淺談雙金屬溫度計特點及其檢定方法

金子豪

組成工業用雙金屬溫度計的主要元件是金屬片，由兩種以上的金屬片疊壓起來構成的，其工作原理是利用不同金屬片對溫度的不同感應而引發的不同膨脹程度來進行的。當一端的金屬片受熱膨脹時，指針就會發生變化，從而能夠測量出環境的溫度。由于雙金屬溫度計的構成決定，具備無汞害、易讀數等優點，同時其在使用中對水、腐蝕以及震動都有較好的抗性，同時也無需供電就能夠工作，能夠在不同環境下進行良好地工作。在實際使用中，雙金屬溫度計測量結果的準確性是衡量其工作結果的唯一標準，因此，需要定期對其進行檢定，才能夠及時發現其中存在的誤差，以便保障其測溫的準確性。而雙金屬溫度計的檢定步驟非常繁瑣，為了方便檢定，本文在遵循檢定規程的原則，對檢定步驟進行了改進，具體如下。

1 雙金屬溫度計的構成及工作原理

1.1 雙金屬溫度計的構成

雙金屬溫度計的組成部件較多，主要有保護管、活動端、指針、指針軸、表殼、度盤等。感知溫度的原件主要是疊壓組成多層金屬片，從而就能夠對氣溫的連續變化進行準確記錄。大多數雙金屬溫度計的金屬片原件呈螺旋狀，這樣就能夠保障測量結果的準確性。

1.2 雙金屬溫度計的工作原理

在實際使用過程中，由于用來測溫的金屬片膨脹系數存在一定差異，在受到不同環境溫度的影響時，就會產生膨脹，感溫原件的體積就會發生變化。雙金屬溫度計就是利用這種原理來進行溫度測量的，金屬片組成的感溫元件與指針連接，測溫時，一旦進行位移實際變化或者氣溫出現線性關系時，感溫元件的體積就會出現變化，指針也隨之變化，從而測出環境的溫度。

2 雙金屬溫度計的特點

雙金屬溫度計的最大特點是感溫原件對溫度的敏感性較高，因此，與普通金屬溫度計相比來說，雙金屬溫度計的反應速度較快，穩定性較高。同時，雙金屬溫度計在外形上體積小，攜帶和使用都非常方便，能夠適應不同場合的溫度測量，線性度較高。正因為如此，雙金屬溫度計在工業生產中的使用普及率較高。其特點主要包括以下幾個方面：

圖1 雙金屬溫度計

圖2 雙金屬溫度計檢定裝置

（1）熱電勢不受干擾。熱電勢經常會受到其他因素的干擾，而雙金屬溫度計則可以有效避免這個問題，其熱電勢是由相自身熱電極材料的熱電性質與兩端溫度差決定的，具備較高的穩定性，能適應多種環境的溫度測量。

（2）雙金屬溫度計的結構形式較多，體積較小，攜帶方便，且能夠適應不同場景的不同要求。

（3）雙金屬溫度計的感溫原件對溫度的敏感性較強，對溫度的相應速度快，能夠快速地進行溫度測量，對溫度的變化有非常直觀的反應。

（4）雙金屬溫度計的結構穩定，構成原件大多為金屬，耐用性大，在化工生產溫度檢測中能夠長期使用。

（5）防腐性較強。由于雙金屬溫度計經常應用于化工生產中的溫度測量，其保護管材能夠對可能接觸到的具有腐蝕性的液體、氣體等起到很好的防腐作用，能夠有效避免因環境問題導致的腐蝕，保障測量結果的質量。

（6）較好承壓性。雙金屬溫度計能夠在不同壓力的環境中工作，且能夠保障測量結果的準確性。

此外，雙金屬溫度計還具有電導率較高、電阻溫度系數較小、熱電勢與溫度間呈線性關系、線性度好等特點。

雙金屬溫度計雖然具有諸多特點和優勢，但在使用的過程中需要全面掌握其使用的各種規范，從而提高其使用的科學性和合理性，保障測量結果的準確性，避免由于人為的操作問題對結果產生影響。在使用過程中，需要注意的事項包括以下幾點：

（1）不同類型的雙金屬溫度計其應用范圍也不一樣，在實際使用中，需要充分了解雙金屬溫度計適用的測溫范圍，一旦使用不當的話一方面會導致測量結果不準確，同時還有損壞雙金屬溫度計的風險。

（2）在實際操作中，雙金屬溫度計必須保持正立，不得傾斜和倒立，除了一些抗震效果較強的雙金屬溫度計外，其他類型的在使用過程中應盡量避免振動，以免對測量結果產生影響。

（3）在使用過程中，雙金屬溫度計的浸人深度有著嚴格的規范要求，一旦超過的話就會影響測量準確度。

3 雙金屬溫度計的檢定方法

3.1 檢定條件

在對雙金屬溫度計進行檢定時，要嚴格符合相關環境條件要求，溫度需要保持在15℃～35℃之間，環境的濕度要控制在85%之下。

3.2 檢定標準

雙金屬溫度計的檢定必須按照相關規定來進行，目前參照的標準為中國計量出版社出版的《JJG226-2001雙金屬溫度計計量檢定規程》。同時，檢定的時候允許有一定的誤差范圍，具體見表1。

表1 雙金屬溫度計最大允許誤差及對應等級

3.3 檢定儀器

雙金屬溫度計的檢定儀器裝置是保障檢定工作順利完成的重要條件，儀器裝置的選擇必須科學合理，常用的檢定儀器裝置包括二等標準汞基溫度計、二等標準鉑電阻溫度計、二等標準水銀溫度計。同時，冰點槽、恒溫槽、電測設備、放大鏡、兆歐表等配套裝置的選擇也應保證其科學合理。

3.4 檢定項目

雙金屬溫度計的檢定項目包含多個，具體見表2。

表2 雙金屬溫度計檢定項目

3.5 檢定注意事項

為了保障雙金屬溫度計檢定的順利進行，在檢定過程中需要注意以下幾個方面。

3.5.1 外觀檢查要求

在對雙金屬溫度計外觀進行檢查時，必須要滿足以下幾個條件：構成原價牢固不松動、表面整潔光滑，銜接緊密無腐蝕痕跡；溫度計玻璃整潔、刻線完整，對讀數不會產生影響；檢查時指針要與度盤保持適當距離（≦5mm），不可太近或太遠；溫度計的表盤可清晰顯示溫度計的詳細信息。

3.5.2 示值誤差檢查要求

在實際使用中，溫度計的浸沒長度按照相關要求應是全部浸沒，如果遇到特殊要求，則要參照說明書結合實際情況而定。如果溫度計是第一次檢定，那么必須要有四個以上的檢定點，如果不是首次檢定，則檢定點可以為三個，但檢定點必須要保持均勻分布。同時，除了上限值和下限值的測量只做單向行程檢定外，其他位置每一個點都需要檢查。

3.5.3 角度調整誤差及回差檢查的要求

角度調整誤差的檢查在常溫室內即可進行，但要保證最大允許誤差滿足絕對值的要求?；夭羁梢院褪局嫡`差同時進行檢查，其要求是誤差不能超過最大誤差。

3.5.4 重復性檢查的要求

在進行示值誤差和溫度計回差時，要對各設定的檢定點進行至少3次的重復檢查。對于雙金屬溫度計來說，需要將重復性控制在最大允許誤差絕對值的1/2以下，同時，重復性檢查并不是必檢項，可根據實際情況進行調整。

3.5.5 設定點誤差檢查的要求

對于第一次檢定的雙金屬溫度計來說，量程的標準應該定位在0.1、0.5、0.9三個設定點上。在后期的使用以及檢定中，可根據客戶的要求允許一個設定點以內的誤差存在，但該誤差應保持在最大允許誤差的1.5倍以下。

3.5.6 切換差檢查的要求

切換差指的是不同切換值之間的差值。如果是第一次檢定的雙金屬溫度計，由于切換差與設定點誤差的要求基本一致，所以二者可以同時進行檢查。

3.5.7 切換重復性檢查的要求

對于第一次進行檢定的雙金屬溫度計來說，切換重復性也是必須要檢查的項目。也就計算同一個設定點的上切值之間以及下切值之間的最大差值，并取中間的最大值，切換重復性的誤差要保持在最大允許誤差的1/2以下。

3.5.8 熱穩定性檢查的要求

雙金屬溫度計的熱穩定性檢查需要進行倆次。其步驟是：將雙金屬溫度計插入恒溫槽內，保持300℃停留24h，然后升溫到400℃停留12h，再升溫到500℃停留4h，并且要保證檢查期間內的溫度上下波動不能超過2℃。第一次檢查完畢后，帶雙金屬溫度計完全冷卻，按以上步驟在進行第二次檢查，觀察并計算各點的示值誤差，且該誤差要保持在最大允許誤差范圍之內。

3.6 檢定周期

雙金屬溫度計的檢定周期通常保持在1年之內，由于受到環境等因素的影響，需要根據使用的實際情況來確定。

4 結語

雙金屬溫度計由于其自身的特點，能夠很好地在不同環境下工作，且測溫范圍較大，可以完成最低-80℃，最高500℃的液體蒸汽和氣體的溫度策略工作，是目前工業生產過程中比較常用的一種溫度計。在使用過程中，由于受到不同因素的影響，需要對雙金屬溫度計進行定期檢定，才能夠保障其精確性。大多數必檢項目是參照相關規定進行的，通過檢定的結果就可以來判斷雙金屬溫度計是應該校準還是直接更換，可以有效避免由于測量結果精度不夠而導致的一系列負面影響。