[科普中国]-双金属片温度计

简介

双金属温度计，是一种测量中低温度的现场检测仪表，它可以直接测量各种生产过程中的-80℃-+500℃范围内液体蒸汽和气体介质温度。其工作原理是利用两种不同金属在温度改变时膨胀程度不同，当温度发生变化时，感温器件的自由端随之发生转动，带动细轴上的指针产生角度变化，在标度盘上指示对应的温度。1通常，将双金属片中膨胀系数小的一层称为被动层，将膨胀系数大的一层称为主动层。

结构双金属温度计是将绕成螺纹旋形的热双金属片作为感温器件，并把它装在保护套管内，其中一端固定，称为固定端，另一端连接在一根细轴上，成为自由端。在自由端线轴上装有指针。表壳材料可以是钢板、铸合金和不锈钢板;检测元件还具有抽芯式结构;可调角型温度传感器的表头部分借助于波纹管，转角机构等零件，可以由角型到直型或从直型到角型任意角度转变。1

工作原理双金属温度计的工作原理是利用二种不同温度膨胀系数的金属，为提高测温灵敏度，通常将金属片制成螺旋卷形状，当多层金属片的温度改变时，各层金属膨胀或收缩量不等，使得螺旋卷卷起或松开。由于螺旋卷的一端固定而另一端和一可以自由转动的指针相连，因此，当双金属片感受到温度变化时，指针即可在一圆形分度标尺上指示出温度来。1

分类按双金属温度计指针盘与保护管的连接方向可以把双金属温度计分成轴向型、径向型、135°向型和万向型四种。

（1）轴向型双金属温度计：指针盘与保护管垂直连接。

（2）径向型双金属温度计：指针盘与保护管平行连接。

（3）135°向型双金属温度计：指针盘与保护管成135°连接。

（4）万向型双金属温度计：指针盘与保护管连接角度可任意调整。2

测温方式及优缺点双金属温度计，具有接触性测温和非接触性测温两种方法。二者在使用各有其优点和缺点。下面我们详细介绍一下双金属温度计的两种测温的方式及优缺点的对比。

1、特点：

双金属温度计接触法测量热容量小的物体有困难;测量移动物体有困难;可测量任何部位的温度;便于多点集中测量和自动控制。

非接触法测温不改变被测介质温场，可测量移动物件的温度，通常测量表面温度。

2、测量条件：

双金属温度计接触法测温元件要与被测对象很好接触;接触测温元件不要使被测对象的温度发生变化。

非接触法由被测对象发出的辐射能充分照射到检测元件;被测对象的有效发射率要准确知道，或者具有重现的可能性。

3、测量范围：

双金属温度计接触法容易测量1000℃以下的温度，测量1200℃以上的温度有困难。

非接触法测量1000℃以上的温度较准确，测量1000℃以下的温度误差大。

4、准确度：

双金属温度计接触法通常为0.5%～1%，依据测量条件可达0.01%非接触法通常为20℃左右，条件好的可达5～10℃。

5、响应速度：

双金属温度计接触法通常较慢，约1～3分钟。

非接触法通常较快，约2～3秒，即使迟缓的也在10秒内。3

引起误差因素双金属片温度计是自动连续记录气温变化的仪器。感应元件由膨胀系数相差较大而弹性模量相近的两块金属片（常用的有殷钢和无磁钢）焊接而成。

这种双金属片随温度的变形率接近线性，所以可用来测温。自记系统由同感应元件相联的自记笔和旋转的自记钟构成。

双金属温度计为膨胀式温度计，引起误差的主要因素有：

（1）环境条件温度计应在温度为-40°C~+55°C、相对湿度不大于85%的条件下使用，否则将会引起较大的误差。

（2）机械损伤在使用中，仪表受到强力的冲击和碰撞时，容易造成保护管的变形、从而影响测量机构的正常工作而引起误差。

（3）疲劳损伤在经过长时间使用后，会使传感元件的性能发生变化而引起误差。

（4）插入介质深度温度计插入介质的深度必须保证大于传感元件的长度，若插入深度不够将引起误差。

以上就是造成双金属片温度计误差的原因的相关知识的介绍，朋友们在使用过程中要多多注意，尽量避免误差的产生。4

检定检定项目有：

（1）外观检查；

（2）示值检定；

（3）指针移动平衡性；

（4）回程误差；

（5）重复性；

（6）示值稳定性。

其他膨胀式金属电阻温度表

利用金属电阻随温度变化的原则制成的温度表。常用的金属丝有铂、镍和铜三种，阻值在几十欧到一百欧之间。其中铂电阻丝的稳定性最好，可用它制作标准温度表。电阻温度表可以用于遥测。

热敏电阻温度表

其感应元件由几种金属氧化物混合焙烧而成。可为棒状、球状或片状。其阻值可达几十千欧，电阻的温度系数大，仪器的灵敏度高于金属电阻温度表，被广泛应用于遥测。热敏电阻的外表必须绝缘，防止在高湿时漏电。

温差电偶温度表

利用温差电现象制成。温差电现象是指在两种不同导体所组成的封闭回路中，若导线连接处的温度不同就会产生电流的一种现象。温差电偶温度表由于构造简单，分度便利，常用于梯度观测及空气、土壤和水温的测定。目前在日射仪器及小气候观测中也被广泛应用。

石英晶体温度表

选择石英晶体某种切片平面的方向，使石英晶体薄片具有振荡频率和温度成线性关系的特性，用这种切型的石英晶体作为测温元件制成的温度表。它的优点是：可以直接数字输出，有较高的分辨率（可达10-3°C）。 测量大气温度时，感应元件需遮蔽，以防止各种形式辐射的影响，如百叶箱和阿斯曼干湿表外管等。同时，防辐射设备必须保持良好的通风，尽量减小对自然状况的干扰。

应用双金属温度计是一种适合测量中，低温的现场检测仪表，可用来直接测量液化、气体的温度。

双金属温度计与国内同类产品的比较：仪表精度等级达到1.0级，仪表上壳采用防腐材料，其耐温性可以高达200℃，最低为-40℃。法兰式结构，双层密封胶圈，故防腐，防水性能好。保护管焊接采用全自动氩气保护管、焊缝牢固、晶间腐蚀小。标度盘是铝氧化印刷盘，表面清晰式样美观。指针为内可调式。双金属温度计有轴向型,径向型,万向型等表头型号选择.双金属温度计探杆长度可以根据客户需要来定制。广泛应用于石油、化工、冶金、纺织、食品等工业。双金属温度计是一种测量中低温度的现场检测仪表。可以直接测量各种生产过程中的-80℃-+500℃范围内液体蒸汽和气体介质温度。现场显示温度，直观方便安全可靠，使用寿命长；抽芯式温度计可不停机短时间维护或更换机芯。轴向型、径向型、135o型、万向型等品种齐全，适应于各种现场安装的需要。2