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双金属温度传感器适用于测量空气温度的应用
添加时间:2020-10-28

在前面的文章中,我们上海自动化仪表三厂研究了液体的膨胀和收缩作为测量温度的方法。固体(通常是金属)的膨胀和收缩是另一种测量温度的方法。


    大多数固体响应温度变化以相对线性的方式膨胀和收缩。在大多数情况下,固体在加热时会膨胀,在冷却时会收缩。固体的膨胀和收缩量(热膨胀系数)通常以每华氏度每英寸的英寸数(或公制当量)来衡量,对于普通材料,通常小于100至10至每6英寸的100倍。每度温度变化的英寸。由于尺寸的这种非常小的变化,使用直接观察固体的膨胀和收缩来测量甚至相对大的温度变化是非常困难和不切实际的。显然,固体不会像前面文章中描述的液体那样沿着毛细管移动。


    优雅的解决方案是使用两块具有不同热膨胀系数的固体材料(通常是金属)熔合在一起,如下图所示。



    将具有不同热膨胀系数的金属熔合在一起以制成温度传感器。当一种金属以不同于另一种的速率膨胀(或收缩)时,结果是传感器变形。


    当上海自动化仪表三厂双金属温度传感器被加热时,两种固体材料以不同的速率膨胀,这导致复合条带或盘变形以平衡内力。取决于所使用的材料,这种变形可以是双金属由其自身组成的任一种材料的实际生长的数千倍。这种较大的运动通过使用固体的膨胀和收缩来实现测量温度。


    在双金属条的情况下,通过将条形成螺旋形,可以进一步放大双金属的运动。在螺旋的一端固定的情况下,另一端的紧固和松弛可用于直接测量温度变化。如果螺旋的外端是固定的,螺旋的中心将随着温度的变化而旋转。可以通过添加指针直接使用此旋转来测量更改。日常的例子是一个简单的表盘温度计,可以在任何五金店购买。如果螺旋的内端固定,则外端将旋转。用于控制家庭供暖系统的恒温器通常使用这种运动来倾斜控制热源的水银开关。


    双金属盘随着温度的变化而变形,导致盘的中心垂直于盘平面移动。这是常见的“点击盘”恒温器操作背后的原理。尽管通常用于表示在开/关控制系统中已经达到目标温度,但是当正确设计时,即使在移除热源直到机械地返回到初始位置或“重置”制造时,盘仍将保持变形。它们在“安全”应用中很有用。在大多数情况下,这些点击装置被预先校准以在单一温度下致动或“点击”。然而,使用双金属条的装置通常是可调节的并且可以校准以指示一系列温度。


    通常,上自仪三厂双金属温度传感器最适用于需要测量空气温度的应用。有时,盘式传感器应用于表面,但实际上是测量表面附近空气的温度而不是表面本身的温度。

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