第十章 温度测量

温度测量的原理一、引言温度是物体热力学性质之一，是物体分子热运动的表现。

温度的测量是科学研究和工程应用中非常重要的一项任务。

本文将介绍温度测量的原理及其常用的方法。

二、温度的定义温度是物体内部分子热运动的强弱程度的度量。

温度的单位是摄氏度（℃）或开尔文（K）。

在温度测量中，我们常用摄氏度作为单位。

三、温度测量的原理1. 热胀冷缩原理根据物体的热胀冷缩特性，可以通过测量物体的尺寸变化来间接测量温度。

例如，常用的温度计就是基于物体的热胀冷缩原理工作的。

温度计的原理是利用物体在不同温度下的体积变化来测量温度。

2. 热电效应原理热电效应是指在两个不同金属之间产生的电动势与温度差之间存在一定的关系。

根据热电效应原理，可以通过测量金属电极产生的电压来推算出温度值。

热电偶就是基于热电效应原理工作的温度测量器。

3. 热阻效应原理热阻效应是指物体的电阻随温度变化而变化。

根据热阻效应原理，可以通过测量物体电阻的变化来间接测量温度。

热敏电阻和热敏电阻传感器就是基于热阻效应原理工作的温度测量装置。

4. 热容效应原理热容效应是指物体的热容量随温度变化而变化。

根据热容效应原理，可以通过测量物体的热容量变化来间接测量温度。

热量计就是基于热容效应原理工作的温度测量仪器。

5. 辐射热测量原理物体在不同温度下会辐射出不同强度的热辐射。

根据辐射热测量原理，可以通过测量物体的热辐射来推算出温度值。

红外测温仪就是基于辐射热测量原理工作的温度测量设备。

四、常用的温度测量方法1. 水银温度计水银温度计是一种利用水银的热胀冷缩特性来测量温度的仪器。

它由一根细长的玻璃管和一柱水银组成。

当温度升高时，水银柱会上升；当温度降低时，水银柱会下降。

通过读取水银柱的高度，就可以得到物体的温度值。

2. 热电偶热电偶是由两种不同金属线材组成的。

当一个金属线材的一端与另一个金属线材的一端相接触时，形成一个测量温度的接点。

当接点处温度变化时，热电偶产生的电压也会发生变化。

温度测量（temperature measurement）指使用测温仪器对物体的温度作定量的测量。

温度测量实际上是对该物体的某一物理的测量，该物理量应该在一定温度范围内随物体温度的变化而作单调的较显著的变化。

然后，依据物理定律，由该物理量的数值来显示被测物体的温度。

温度测量的方法，依据被测物理量的类别，可区分为：⑴膨胀测温法：利用物体的热膨胀现象来测定温度，如：玻璃温度计、双金属片温度计、定压气体温度计；⑵压力测温法：利用压强随温度变化的属性来测量温度，如压力表式温度计、定体气体温度计、蒸气压温度计；⑶电阻测温法：利用电阻随物体温度变化的属性来测定温度，如铂电阻温度计、半导体热敏电阻温度计；⑷温差电测温法：利用温差电现象，由测量温差电动势来测定温度，此即热电偶温度计；⑸磁学测温法：利用顺磁物质磁化率与温度的变化关系（即居里定律）来测量温度，称为磁温度度，它主要用于极低温度范围的温度测量；⑹声学测量法：利用理想气体中声速二次方与热力学温度成正比的原理来测量温度，常用声干涉仪来测量声速，它主要用于低温下温度测定；⑺噪声测温法：利用热噪声电平与热力学温度成正比（即尼奎斯特定理）的性质来测定温度。

对于在很多温度计已失灵的mK温度范围，它可作为温度计量的基准仪器；⑻频率测温法：根据某些物体的固有频率ω02=1/LC中的L或C随温度变化的关系来测定温度，称为频率温度计。

由于在各种物理量的测定中，频率的测量准确度最高（其相对误差可小到1×10-14），因而可大大提高测量的精确度。

如石英晶体温度计的分辨率可小到10-4℃或更小，且可以数字化，故得到广泛应用。

⑼辐射测温法：是利用热辐射特性来测量温度的。

常用的有三种类型：①以光谱辐射为温度标志的光学高温计、光电高温计；②根据斯特藩-玻尔兹曼定律来测定温度的辐射高温计；③以测量物体的色温度来确定温度的比色高温计（也称为比率高温计或双色高温计）。

使用测温仪表对物体的温度进行定量的测量。

初中物理温度测定教案教学目标：1. 了解温度测量的基本原理和方法。

2. 学会使用温度计进行温度测量。

3. 能够正确读取和记录温度测量结果。

4. 理解温度在生活中的应用和重要性。

教学重点：1. 温度测量的基本原理和方法。

2. 温度计的使用和读取。

教学难点：1. 温度计的精确使用和读取。

教学准备：1. 实验室用温度计。

2. 温度计使用说明书。

教学过程：一、导入（5分钟）1. 引入话题：温度是日常生活中经常提到的概念，那么温度是如何测量的呢？2. 学生分享：让学生分享他们对于温度测量的了解和经验。

二、温度测量的基本原理（10分钟）1. 介绍温度测量的基本原理：温度是物体内部分子运动的激烈程度的一种表现，可以通过测量物体的热量来间接测量温度。

2. 讲解热量和温度的关系：热量是一种能量形式，温度高表示物体内部分子运动激烈，热量多。

三、温度计的使用和读取（10分钟）1. 介绍实验室用温度计的结构和功能：温度计由玻璃管、液体和刻度盘组成，通过液体的膨胀和收缩来测量温度。

2. 演示温度计的使用方法：如何正确放置温度计、如何读取温度计的刻度值等。

3. 学生练习：让学生亲自操作温度计，进行温度测量，并正确读取刻度值。

四、温度测量的实际操作（10分钟）1. 分组实验：学生分组进行温度测量实验，使用温度计测量不同物体的温度。

2. 记录数据：学生将测量到的温度数据记录在实验表格中。

五、温度在生活中的应用和重要性（5分钟）1. 介绍温度在生活中的应用：如天气预报、医疗、食品加工等。

2. 强调温度测量的重要性：温度测量在科学研究和日常生活中都有着重要的作用。

六、总结和反思（5分钟）1. 学生总结：让学生总结本节课所学的温度测量的基本原理和方法。

2. 教师反思：教师对学生的表现进行评价和指导，指出需要改进的地方。

教学延伸：1. 进行温度测量的拓展实验，如测量不同物质的沸点和凝固点。

2. 学习其他温度测量工具的使用，如温度传感器和热像仪。

温度测量原理
温度测量原理是基于物质的热学性质来进行测量的。

常见的温度测量原理有热胀冷缩原理、热电效应、电阻温度计、热敏电阻、热电偶、红外线测温等。

热胀冷缩原理是基于物体在温度变化时，由于热胀冷缩而引起的长度、面积或体积的变化。

通过测量物体的尺寸变化，可以推算出物体的温度。

热电效应是利用不同金属或半导体导体的焦耳效应来进行温度测量的原理。

当两种不同金属或半导体导体的接触处存在温度差时，会产生电势差，通过测量电势差的大小可以得知温度。

电阻温度计是利用金属或半导体材料电阻随温度变化而产生变化的特性进行温度测量的原理。

通过测量电阻值的变化，可以获取温度信息。

热敏电阻也是一种利用材料电阻随温度变化而产生变化的特性进行温度测量的原理。

不同的热敏材料具有不同的电阻温度特性，通过测量电阻值的变化可以得到温度信息。

热电偶是由两种不同的金属导线组成的，利用两种不同金属导线间由温度差引起的热电势差来进行温度测量的原理。

红外线测温是一种非接触式的温度测量方法，通过测量物体辐射出的红外线能量来获取物体的温度。

温度越高，辐射的红外线能量就越强，通过测量红外线能量的强度，可以得知物体的
温度。

以上就是几种常见的温度测量原理，通过不同的物理原理可以实现对温度的准确测量。

初中温度的测量教案教学目标：1. 了解温度测量的基本原理和方法。

2. 学会正确使用温度计进行温度测量。

3. 能够进行简单的温度数据分析。

教学重点：1. 温度测量的基本原理和方法。

2. 正确使用温度计进行温度测量。

教学难点：1. 温度计的正确使用方法。

2. 温度数据的处理和分析。

教学准备：1. 温度计若干支。

2. 实验器材：冰块、温水、烧杯等。

教学过程：一、导入（5分钟）1. 引导学生思考：什么是温度？为什么需要测量温度？2. 学生回答后，教师总结：温度是用来描述物体冷热程度的物理量，测量温度可以帮助我们了解物体的状态，以及进行各种实验和研究。

二、讲解温度测量的基本原理和方法（10分钟）1. 介绍温度计的工作原理：液体温度计是根据液体热胀冷缩的性质制成的。

2. 讲解温度计的使用方法：如何正确放置温度计、如何读取温度值等。

三、实验演示（15分钟）1. 准备实验器材，演示如何使用温度计测量冰块的温度。

2. 让学生观察并记录温度计的读数。

四、学生实验操作（15分钟）1. 学生分组进行实验，使用温度计测量冰块、自来水和温水的温度。

2. 学生记录测量数据，并学会如何处理和分析数据。

五、总结和讨论（10分钟）1. 教师引导学生总结温度测量的方法和注意事项。

2. 学生分享自己的实验结果，讨论温度计的使用心得。

六、课堂小结（5分钟）1. 教师总结本节课的内容，强调温度测量的重要性和正确使用温度计的方法。

2. 学生提问，教师解答。

教学反思：本节课通过实验和讨论，让学生了解了温度测量的基本原理和方法，学会了正确使用温度计。

在实验过程中，学生能够动手操作，观察并记录温度计的读数，培养了学生的实践能力和观察能力。

同时，通过数据分析，学生能够更好地理解温度测量的意义，提高了学生的科学素养。

但在教学过程中，要注意引导学生掌握温度计的正确使用方法，避免误差的产生。

温度测量方法温度是描述物体热度或冷度的物理量，是热力学中的重要参数之一。

在工业生产、科学研究、医学诊断等领域，温度的准确测量对于保障生产安全和科研成果具有重要意义。

因此，选择合适的温度测量方法显得尤为重要。

常见的温度测量方法包括接触式温度测量和非接触式温度测量两种。

接触式温度测量是指测量仪器与被测物体直接接触，通过传导热量来测量温度。

而非接触式温度测量则是指测量仪器与被测物体无需直接接触，通过接收被测物体所辐射的热辐射来测量温度。

在接触式温度测量中，最常见的方法是使用温度计。

温度计根据不同的原理可以分为水银温度计、电子温度计、热电偶等。

其中，水银温度计是最为常见的一种，它利用水银的膨胀和收缩来测量温度。

电子温度计则是利用电阻、半导体等材料的电阻随温度变化的特性来测量温度。

而热电偶则是利用两种不同金属材料的热电势随温度变化的特性来测量温度。

在非接触式温度测量中，红外线测温是应用最为广泛的一种方法。

红外线测温利用物体辐射的红外线能量与其表面温度成正比的特性来测量温度。

这种方法不仅测量方便快捷，而且无需与被测物体接触，对于高温、移动物体的测量具有很大的优势。

除了以上常见的温度测量方法外，还有一些特殊的测量方法，比如光纤测温、声速测温等。

光纤测温是利用光纤的光学特性和热敏特性来测量温度，适用于一些特殊环境下的温度测量。

而声速测温则是利用声速随温度变化的特性来测量温度，适用于高温高压环境下的温度测量。

总的来说，不同的温度测量方法适用于不同的场景和要求。

在选择温度测量方法时，需要根据被测物体的性质、温度范围、测量精度等因素进行综合考虑，以确保测量结果的准确性和可靠性。

同时，随着科技的不断发展，新的温度测量方法也在不断涌现，我们需要不断学习和更新，以适应不同领域对温度测量的需求。

温度测量的方法
温度是物体或环境热量的度量单位，用于描述物体的热度或冷度。

测量温度的方法有多种，其中一些常见的包括：
1. 温度计测量：
- 水银温度计：使用水银作为测量液体，根据水银在不同温度下的膨胀或收缩来测量温度。

- 酒精温度计：使用酒精或染料作为测量液体，根据液体的膨胀或收缩来显示温度。

- 电子温度计：包括电子数字温度计和红外线温度计，能够通过电子传感器或红外线辐射来测量温度。

2. 热电偶和热敏电阻：这些设备利用不同金属的热电效应或材料的电阻随温度变化来测量温度。

3. 红外线测温仪：通过检测物体辐射的红外线来测量其表面温度，适用于远距离或无接触测量。

4. 热像仪：利用物体释放的红外线图像来显示物体表面的温度分布情况，常用于工业或建筑检测中。

5. 气象仪器：气象站使用各种设备（如温度计、热电偶等）来测量大气中的温度，用于天气预报和气候研究。

温度的测量方法根据具体需求和应用场景不同而有所差异，选择合适的测温方法取决于测量精度、测量对象、测量范围和测量环境等因素。

温度测量一、温度测量的基本概念二、热电阻三、热电偶四、一体化温度变送器五、双金属温度计六、压力式温度计、温控器七、变压器温控器一、温度测量的基本概念温度是表征物体冷热程度的物理量。

温度只能通过物体随温度变化的某些特性来间接测量，而用来量度物体温度数值的标尺叫温标。

它规定了温度的读数起点（零点）和测量温度的基本单位。

目前国际上用得较多的温标有华氏温标、摄氏温标、热力学温标和国际实用温标。

华氏温标（o F）规定：在标准大气压下，冰的熔点为32度，水的沸点为212度，中间划分180等分，每第分为报氏1度，符号为o F。

摄氏温标（℃）规定：在标准大气压下，冰的熔点为0度，水的沸点为100度，中间划分100等分，每第分为报氏1度，符号为℃。

热力学温标又称开尔文温标，或称绝对温标，它规定分子运动停止时的温度为绝对零度，记符号为K。

国际实用温标是一个国际协议性温标，它与热力学温标相接近，而且复现精度高，使用方便。

目前国际通用的温标是1975年第15届国际权度大会通过的《1968年国际实用温标-1975年修订版》，记为：IPTS-68（Rev-75）。

但由于IPTS-68温示存在一定的不足，国际计量委员会在18届国际计量大会第七号决议授权予1989年会议通过了1990年国际温标ITS-90，ITS-90温标替代IPTS-68。

我国自1994年1月1日起全面实施ITS-90国际温标。

1990年国际温标（ITS-90）简介如下。

1．温度单位热力学温度（符号为T）是基本功手物理量，它的单位为开尔文（符号为K），定义为水三相点的热力学温度的1/273.16。

由于以前的温标定义中，使用了与273.15K（冰点）的差值来表示温度，因此现在仍保留这各方法。

根据定义，摄氏度的大小等于开尔文，温差亦可以用摄氏度或开尔文来表示。

国际温标ITS-90同时定义国际开尔文温度(符号为T90)和国际摄氏温度(符号为t90)。

2．国际温标ITS-90的通则ITS-90由0.65K向上到普朗克辐射定律使用单色辐射实际可测量的最高温度。