机械温度测量传感器

温度可以通过各种传感器进行测量。它们都通过感知物理特性的一些变化来推断温度。有四种基本类型的温度测量设备，每一种都使用不同的原理：

●机械（玻璃液体温度计、双金属片、灯泡和毛细管、压力型等）
●热结（热电偶）
●热阻（RTD 温度传感器和热敏电阻）
●辐射（红外和光学高温计）

机械测温装置

操作原理

温度变化会引起某种机械运动，这通常是由于大多数材料会随着温度升高而膨胀。可以构造机械温度计，使用液体、固体甚至气体作为温度敏感材料。

在物理刻度上读取机械运动以推断温度。这些例子包括：

玻璃液体温度计
最常见和最知名的温度计是玻璃液体温度计。

随着温度升高，液体膨胀，沿管向上移动。刻度经过校准以直接读取温度。通常，水银或某种酒精用于液体。

双金属片温度计
如下图所示，两种不同的金属结合在一起形成所谓的双金属条。

假设金属 A 的热膨胀系数小于金属 B。随着温度升高，金属 B 的膨胀比金属 A 大，导致双金属条如图所示向上卷曲。

双金属片的一个常见应用是空调恒温器，其中双金属片用作电触点之间的开关臂。随着室温的变化，双金属条会如上所述弯曲。当双金属条弯曲得足够远时，它会与电线接触，从而打开或关闭暖气或空调。

另一个常见应用是用作烤箱温度计或木材燃烧器温度计。这些温度计由缠绕成螺旋形的双金属条组成，连接到一个刻度盘上，该刻度盘被校准为温度刻度。

密封波纹管
密封波纹管型填充有气体、蒸汽或液体，通过体积和压力的变化引起膨胀或收缩来响应温度变化。

灯泡和毛细管传感器
灯泡和毛细管元件用于在远离控制器的管道、管道、罐或类似位置测量温度的地方。

根据所需的温度范围，灯泡充满液体、气体或制冷剂。加热球中流体的膨胀施加压力，该压力由毛细管传递到隔膜并在那里转化为运动。

压力温度计
压力温度计虽然仍然被认为是机械的，但通过气体而不是液体或固体的膨胀来工作。（注意：也有使用液体代替气体的压力温度计。）

假设灯泡和管内的气体可以被认为是理想气体。

理想气体定律是 PV = m RT

P是压力，
V 是气体的体积，
m 是气体的质量，
R 是特定气体的气体常数（不是通用气体常数），并且
T 是气体的绝对温度。
灯泡和管的体积是恒定的，所以 V 是一个常数。此外，密封灯泡和管中气体的质量 m 必须恒定。因此，上述等式简化为 P = kT，其中 k 是常数。

因此，压力温度计通过测量压力间接测量温度。该仪表是压力表，但通常以温度为单位进行校准。

这种温度计的常见应用是从建筑物内部测量外部温度。灯泡放在外面，管子穿过墙壁进入里面。仪表在里面。随着外部 T 增加，灯泡温度导致压力相应增加，这在仪表上读取为温度增加。