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雙金屬溫度傳感器

固體受熱會膨脹。固體樣品隨溫度升高而膨脹的量取決于樣品的尺寸、制成的材料以及溫升的量。

以下公式將線性膨脹與溫度變化聯(lián)系起來：

其中，
l = 加熱后材料的長度
l0 = 材料的原始長度
α = 線膨脹系數(shù)
ΔT = 溫度變化

以下是一些常見金屬的典型 α 值：

●鋁 = 25 × 10 -6每攝氏度
●銅 = 16.6 × 10 -6每攝氏度
●鐵 = 12 × 10 -6每攝氏度
●錫 = 20 × 10 -6每攝氏度
●鈦 = 8.5 × 10 -6每攝氏度
如您所見，α 的值非常小。這意味著適度溫度變化的膨脹（或收縮）量幾乎太小而無法看到，除非樣本量 (l0) 很大。

我們可以很容易地看到熱膨脹對橋梁等結(jié)構(gòu)的影響，在這些結(jié)構(gòu)中，必須在設(shè)計中加入膨脹節(jié)，以防止因環(huán)境溫度變化而導(dǎo)致的嚴(yán)重問題。

然而，對于手那么大的樣本來說，從寒冷的一天到溫暖的一天，長度的變化將是微觀的。

放大由熱膨脹引起的運動的一種方法是將兩條不同的金屬（例如銅和鐵）粘合在一起。如果我們?nèi)蓷l同樣大小的銅條和鐵條，將它們并排放置，然后將它們加熱到更高的溫度，我們會看到銅條比鐵條略長：

如果我們將這兩條金屬條粘合在一起，這種差異增長將導(dǎo)致彎曲運動大大超過線性膨脹。這種裝置稱為雙金屬條：

這種彎曲運動足以驅(qū)動指針機構(gòu)、激活機電開關(guān)或執(zhí)行任何數(shù)量的其他機械任務(wù)，使其成為非常簡單且有用的主要溫度傳感元件。

圖 : 溫度計的雙金屬線圈對打火機的熱量起反應(yīng)，通過展開，然后在取下打火機時重新卷起。

較舊的家用恒溫器通常使用此原理來指示室溫并啟動電氣開關(guān)以控制室溫。電熱水器單元仍然使用這種類型的設(shè)備（通常采用凸雙金屬盤的形式）來感應(yīng)超溫情況，如果水溫超過預(yù)設(shè)限制，則自動關(guān)閉加熱器電源。

雙金屬帶溫度計
如果雙金屬條被扭曲了很長的長度，它會在加熱時趨于解開。這種扭轉(zhuǎn)運動可用于直接驅(qū)動溫度計的指針。這是下圖所示溫度計的工作原理：