溫度計根據使用目的的不同，形式各異。其設計的依據有：利用固體、液體、氣體受溫度的影響而熱脹冷縮的現象；一般說來，一切物質的任一物理屬性，只要它隨溫度的改變而發生單調的、顯著的變化，都可用來標誌溫度而製成溫度計。
1．氣體溫度計：多用氫氣或氦氣作測溫物質，因為氫氣和氦氣的液化溫度很低，接近於絕對零度，故它的測溫範圍很廣。這種溫度計精確度很高，多用於精密測量。
2．電阻溫度計：分為金屬電阻溫度計和半導體電阻溫度計，都是根據電阻值隨溫度的變化這一特性製成的。金屬溫度計主要有用鉑、金、銅、鎳等純金屬的及銠鐵、磷青銅合金的；半導體溫度計主要用碳、鍺等。電阻溫度計使用方便可靠，已廣泛應用。它的測量範圍為-260℃至600℃左右。
3．溫差電偶溫度計：是一種工業上廣泛應用的測溫儀器。利用溫差電現象製成。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。把工作端放在被測溫度處，工作端與自由端溫度不同時，就會出現電動勢，因而有電流通過迴路。通過電學量的測量，利用已知處的溫度，就可以測定另一處的溫度。它適用於溫差較大的兩種物質之間，多用於高溫和低濁測量。有的溫差電偶能測量高達3000℃的高溫，有的能測接近絕對零度的低溫。
4．高溫溫度計：是指專門用來測量500℃以上的溫度的溫度計，有光測溫度計、比色溫度計和輻射溫度計。高溫溫度計的原理和構造都比較複雜，這裡不再討論。其測量範圍為500℃至3000℃以上，不適用於測量低溫。
5．指針式溫度計：是形如儀錶盤的溫度計，也稱寒暑表，用來測室溫，是用金屬的熱脹冷縮原理製成的。它是以雙金屬片做為感溫元件，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，因此當溫度升高時，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（指向高溫）；反之，溫度變低，指針在雙金屬片的帶動下就向左偏轉（指向低溫）。
6．玻璃管溫度計：玻璃管溫度計是利用熱脹冷縮的原理來實現溫度的測量的。由於測溫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溫度計主要有：煤油溫度計、水銀溫度計、紅鋼筆水溫度計。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溫介質的性質限制。且不能遠傳，易碎。
7．壓力式溫度計：壓力式溫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。它的基本結構是由溫包、毛細管和指示表三部分組成。壓力式溫度計的優點是：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：測溫範圍有限制，一般在-80~400℃；熱損失大響應時間較慢。
8．水銀溫度計：水銀溫度計是膨脹式溫度計的一種，水銀的凝固點是 -38.87℃，沸點是 356.7℃，用來測量0--150℃或500℃以內範圍的溫度，它只能作為就地監督的儀表。用它來測量溫度，不僅比較簡單直觀，而且還可以避免外部遠傳溫度計的誤差。使用溫度計時，首先要看清它的量程（測量範圍），然後看清它的最小分度值，也就是每一小格所表示的值。要選擇適當的溫度計測量被測物體的溫度。測量時溫度計的液泡應與被測物體充分接觸，且玻璃泡不能碰到被測物體的側壁或底部；讀數時，溫度計不要離開被測物體，且眼睛的視線應與溫度計內的液面相平。
1．使用前應進行校驗（可以採用標準液溫多支比較法進行校驗或採用精度更高級的溫度計校驗）。2．不允許使用溫度超過該種溫度計的最大刻度值的測量值。3．溫度計有熱慣性，應在溫度計達到穩定狀態後讀數。讀數時應在溫度凸形彎月面的最高切線方向讀取，目光直視。5．水銀溫度計應與被測工質流動方向相垂直或呈傾斜狀。6．水銀溫度計常常發生水銀柱斷裂的情況，消除方法有：①冷修法：將溫度計的測溫包插入乾冰和酒精混合液中（溫度不得超過-38℃）進行冷縮，使毛細管中的水銀全部收縮到測溫包中為止。②熱修法：將溫度計緩慢插溫度略高於測量上限的恆溫槽中，使水銀斷裂部分與整個水銀柱連接起來，再緩慢取出溫度計，在空氣中逐漸冷至室溫。
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