伽利略的发明
冬天，当人们手扶铁把手和木把手时，总感觉铁把手要比木把手冷些。其实二者的温度是一样的。由于铁传热快，从你手上吸收了较多的热量，所以感觉冷；木材是热的不良导体，你手上散失的热量少，所以就感觉到比铁热，这就是人直觉中的错觉。
在三个盆里，分别放入热水、温水和冷水，将左脚放入热水中，右脚放在冷水中，当然左脚会感到热，右脚会感到冷。可是，呆一会后，再将两脚同时放在温水中，对同一盆的温水来说，左脚却感到“冷”，而右脚却感觉“热”，这也是我们直觉对温度的错觉。
这样看来，我们的直觉虽然能够感知温度，但难以区分温度的较小差别，并且常常出现差错，所以单靠我们的直觉来确定温度是不行的。
直感测温不行，就必须寻求可靠的测温方法。我们知道，温度可以直接影响物质的各种性质，譬如物质的体积、压强、电阻率等都随温度的变化而变化，人们就可以借助这些物理量随温度的变化来进行温度的测量。根据这一原理，人们发明了各种类型的温度计。
最初的温度计是怎样“诞生”的呢？这就要追溯到十六世纪。
1591年，著名的意大刺物理学家伽利略离开了比萨，应邀来到威尼斯的帕多瓦大学任教。这所大学由于有着许多高明的医生而闻名于世。医生们在医疗和研究过程中，经常需要了解病人身体的“热度”。但在当时，这还是一个没有人能解决的技术难题。伽利略虽然不是一个医生，但他很想助医生一臂之力。可是，他的朋友却与他争辩说：“我们不可能做到这点，我们用不同的仪器测量不同的东西，例如，用时钟计算时间，用尺子测量长短，用秤衡量轻重，我们也能测量罐内水的分量，但不能测出水的‘热度’，我们还没有这种仪器”。
没有仪器，可以发明仪器，伽利略是一位知难而进的人，为解决这一难题，他和最有才华的学生一起做实验。他对学生说：物体受热就膨胀，遇冷就收缩，水的“热度”改变，其体积也随之改变，如果我们能量出水的体积变化，不就可以测出它的“热度”变化吗？
伽利略的实验装置就是—个普通的透明容器，容器里灌以冷水，再加上一支老式试管。在那个年代，即使是科学家用的试管也是相当粗糙的，由硬质玻璃制成，底部又短又粗呈球形，这是为了受热时不易破裂。伽利略首先握住试管底部，用体温使管内的空气变热膨胀，然后把试管插入冷水中，再把手松开，管内的空气就变冷收缩，他的学生们惊奇地看到了管内水柱的上升。伽利略又用手握住试管，不一会试管内的水面又下降了。
伽利略给试管标上刻度和数字，然后让每个学生自己做实验，他们分别用手握住玻璃试管进行观察，发现管内的水几乎都下降到相同的刻度，这说明正常人的“热度”相差不多。然而，如果人生了病，当发烧时，握住这个试管，液柱就会有较大的下降。医生通过这个装置就可以了解到病人身体“热度”的变化了。这里所说的“热度”，自然都指的是温度。
伽利略的这种极其简单的测温装置，就可以说是世界上最初的温度计了。医学上提出的难题之一——如何测量病人的体温，开始就是这样被伽利略解决的。但他并不就此满足，他认为水不是制造温度计的理想液体，因为水在冬季会结冰，水结冰后会把玻璃管涨破，于是他就选用酒精作为制造温度计的液体。后来又考虑了空气的压力，排除了玻璃管内的空气，并把测温物质密封起来，制成了更为实用的温度计，这已经相当接近于我们现代所用的玻璃液体温度计了。
确定温度的“标杆”
在伽利略的年代，不同的人制造的温度计都有不同的刻度，你的一度，我的一度，他的一度都不一样。这样的温度计只能用来比较物体温度的高低，无法给出温度的客观数值。例如，对于同一物体的温度来说，用你的温度计来测可能是十几度，而用他的温度计来测又可能是几十度……
温度的这种混乱状态，使人们感到极大的不便，给生活、生产以及国际交往带来很多麻烦。人们迫切需要一个大家公认的温度标准。形成种共同语言，一说多少度，其量值是唯一的，大家都承认，正如德国科学家华伦海脱所说：“……这是一个很大的缺陷，温度应跟尺子一样，每把尺子量出的长度应该是一样的，每个温度计测出的温度也应该是一样的。”也正是华伦海脱首先开展了这项有意义的工作。
要建立科学的温标可不是一件容易的事情，首先必须寻找一些固定的便于复现的温度点，这就是确定温标的“标杆”。我们已经知道，物质在相变过程中，不仅伴随着吸热和放热现象，而且还可以保持混合体的温度不变，譬如冰的融点、水的沸点、银的凝固点等等。人们正是利用了这些天然的恒温点作为确定温度的“标杆”。
要确定固定点间的温度，对“温度标杆”之间的间隔进行分度，还必须借助于良好的测温仪器，这就是一些高灵敏、高稳定的温度计。由于每一种温度计都只能在一定的温度范围内起作用，所以常常选用多种温度计分段作为复现温标的标准，例如铂电阻温度计、光学高温计等。
由于每种标准温度计指示温度变化的物理量并非与温度真正地成线性变化，所以对固定点之间和固定点之外的温度，就不能按线性关系内插和外推。考虑到这一情况，要建立一种更为良好的温标，还必须给出一套插补公式。插补公式一般以实验方法确定，根据它所计算出的数值足够与真实情况相近似。
1714年，华伦海脱首先选用冰和氯化铵的混合物作为温度的零点，以老式的水银温度计来指示温度，根据这种温标测得的人的体温竟达96度之高，这当然是不实用的。后来他又选用人们熟悉的冰融点和水沸点两个恒定的温度点作为两根“温度标杆”，还是用水银温度计进行分度，他把水银柱在这两个温度点间的变化分为180格，每一格叫做一度，这就是后来我们称为的华氏度，以°F表示。这里他并没有把第一个温度点（冰融点）定为零度，而是定为32°F，再加上180个分度，在第二个温度点（水沸点）就是212°F了，这就是世界上第一个有实用价值的温标——华氏温标。
1742年，摄尔西斯用同样的温度计，选用同样的两个原始分度点，建立了所谓的摄氏温标。他把冰融点和水沸点之间刚好分成100个格，每一格就是摄氏一度，他也没有想到把冰的融点定为零度，而是完全弄颠倒了，把温度较低的冰融点定为100度，那么水沸点就是零度了。这么说，越热的物体温度就越低了，当然这不符合人们的一般习惯。直到后来，他的助手斯托玛把颠倒的决定又颠倒过来，才使摄氏温标成为一种非常实用的温标，摄氏度以℃表示。
由于摄氏温标使用起来非常方便，故一直沿用至今。我们生活中所说的温度一般均用摄氏温标。譬如广播中说的今天的气温多少度，如不另加说明，我们就知道指的是摄氏温度。摄氏温标已和人们的生活、生产结下了不懈之缘。
常见的温度计
目前，在我们生活和生产中仍然大量地应用着玻璃液体温度计，我们身边的体温表、寒暑表就是明显的例子。在工农业生产中，玻璃液体温度计也起着重要的作用。现在的玻璃液体温度计仍然是伽利略温度计繁衍下来的“子孙”，因为它们都是应用物质的热胀冷缩原理制成的。
玻璃液体温度计一般是由贮液泡、毛细管、标尺和膨胀室四部分组成的。贮液泡是温度计的主要部分，而且也是感温部分；毛细管为由热胀冷缩引起的液柱变化提供了顺畅的通道；标尺是读取温度数值的；而膨胀室的设置是为了防止温度过高时液体涨破玻璃管。毛细管内抽成真空或充以氮气，这就是一般温度计的构造。而体温计的构造与此稍有不同，贮液泡上而有一段毛细管做得很细，冷却时使水银不能落回贮液泡内，保持水银柱上引的最高位置。所以，医生即使把体温计从病人腋下取出来，仍可方便地读取体温。用完后甩几下就可恢复原状了。
我们总是希望温度计越灵敏越好，因为灵敏的温度计可以有较高的测量精度。为了提高玻璃液体温度计的灵敏度，首先从选取测温物质和玻璃型号开始。当然，测温物质的体膨胀系数要选大的，而玻璃的要选小的。一般制造温度计的玻璃的体膨胀系数只有0.00002度，而有的测温物质的体膨胀系数竟比它大50多倍。
也有人企图从另一方面想办法，就是把玻璃液体温度计的毛细管做得更细些。这样，测温物质在温度的影响下增加同样的体积，液柱则可以升得高些，这不就可以提高玻璃液体温度计的灵敏度了吗？想法是好的，但毛细管不能做得太细，因为毛细管的直径太细，就会增大流体运动时的摩擦力，造成“挂壁”现象，并使液柱产生间断；当温度下降时，又会出现“停滞”现象。就算这些问题不存在，毛细管也不能做得太细，因为毛细管太细了，势必使温度计过长，使用起来也很不方便。
看来，在毛细管上是没有多少潜力可挖了。有人就想打贮液泡的主意。假如加大温度计贮液泡的容积，液体多了，在同样的条件下，膨胀（或收缩）的体积就大，液柱上升（或下降）的就多，这不也能提高测温灵敏度了吗？想法也是好的，但实现起来也有困难，因为贮液泡过大，它本身容易变形，使温度计的刻度不准；而且，当贮液泡接触被测物体时，要从被测物体吸收较多的热量，一是改变了被测物体的温度，使测量不准，二是使温度计本身的惰性增加，延长了测量时间。
所以，玻璃液体温度计的毛细管直径和贮液泡的容积都要做得合适才行。通常贮液泡的液体不多于30～35克，而毛细管的直径不小于0.1毫米。玻璃液体温度计本身的长度为30～35厘米。在较宽的温度范围内，通常采用若干支，组成温度计组，有9支一组的，也有7支一组的。这样既照顾了使用、存放的方便，又兼顾了测量的准确、灵敏。
玻璃液体温度计所选用的测温物质主要有水银、甲苯、酒精、煤油等。其中，以水银应用最广，尤其在标准温度计及各种精密玻璃液体温度计中，水银温度计几乎占了垄断地位，难怪有人产生了误解：以为玻璃液体温度计就是水银温度计。
的确，与其他玻璃液体温度计相比，水银温度计有不少优点：它的测温范围广（因为水银在标准大气压下，由-38.87～ 356.58℃都保持液态）；水银不粘玻璃；易于提纯；温度改变时，水银的膨胀系数变化很小；水银的饱和蒸汽压较其他液体为低，当给毛细管增加较小的压力时，就可以显著地提高水银的沸点，使其测温范围的上限扩展到800℃。
玻璃液体温度计按其结构可分为：棒式温度计、内标式温度计和外标式温度计三种。棒式温度计在管的外表面直接刻有温度标尺；内标式温度计里面装有乳白色玻璃标尺板；外标式温度计的毛细管直接固定在刻有标尺的塑料、木材成金属等材料制成的板上。
通常，玻璃液体温度计分为三级：即一般用的、实验室用的和作为标准用的三种。一般用的最小分度值为1℃。实验室用的一般为0.1℃，作为标准用的温度计最小分度可达到0.01℃，都是成套配制的，其测量范围是-30～ 300℃，一般采用透明棒式结构，可正反两面读数来消除视差，以保证测量精度。
新颖的温度计
玻璃液体温度计是应用液体的热胀冷缩原理来测温的，气体的热胀冷缩能力更强，是否也可以用气体作为测温物质来指示温度呢？答案是肯定的，这就产生了气体温度计。
对液体来说，只有体积对温度最为敏感，这种单一性使液体温度计实现起来甚为方便；而气体则不然，它的体积和压强两种因素都随温度而变化，二者又有直接关系。对于封闭状态下的一定量的气体来说，压强越大，体积越小；压强越小，体积越大。这样，要用气体作为测温物质，就必须固定其中一种因素才行，要么把压强固定，只使体积随温度而变化；要么把体积固定，只使压强随温度而变化。根据这一原理，人们制成了两种不同形式的温度计：一种是定容式气体温度计，一种是定压式气体温度计。其中，定容式气体温度计是在保持气体的体积不变的条件下，用气体压强的变化来指示温度的，作为实用的定容式气体温度计是德国人乔莱于1874年正式提出的。
除了玻璃液体温度计、气体温度计，科学家还发明了热电偶温度计、铂电阻温度计、热敏电阻温度计、晶体管温度计、晶体温度计，当然还有其他的温度计，它们的一个共同特点是，测温的敏感元件都必须与被测物体直接接触或靠近，否则就得不到被测物体的温度信息。能否在不接触或不靠近被测物体的情况下，也能测量物体的温度呢？例如测量炽热的火焰和遥不可及的发光星体。随着现代科学技术的发展，这些问题都得到了满意的解决。
平时，我们都有这样的常识，当物体被加热到一定的温度时就可以发光，然后根据物体的亮度，就可以判断物体温度的高低。钢铁工人也有这样的经验：处于炽热状态的钢料的颜色和温度有着某种对应的关系，当钢料呈暗褐色时，温度约为520～580℃；樱红色，约为780～800℃；黄赤色，约为880～1050℃；亮黄色，约为1150～1250℃；黄白色，约为1250～1300℃。
凭借物体加热后的亮度和颜色就能粗略地判断出物体的温度，这是因为高温物体发出的可见光给我们带来了物体温度的信息，这使人们得到启示，能不能利用这一原理来制造一种温度计呢？能，这就是光学高温计。
光学高温计就是利用物体在不同温度下发出不同强度的光的现象来测定高温物体的温度的。发光物体一般都辐射出复色光，为了提高测量精度，通常只选用波长为0.65微米的红光作为比较的对象，而将其他波长的光用滤光片滤掉。
目前，工业用光学高温计，其测量上限已达3000℃，专门供研究用的光学高温计可以测得更高的温度，很多不便接近的高温物体，均可用此法进行测量。
近年来，温度计也向小型化、轻便化、数字化迈出了坚实的步伐。
目前，我国已研制出了一种“变色测温笔”，它是根据笔中色素在一定温度下会变色的特性来测量温度的。测量物体表面温度时，只要在被测物体上划上痕迹，过了一会，根据笔痕颜色的变化就可以得知被测物体的表面温度。例如，一支测量温度为200℃的测温笔，刚划在受热物体表面的笔痕是蓝色的，二秒钟后就从蓝色变黑，说明物体表面的温度已达200℃；没有变黑，温度就没有达到200℃。在实用中，可选用几支温度相近的测温笔，同时在工件上划上笔痕，哪一种笔痕变成了预定的颜色，就说明工件达到了那一温度。这种测温笔特别适用于测量焊接材料的受热温度，测量范围可在70～560℃之间。
法国市场上出售一种家用温度计，装于室内，就可以同时测出室内和室外的两个温度。测量室外温度是靠通过金属导线接于室外的微型感温元件进行的。这样，人们就可以从屋里得知室内外的温差，以便增减衣服。
美国雷泰克有限公司制成了一种手提式非接触数字测温仪。装置中加有一个微型电脑，用这种仪器对工件进行现场测试，既迅速又准确，而且不必与工件接触，温度值可直接以数字显示。这种外形像手枪的温度计，每秒钟能测出四个温度值：即平均温度、最高温度、最低温度和温度差，测量范围为-30℃～ 1100℃。
随着现代科学技术的发展，各种新型温度计将会层出不穷。
