Cosa è un termometro a nastro bimetallico?

Cos'è un termometro a nastro bimetallico?

Definizione di termometro a nastro bimetallico

Un termometro a nastro bimetallico è definito come un dispositivo che utilizza due strisce metalliche saldate con diversi coefficienti di espansione termica per misurare la temperatura.

Principio di funzionamento

La struttura e il principio di base di un termometro a nastro bimetallico sono mostrati nella figura sottostante. Il nastro bimetallico è costituito da due strisce metalliche con diversi coefficienti di espansione termica, come l'acciaio e l'ottone. La striscia di acciaio ha un coefficiente di espansione termica inferiore rispetto a quella di ottone, il che significa che si espande o contrae meno della striscia di ottone per la stessa variazione di temperatura.

Quando riscaldato, la striscia di ottone si espande più dell'acciaio, facendo piegare il nastro con l'ottone all'esterno. Quando raffreddato, l'ottone si contrae più dell'acciaio, facendo piegare il nastro con l'ottone all'interno.

Il piegamento del nastro bimetallico muove un indicatore per mostrare la temperatura su una scala. Questo piegamento può anche aprire o chiudere un contatto elettrico per attivare un sistema di controllo della temperatura o un dispositivo di sicurezza.

Tipi di termometro a nastro bimetallico

Termometro a nastro bimetallico a spirale

Un termometro a nastro bimetallico a spirale utilizza un nastro bimetallico avvolto in una spirale piatta. L'estremità interna della spirale è fissata al contenitore, mentre l'estremità esterna è collegata a un indicatore. Come mostrato nella figura sottostante, quando la temperatura aumenta o diminuisce, la spirale si torce di più o di meno, causando il movimento dell'indicatore lungo una scala circolare.

Un termometro a nastro bimetallico a spirale è semplice e economico da produrre e utilizzare. Tuttavia, presenta alcune limitazioni, come:

• Il quadrante e il sensore non sono separati tra loro, il che significa che l'intero dispositivo deve essere esposto al mezzo la cui temperatura deve essere misurata.

• L'accuratezza e la risoluzione del dispositivo dipendono dalla qualità e dall'uniformità del nastro bimetallico e della sua saldatura.

• Il dispositivo può essere influenzato da scosse o vibrazioni meccaniche che possono causare errori o danni.

Termometro a nastro bimetallico elicoidale

Un termometro a nastro bimetallico elicoidale ha una striscia avvolta in una spirale simile a una molla. L'estremità inferiore della spirale è fissata a un albero, mentre l'estremità superiore può muoversi. Quando la temperatura cambia, la spirale si espande o si contrae, facendo ruotare l'albero. Questa rotazione muove un indicatore attraverso un sistema a ingranaggi per indicare la temperatura su una scala.

Un termometro a nastro bimetallico elicoidale presenta alcuni vantaggi rispetto al tipo a spirale, come:

• Il quadrante e il sensore possono essere separati tra loro utilizzando un tubo capillare flessibile, il che permette al dispositivo di misurare la temperatura in posizioni remote o inaccessibili.

• L'accuratezza e la risoluzione del dispositivo sono superiori al tipo a spirale a causa dello spostamento maggiore e del leva della spirale elicoidale.

• Il dispositivo è meno soggetto a scosse o vibrazioni meccaniche che possono influire sulla spirale.

Vantaggi dei termometri a nastro bimetallico

• Non richiede una fonte di alimentazione

• Costo basso

• Costruzione robusta

• Facile da usare

Svantaggi dei termometri a nastro bimetallico

• Bassa accuratezza

• Lettura manuale

• Gamma di temperatura ristretta

Applicazioni dei termometri a nastro bimetallico

• Dispositivi di controllo della temperatura

• Aria condizionata e refrigerazione

• Processi industriali

• Misurazione e indicazione della temperatura