膨脹式溫度計
發(fā)布日期：2014-07-08
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測量敏感元件在受熱后尺寸或體積會發(fā)生變化，該變化與溫度具有一定的函數(shù)關(guān)系，，膨脹式溫度計就是利用這個函數(shù)關(guān)系設(shè)計而成的。膨脹式溫度計又可分為液體膨脹和固體膨脹式溫度計兩類。
1、液體膨脹式溫度計
液體膨脹式溫度計是一種直讀式的、應(yīng)用較早的溫度測量儀表，常見的是玻璃管式溫度計，其結(jié)構(gòu)。它由安全包、標(biāo)尺、毛細管和感溫包組成。毛細管一般用玻璃制造。液體受熱膨脹后使毛細管中的液柱高度發(fā)生變化，根據(jù)液柱上升的高度可直接讀出溫度值。
在玻璃管式溫度計中，水銀溫度計用得更多。其優(yōu)點是：不易氧化、不沾玻璃、易提純，能在很大溫度范圍內(nèi)（-36～+365℃）保持液態(tài)，特別是在200℃以下，它的體積膨脹與溫度幾乎呈線性關(guān)系，因此水銀玻璃管式溫度計的刻度是均勻的。若在毛細管中充以加壓的氮氣，并采用石英玻璃管，則測溫上限可達600℃或更高。玻璃管式溫度計的感溫液體除水銀外，還有其他幾種，就根據(jù)不同的測量范圍來確定。
液體膨脹式溫度計的測溫上下限主要受到液體的氣化和凝固溫度的限制，在高溫下還要受到外殼軟化溫度的限制。
2、固體膨脹式溫度計
利用固體膨脹原理做成的溫度計主要有桿式和雙金屬式兩種。
（1）桿式溫度計 桿式溫度計的結(jié)構(gòu)：測溫管是用膨脹系數(shù)大的金屬材料制造成的感溫元件，其上端固定在溫度計的外殼上。測溫管內(nèi)的傳遞桿是用膨脹系數(shù)小的材料制成的傳遞元件，其下端用彈簧緊壓在測溫管的頂端上。當(dāng)測溫管周圍的被測介質(zhì)溫度升高或降低時，由于測溫管的線膨脹系數(shù)比傳遞桿大，故使傳遞桿的上端向下或向上移動，并通過搖板使指針轉(zhuǎn)動，從而指示出被測溫度的數(shù)值。
（2）雙金屬片式溫度計 雙金屬片式溫度計是固體膨脹式溫度計中應(yīng)用較多的一種。它的感溫元件是用兩片線膨脹系數(shù)不同的金屬片疊焊在一起而成的。雙金屬片受熱后，由于兩金屬片的膨脹長度不同而產(chǎn)生彎曲。溫度越高，產(chǎn)生的線膨脹長度差也就越大，因而引起的彎曲角度就越大。雙金屬片式溫度計就是按這一原理而制成的。為了增大線膨脹系數(shù)差，提高靈敏度，也可選用非金屬材料，如石英、陶瓷等。
雙金屬片式溫度計通常被用做溫度繼電控制器、極值信號器或某一儀表的溫度補償器。簡單的雙金屬片式溫度開關(guān)是由一端固定的雙金屬條形敏感元件直接帶動觸頭構(gòu)成的。溫度低時觸頭接觸，電熱絲加熱；溫度高時雙金屬片向下彎曲，觸頭斷開，加熱停止。溫度切換值可用調(diào)溫旋鈕調(diào)整，它可以調(diào)整彈簧片的位置，也就改變了切換溫度的高低。
目前已有直接用來指示溫度的雙金屬片式溫度計，其結(jié)構(gòu)：螺旋狀雙金屬片感溫元件是裝在金屬保護管內(nèi)，以保護其不受機械損傷或有害介質(zhì)的鋟蝕。同時它的一端焊在保護管的尾部上，為固定端；另一焊在指針軸上，為自由端。當(dāng)溫度發(fā)生變化時，自由端旋轉(zhuǎn)，并帶動固定在指針軸上的指針轉(zhuǎn)動，在表殼內(nèi)的刻度盤上可直接讀出被測溫度值。由于采用了螺旋狀雙金屬片，所以儀表的靈敏度大大提高。
雙金屬片式溫度計的特點是結(jié)構(gòu)簡單、可靠，但精度不高。
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