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          电子体温计的工作原理 电子温度计的工作原理
          2019-07-03 09:07:02 来源:朵拉利品网

          1, 电子温度计的工作原理



          热电温度计以热电偶作为测温元件测得与温度相应的热电动势由仪表显示出温度值。它广泛用来测量-200℃~ 1300℃范围内的温度,特殊情况下,可测至2800℃的高温或4K的低温。它具有结构简单、价格便宜、准确度高、测温范围广等特点。由于热电偶将温度转化成电量进行检测,使温度的测量、控制以及对温度信号的放大、变换都很方便,适用于远距离测量和自动控制。在接触式测温法中,热电温度计的应用最普遍。
          (1) 热电偶测温原理
          热电偶的测温原理基于热电效应。
          将两种不同材料的导体A和B串接成一个闭合回路,当两个接点电1 和2的温度不同时,如果T>T0 ,在回路中就会产生热电动势,并在回路中有一定大小的电流,此种现象称为热电效应。该电动势就是著名的“塞贝克温差电动势”,简称“热电动势”,记为EAB,导体A,B称为热电极。接点1通常是焊接在一起的,测量时将它置于测温场所感受被测温度,故称为测量端(或工作端热端)。接点2要求温度恒定,称为参考端(或冷端)。由两种导体的组合并将温度转化为热电动势的传感器叫做热电偶。
          热电动势是由两种导体的接触电势(珀尔贴电势)和单一导体的温差电势(汤姆逊电势)所组成。热电动势的大小与两种导体材料的性质及接点温度有关。
          导体内部的电子密度是不同的,当两种电子密度不同的导体A与B接触时,接触面上就会发生电子扩散,电子从电子密度高的导体流向密度低的导体。电子扩散的速率与两导体的电子密度有关并和接触区的温度成正比。设导体A和B的自由电子密度为NA和NB,且NA>NB,电子扩散的结果使导体A失去电子而带正电,导体B则获得电子而带负电,在接触面形成电场。这个电场阻碍了电子的扩散,达到动平衡时,在接触区形成一个稳定的电位差,即接触电势,其大小为
          (8.2-2)
          式中k——玻耳兹曼常数,k=1.38*10-23J/K;
          e——电子电荷量,e=1.6*10-19 C;
          T——接触处的温度,K;
          NA,NB——分别为导体A和B的自由电子密度。
          因导体两端温度不同而产生的电动势称为温差电势。由于温度梯度的存在,改变了电子的能量分布,高温端(T)电子将向低温端(T0)扩散,致使高温端因失去电子带正电,低温端因获电子而带负电。因而在同一导体两端也产生电位差,并阻止电子从高温端向低温端扩散,于是电子扩散形成动平衡,此时所建立的电位差称为温差电势即汤姆逊电势,它与温度的关系为
          (8.2-3)
          式中σ为汤姆逊系数,表示温差1℃所产生的电动势值,其大小与材料性质及两端的温度有关。
          导体A和B组成的热电偶闭合电路在两个接点处有两个接触电势eAB(T)与eAB(T0),又因为T>T0,在导体A和B中还各有一个温差电势。所以闭合回路总热电动势EAB(T,T0)应为接触电动势和温差电势的代数和,即:
          (8.2-4)
          对于已选定的热电偶,当参考温度恒定时,总热电动势就变成测量端温度T的单值函数,即EAB(T,T0)=f(T)。这就是热电偶测量温度的基本原理。

          2, 电子体温计原理



          电子体温计构造
          感温头、量温棒、显示屏、开关按键以及电池盖。
          电子体温件构造
          [1] 电子体温计测温原理
          电子体温计是利用温度传感器输出电信号,再将电流信号转换成液晶数字显示温度,同样能保持被测温度的最高值。
          电子体温计最核心的元件就是感知温度的NTC温度传感器。传感器的分辨率可达±0.01℃,精确度可达±0.02℃,反应速度
          软质棒式电子体温计
          [2]测温范围
          32°C到43°C或89.6°F到109.4°F。
          电子体温计类型:
          1) 硬质棒式:家庭普遍适用,采用腋窝测量和口腔测量方式的一种温度计。
          2)软质棒式:软头电子体温计前端可任意弯曲,多方位,无死角,适合各部位的测量 ,一般可采用口腔、腋下、肛门三种量法。
          3)奶嘴式:婴儿奶嘴式电子体温计是针对婴幼儿的生理特点而精心设计制造的。部件设计全部采用圆滑弧线,曲率依据宝宝口型,硅胶奶嘴内含温度传感器。
          奶嘴式电子体温计
          [3]电子体温计温度测量部位
          1.将开机后的体温计探头置于腔舌根下,可测得口腔温度。
          2.将开机后的电子体温计探头置于腋窝中心处,可测得腋窝中心温度。
          3.在不能测试口腔和腋窝的情况下,将开机后的电子体温计探头插入直肠,进入深度不可超过电子体温计总长的1/2。
          优缺点
          优点为准确度高,误差一般不超过+-0.1℃,读数和携带均方便。缺点是测量稳定性相对于玻璃体温计稍差。
          电子体温计操作指南
          按一下ON/OFF键打开体温计??笫窒允炯觳?,并会鸣叫一声。LCD如果显示188.8表示功能正常,大约过2~3秒后显示上次记录的温度,表示上次关机时所读取的温度值,约过2~3秒后显示(L0)和闪动的“°C(°F°)”表示此时开始可以测量温度。将探头至于待测温度处,紧压被测处皮肤,探头不可以外露空气中。约60秒后“°C(°F°)”停止闪动,体温计会发出“嘀—嘀—”的提醒声音十次,此次读数窗口显示的为此次检测到的身体温度,不关机则十分钟后自动关机。
          电子体温计正确的测量方式
          测量体温时会因为受到测温时间、外界空气、及不同身体部位的影响,而使温度有所偏差。为了得到准确的测温数据,请始终保持一定的测温部位。腋下时,电子体温计应紧贴感温部位;舌下时,电子体温计应紧插于舌根部位。

          3, 温度计的工作原理



          温度计的工作原理:是利用液体的热胀冷缩性质制成的。
          根据使用目的的不同,已设计制造出多种温度计。其设计的依据有:利用固体、液体、气体受温度的影响而热胀冷缩的现象;
          在定容条件下,气体(或蒸汽)的压强因不同温度而变化;热电效应的作用;电阻随温度的变化而变化;热辐射的影响等。
          一般说来,一切物质的任一物理属性,只要它随温度的改变而发生单调的、显著的变化,都可用来标志温度而制成温度计。
          温度计是可以准确的判断和测量温度的工具,分为指针温度计和 数字温度计。根据使用目的的区别,已设计制造出多种温度计。
          各种温度计工作原理
          1.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。
          2.电阻温度计
          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。
          3.温差电偶温度计
          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。
          4.高温温度计
          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。
          参考资料:百度百科—温度计

          相关概念


          导体

          导体(conductor),是指电阻率很小且易于传导电流的物质。金属是最常见的一类导体。金属原子最外层的价电子很容易挣脱原子核的束缚,而成为自由电子,留下的正离子(原子实)形成规则的点阵。金属中自由电子的浓度很大,所以金属导体的电导率通常比其他导体材料的大。金属导体的电阻率一般随温度降低而减小。在极低温度下,某些金属与合金的电阻率将消失而转化为“超导体”。

          电动势

          即电子运动的趋势,能够克服导体电阻对电流的阻力,使电荷在闭合的导体回路中流动的一种作用。这种作用来源于相应的物理效应或化学效应,通?;拱樗孀拍芰康淖?,因为电流在导体中(超导体除外)流动时要消耗能量,这个能量必须由产生电动势的能源补偿。如果电动势只发生在导体回路的一部分区域中,就称这部分区域为电源区。电源区中也存在着电阻,称为电源的内阻。电源区之外部分导体回路中所消耗的能量,直接来源于导体中的电磁场,但是这时电磁场的能量仍然来自电源。

          温度

          温度(temperature)是表示物体冷热程度的物理量,微观上来讲是物体分子热运动的剧烈程度。根据某个可观察现象(如水银柱的膨胀),按照几种任意标度之一所测得的冷热程度。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。国际单位为热力学温标(K)。目前国际上用得较多的其他温标有华氏温标(°F)、摄氏温标(°C)和国际实用温标。从分子运动论观点看,温度是物体分子运动平均动能的标志。温度是大量分子热运动的集体表现,含有统计意义。

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