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各种温度计及其使用的温度范围

cryogenic thermometers

  低温下,通常采用建立在热力学第二定律的卡诺热机概念基础上的开氏绝对温标,也称开氏温标(K)。这是一种理想化的温标,需用理想气体温度计来实现(见开尔文温度国际实用温标)。

  低温下实际使用的温度计,主要有气体温度计、蒸气压温度计、电阻温度计、温差电偶温度计和磁温度计等。图中绘出了各种温度计适用的测温区。

目录

气体温度计

  是利用理想气体的压强和体积的乘积与绝对温度成比例这一规律来进行温度测量的。它有固定压强、测量体积的变化来确定温度的定压气体温度计,和固定体积、测量压强变化来确定温度的定容气体温度计。后者测量温度的精度高,装置较简单。定容温度计在进行精确的修正后可近似于理想气体温度计。

蒸气压温度计

  利用与液体呈热平衡状态的饱和蒸气压来指示温度,其优点是在可使用的温度区间内灵敏度很高,尤其是在沸点附近,装置简单。缺点是可使用的温度范围窄。

电阻温度计

  有金属电阻温度计和半导体电阻温度计两类。它们都是利用电阻随温度变化(只是两者的电阻温度系数符号相反)这一特性。前者有铂、金、铜、镍、铟等纯金属和铑铁、磷青铜等合金;后者有碳、锗等。电阻温度计使用方便可靠,已广泛应用;尤其是半导体电阻温度计,在极低温度下具有非常高的灵敏度。

温差电偶温度计

  是基于塞贝克效应(见温差电现象)。常用的有铜-康铜、铁-康铜、镍铬-康铜、镍铬-金铁以及金钴-铜等。它们的接点体积小、容量小、制作简单、安装方便,也得到广泛的应用。

磁温度计

  是利用某些顺磁性物质(例如,硝酸铈镁、硫酸锰铵和硫酸铁铵)的磁化率在低温下遵从居里定律(x=D/T)或居里-外斯定律〔x=D/(CT- θ)〕,式中D 和θ 分别为居里常数和居里温度,由测出的ⅹ值而求出温度。磁温度计主要是在1K以下的极低温温区中使用。

  低温温度计的选择,应综合考虑测温范围、灵敏度、精度、复现性、热效应、热响应时 间、热容、使用方法和价格等指标。

  参考书目

  Guy K.White,

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