測(cè)量敏感元件在受熱后尺寸或體積會(huì)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(jì)就是利用這個(gè)函數(shù)關(guān)系設(shè)計(jì)而成的。膨脹式溫度計(jì)又可分為液體膨脹和固體膨脹式溫度計(jì)兩類。
1、液體膨脹式溫度計(jì)
液體膨脹式溫度計(jì)是一種直讀式的、應(yīng)用較早的溫度測(cè)量?jī)x表，常見(jiàn)的是玻璃管式溫度計(jì)，其結(jié)構(gòu)。它由安全包、標(biāo)尺、毛細(xì)管和感溫包組成。毛細(xì)管一般用玻璃制造。液體受熱膨脹后使毛細(xì)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(jì)中，水銀溫度計(jì)用得更多。其優(yōu)點(diǎn)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(jì)的刻度是均勻的。若在毛細(xì)管中充以加壓的氮?dú)?，并采用石英玻璃管，則測(cè)溫上限可達(dá)600℃或更高。玻璃管式溫度計(jì)的感溫液體除水銀外，還有其他幾種，就根據(jù)不同的測(cè)量范圍來(lái)確定。
液體膨脹式溫度計(jì)的測(cè)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(jì)
利用固體膨脹原理做成的溫度計(jì)主要有桿式和雙金屬式兩種。
（1）桿式溫度計(jì) 桿式溫度計(jì)的結(jié)構(gòu)：測(cè)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(jì)的外殼上。測(cè)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(cè)溫管的頂端上。當(dāng)測(cè)溫管周圍的被測(cè)介質(zhì)溫度升高或降低時(shí)，由于測(cè)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(dòng)，并通過(guò)搖板使指針轉(zhuǎn)動(dòng)，從而指示出被測(cè)溫度的數(shù)值。
（2）雙金屬片式溫度計(jì) 雙金屬片式溫度計(jì)是固體膨脹式溫度計(jì)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(zhǎng)度不同而產(chǎn)生彎曲。溫度越高，產(chǎn)生的線膨脹長(zhǎng)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(jì)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(jì)通常被用做溫度繼電控制器、極值信號(hào)器或某一儀表的溫度補(bǔ)償器。簡(jiǎn)單的雙金屬片式溫度開(kāi)關(guān)是由一端固定的雙金屬條形敏感元件直接帶動(dòng)觸頭構(gòu)成的。溫度低時(shí)觸頭接觸，電熱絲加熱；溫度高時(shí)雙金屬片向下彎曲，觸頭斷開(kāi)，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(lái)指示溫度的雙金屬片式溫度計(jì)，其結(jié)構(gòu)：螺旋狀雙金屬片感溫元件是裝在金屬保護(hù)管內(nèi)，以保護(hù)其不受機(jī)械損傷或有害介質(zhì)的鋟蝕。同時(shí)它的一端焊在保護(hù)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(shí)，自由端旋轉(zhuǎn)，并帶動(dòng)固定在指針軸上的指針轉(zhuǎn)動(dòng)，在表殼內(nèi)的刻度盤上可直接讀出被測(cè)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(jì)的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠，但精度不高。
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