膨脹式溫度傳感器的工作原理


原標題:膨脹式溫度傳感器的工作原理
膨脹式溫度傳感器的工作原理主要基于物體在溫度變化時產生的熱膨脹效應。以下是膨脹式溫度傳感器的詳細工作原理:
一、固體膨脹式溫度傳感器
雙金屬溫度計
結構:由兩種線脹系數不同的金屬薄片(如黃銅和因瓦合金)焊接在一起制成。
工作原理:當溫度升高時,線脹系數較大的金屬(如黃銅)因熱膨脹而伸長,而線脹系數較小的金屬(如因瓦合金)伸長較小或幾乎不變。這種差異導致雙金屬片產生彎曲,溫度越高,彎曲角度越大。通過測量彎曲角度,可以推算出溫度值。
螺旋型雙金屬片
結構:雙金屬片繞成螺旋形,一端固定,另一端連接指針軸。
工作原理:溫度變化時,雙金屬片因受熱或冷卻而彎曲,帶動指針軸旋轉,從而在刻度盤上指示出溫度值。
二、液體膨脹式溫度傳感器
工作原理:在密封的容器中充滿液體(如煤油、乙醇或水銀),當被測對象的溫度發生變化時,容器內液體的溫度也相應變化,導致液體體積膨脹或收縮。這種體積變化通過毛細管傳遞給壓力表內的彈簧管,使彈簧管產生變形,進而帶動指針指示出溫度值。
三、氣體膨脹式溫度傳感器(壓力式溫度傳感器)
工作原理:基于封閉在密封容器中的氣體壓力隨溫度變化而變化的原理。溫包、毛細管和彈簧管三者的內腔構成一個封閉容器,其中充滿工作物質(如氮氣)。當溫度變化時,溫包內的氣體壓力隨之改變,氣壓通過毛細管傳遞,帶動彈簧管運動,進而改變指針在刻度盤上所指的位置,從而測得溫度值。
四、應用與特點
應用:膨脹式溫度傳感器廣泛應用于各種需要測量溫度的場合,如工業自動化、環境監測、醫療設備等領域。
特點:
結構簡單、牢固,可靠性高。
測量范圍廣,可根據需要選擇不同的測溫范圍和精度。
無需外部電源,使用方便。
在一些特殊環境下(如高溫、高壓、強磁場等)仍能保持良好的測溫性能。
綜上所述,膨脹式溫度傳感器通過利用物體在溫度變化時產生的熱膨脹效應來測量溫度。不同類型的膨脹式溫度傳感器在結構和工作原理上略有差異,但都具有測量準確、使用方便等優點。
責任編輯:David
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