機(jī)械溫度測(cè)量傳感器
機(jī)械溫度測(cè)量傳感器
溫度可以通過(guò)各種傳感器進(jìn)行測(cè)量。它們都通過(guò)感知物理特性的一些變化來(lái)推斷溫度。有四種基本類(lèi)型的溫度測(cè)量設(shè)備，每一種都使用不同的原理：
●機(jī)械（玻璃液體溫度計(jì)、雙金屬片、燈泡和毛細(xì)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(xué)高溫計(jì)）
機(jī)械測(cè)溫裝置
操作原理
溫度變化會(huì)引起某種機(jī)械運(yùn)動(dòng)，這通常是由于大多數(shù)材料會(huì)隨著溫度升高而膨脹?？梢詷?gòu)造機(jī)械溫度計(jì)，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(jī)械運(yùn)動(dòng)以推斷溫度。這些例子包括：
玻璃液體溫度計(jì)
zui常見(jiàn)和zui知名的溫度計(jì)是玻璃液體溫度計(jì)。
隨著溫度升高，液體膨脹，沿管向上移動(dòng)?？潭冉?jīng)過(guò)校準(zhǔn)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(jì)
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(shè)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(dǎo)致雙金屬條如圖所示向上卷曲。
雙金屬片的一個(gè)常見(jiàn)應(yīng)用是空調(diào)恒溫器，其中雙金屬片用作電觸點(diǎn)之間的開(kāi)關(guān)臂。隨著室溫的變化，雙金屬條會(huì)如上所述彎曲。當(dāng)雙金屬條彎曲得足夠遠(yuǎn)時(shí)，它會(huì)與電線(xiàn)接觸，從而打開(kāi)或關(guān)閉暖氣或空調(diào)。
另一個(gè)常見(jiàn)應(yīng)用是用作烤箱溫度計(jì)或木材燃燒器溫度計(jì)。這些溫度計(jì)由纏繞成螺旋形的雙金屬條組成，連接到一個(gè)刻度盤(pán)上，該刻度盤(pán)被校準(zhǔn)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(guò)體積和壓力的變化引起膨脹或收縮來(lái)響應(yīng)溫度變化。
燈泡和毛細(xì)管傳感器
燈泡和毛細(xì)管元件用于在遠(yuǎn)離控制器的管道、管道、罐或類(lèi)似位置測(cè)量溫度的地方。
根據(jù)所需的溫度范圍，燈泡充滿(mǎn)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(xì)管傳遞到隔膜并在那里轉(zhuǎn)化為運(yùn)動(dòng)。
壓力溫度計(jì)
壓力溫度計(jì)雖然仍然被認(rèn)為是機(jī)械的，但通過(guò)氣體而不是液體或固體的膨脹來(lái)工作。（注意：也有使用液體代替氣體的壓力溫度計(jì)。）
假設(shè)燈泡和管內(nèi)的氣體可以被認(rèn)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(duì)溫度。
燈泡和管的體積是恒定的，所以 V 是一個(gè)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(jiǎn)化為 P = kT，其中 k 是常數(shù)。
因此，壓力溫度計(jì)通過(guò)測(cè)量壓力間接測(cè)量溫度。該儀表是壓力表，但通常以溫度為單位進(jìn)行校準(zhǔn)。
這種溫度計(jì)的常見(jiàn)應(yīng)用是從建筑物內(nèi)部測(cè)量外部溫度。燈泡放在外面，管子穿過(guò)墻壁進(jìn)入里面。儀表在里面。隨著外部 T 增加，燈泡溫度導(dǎo)致壓力相應(yīng)增加，這在儀表上讀取為溫度增加。
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