在某些情况下测定少量液体的温度,动物的器官,或是很快地反映温度的改变情况等等,用普通的玻璃-液体温度计,压力形温度计,纯金属电阻温度计等都不方便,并且误差很大。例如一些较大的养猪场,就感到给猪量体温很困难。本文介绍的温度计采用珠状热敏电阻作为测温元件,电阻测量部分为不平衡电桥,使用方便。外形见图1。

珠状热敏电阻装在一支长约8厘米,直径约0.5厘米的玻璃管尖头上,导线由玻璃管内穿过从顶上引出,构造如图2。

测量电阻的不平衡电桥线路如图3。R\(_{1}\)R2是二只数值极相近的线绕电阻,可以从商品中选取。由于这只温度计的最低温标为0℃,所以R\(_{3}\)加R4的总阻值等于热敏电阻在0℃时的阻值。若是最低温标不是0℃,则R\(_{3}\)R4数值亦作相应改变。不平衡电桥的指示与电源电压有关,所以在使用过程中应预作校正。最简单的方法是用一只标准电阻(Rs)代替热敏电阻接入电桥,其值等于该温度计的最高或略小于最高指数时热敏电阻阻值。电源中可变电阻R\(_{5}\)便是校正电阻。在一般线路中R5是固定在电桥中,用一只单刀双掷开关管理,在这里由于仪表位置较小,改用插入式电阻,在使用前先接入作校正,然后再接入热敏电阻。
不平衡电桥中的指示电表要求有较高的灵敏度和精确度。这里采用了6寸直径、灵敏度为20微安的1级电流表,电表背后上部有一小空盒,恰好可以利用安装测量部分的全部零件。盒上一侧是电源开关S,其掀钮露在盒外。使用时右手执热敏电阻,左手托电表,用一指掀下开关即得指数,小盒内另一侧是电阻R\(_{3}\)R4R\(_{5}\),中间是电池和R1R\(_{2}\)。安装唯一要求是焊接坚固,电阻全部用线绕式的。
这只温度计的测量范围是0—50℃。校正的步骤如下:首先将温度计插在用纯水做的冰块中,R\(_{5}\)旋至阻值最小处。校正R4使电表指于零点。在开始校正前可先用标准电阻箱代替R\(_{4}\), 根据电阻箱上所得的数值绕一只R4。第二步是将热敏电阻插入50℃的恒温水浴中,校正R\(_{5}\)使电表指针停在刻度的最大处。第三步是用电阻箱代替热敏电阻,让电表指针仍停在50℃处,依电阻箱上的数值做一只同样的线绕电阻,即得Rs。最后一步是标定0—50℃范围内各温度点。从计算不平衡电桥通过电流计电流的公式中可以知道,温标不是均匀的,愈到较高值愈压缩,再加上热敏电阻的电阻温度系数较纯金属式大得多,虽然可以做到使高低温标差值不大,但只能改善而不能完全消除。所以要得到准确的温标,唯有通过细致的实验。具体步骤可以在精确的恒温水浴中进行,来与标准温度计相比较,每隔5°取一读数,或每隔1°取一读数,记下后刻划在电表的面盘上。
如果没有恒温槽,可以用简单的办法:取2公升和500毫升玻璃烧杯或其他容器二只,小的放在大的里面,空间填以棉花等绝热材料,上面配一只厚木盖,盖上打四个孔,分别插入搅拌器、标准温度计、热敏电阻和小漏斗,如图4所示。开始时放入刚取去冰块的冰水,温度应为0℃或略高,从漏斗中略加少许冷水,随时搅动液体,使温度升至1℃,记下电表读数,接着逐度上升并记下结果,水浴温度渐高,改用温水,最后用热水调整温度,在做这个实验的过程中要取得最好的结果,就应注意浴温均匀,每一度必须保持约一分钟,因为标准温度计没有热敏电阻反应灵敏,这样可以消除时间延滞误差。
得到的读数,在15℃以下每度约为0.5微安,40℃以下每度约为0.4微安50℃以下每度约为0.3微安。这只携带式微量温度计经过长时期使用证明符合要求。(吴国梧)