏100度以內的地表温度、空氣温度，誤差不超過正負0.5度。

2014年7月底，留壩縣城外出現一隻68米高的大號“温度計”。這隻温度計由一個廢棄煙囱改造而成，耗資43萬元。據瞭解，這是陝西省外形最大的温度計。 ^[5]