二金属温度計とは何か

双金属温度计とは何ですか？

双金属温度計の定義

双金属温度計は、異なる熱膨張率を持つ2つの金属ストリップを接合して温度を測定する装置として定義されます。

動作原理

以下の図に示すように、双金属温度計の基本構造と原理は以下の通りです。双金属ストリップは、鋼と真鍮などの異なる熱膨張係数を持つ2つの金属ストリップで構成されています。鋼のストリップは真鍮のストリップよりも熱膨張係数が低いため、同じ温度変化に対して鋼の方が真鍮よりも拡大または収縮が少ないです。

加熱すると、真鍮のストリップは鋼のストリップよりも拡大し、真鍮が外側になるように曲がります。冷却すると、真鍮は鋼よりも収縮し、真鍮が内側になるように曲がります。

双金属ストリップの曲がりにより、ポインタが動いてスケール上に温度を表示します。この曲がりはまた、温度制御システムや安全装置をトリガーするために電気接触を開閉することもできます。

双金属温度計の種類

スパイラル型双金属温度計

スパイラル型双金属温度計は、平らな螺旋コイルに巻かれた双金属ストリップを使用します。コイルの内端はハウジングに固定され、外端はポインタに接続されています。以下に示すように、温度が上昇または下降すると、コイルはより多くまたは少なくねじれ、ポインタが円形のスケール上で動きます。

スパイラル型双金属温度計は、製造および操作が簡単で安価ですが、以下の制限があります：

• ダイヤルとセンサーが分離されていないため、温度を測定する媒体に装置全体を露出させる必要があります。

• 装置の精度と分解能は、双金属ストリップの品質とその接合の一貫性に依存します。

• 機械的なショックや振動によって誤差や損傷が生じる可能性があります。

ヘリカル型双金属温度計

ヘリカル型双金属温度計は、スプリングのようなコイルに巻かれたストリップを使用します。コイルの下端はシャフトに固定され、上端は動くことができます。温度が変化すると、コイルは拡大または収縮し、シャフトが回転します。この回転により、ギアシステムを通じてポインタが動いてスケール上で温度を表示します。

ヘリカル型双金属温度計には、スパイラル型よりもいくつかの利点があります：

• フレキシブルなキャピラリチューブを使用してダイヤルとセンサーを分離できるため、遠隔地やアクセス困難な場所での温度測定が可能です。

• ヘリカルコイルの大きな変位とレバレッジにより、スパイラル型よりも高い精度と分解能を達成できます。

• スパイラルに比べて、機械的なショックや振動による影響を受けにくいです。

双金属温度計の利点

• 電源不要

• 低コスト

• 堅牢な構造

• 使いやすい

双金属温度計の欠点

• 精度が低い

• 手動読み取り

• 狭い温度範囲

双金属温度計の応用

• 温度制御装置

• 空調と冷蔵

• 産業プロセス

• 温度測定と表示