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機械溫度測量傳感器

溫度可以通過各種傳感器進行測量。它們都通過感知物理特性的一些變化來推斷溫度。有四種基本類型的溫度測量設備，每一種都使用不同的原理：

●機械（玻璃液體溫度計、雙金屬片、燈泡和毛細管、壓力型等）
●熱結(jié)（熱電偶）
●熱阻（RTD 溫度傳感器和熱敏電阻）
●輻射（紅外和光學高溫計）

機械測溫裝置

操作原理

溫度變化會引起某種機械運動，這通常是由于大多數(shù)材料會隨著溫度升高而膨脹?？梢詷?gòu)造機械溫度計，使用液體、固體甚至氣體作為溫度敏感材料。

在物理刻度上讀取機械運動以推斷溫度。這些例子包括：

玻璃液體溫度計
最常見和最知名的溫度計是玻璃液體溫度計。

隨著溫度升高，液體膨脹，沿管向上移動。刻度經(jīng)過校準以直接讀取溫度。通常，水銀或某種酒精用于液體。

雙金屬片溫度計
如下圖所示，兩種不同的金屬結(jié)合在一起形成所謂的雙金屬條。

假設金屬 A 的熱膨脹系數(shù)小于金屬 B。隨著溫度升高，金屬 B 的膨脹比金屬 A 大，導致雙金屬條如圖所示向上卷曲。

雙金屬片的一個常見應用是空調(diào)恒溫器，其中雙金屬片用作電觸點之間的開關臂。隨著室溫的變化，雙金屬條會如上所述彎曲。當雙金屬條彎曲得足夠遠時，它會與電線接觸，從而打開或關閉暖氣或空調(diào)。

另一個常見應用是用作烤箱溫度計或木材燃燒器溫度計。這些溫度計由纏繞成螺旋形的雙金屬條組成，連接到一個刻度盤上，該刻度盤被校準為溫度刻度。

密封波紋管
密封波紋管型填充有氣體、蒸汽或液體，通過體積和壓力的變化引起膨脹或收縮來響應溫度變化。

燈泡和毛細管傳感器
燈泡和毛細管元件用于在遠離控制器的管道、管道、罐或類似位置測量溫度的地方。

根據(jù)所需的溫度范圍，燈泡充滿液體、氣體或制冷劑。加熱球中流體的膨脹施加壓力，該壓力由毛細管傳遞到隔膜并在那里轉(zhuǎn)化為運動。

壓力溫度計
壓力溫度計雖然仍然被認為是機械的，但通過氣體而不是液體或固體的膨脹來工作。（注意：也有使用液體代替氣體的壓力溫度計。）

假設燈泡和管內(nèi)的氣體可以被認為是理想氣體。

理想氣體定律是 PV = m RT

P是壓力，
V 是氣體的體積，
m 是氣體的質(zhì)量，
R 是特定氣體的氣體常數(shù)（不是通用氣體常數(shù)），并且
T 是氣體的絕對溫度。
燈泡和管的體積是恒定的，所以 V 是一個常數(shù)。此外，密封燈泡和管中氣體的質(zhì)量 m 必須恒定。因此，上述等式簡化為 P = kT，其中 k 是常數(shù)。

因此，壓力溫度計通過測量壓力間接測量溫度。該儀表是壓力表，但通常以溫度為單位進行校準。

這種溫度計的常見應用是從建筑物內(nèi)部測量外部溫度。燈泡放在外面，管子穿過墻壁進入里面。儀表在里面。隨著外部 T 增加，燈泡溫度導致壓力相應增加，這在儀表上讀取為溫度增加。