雙金屬溫度計的特點及其檢定方法探索

葉 飛

（遵義市產品質量檢驗檢測院，貴州 遵義 563000）

近年來，隨著我國社會主義現代化市場經濟快速發展，我國工業經濟也得到長足發展，工業生產企業規模和數量不斷增加，這就對工業生產環境提出更高要求，需要隨時對生產場所溫度進行檢定，雙金屬溫度計是工業領域生產場所常用溫度檢測儀表，主要檢查低溫環境中液化氣體或者液體蒸汽的溫度變化情況，能夠為工作人員提供準確的溫度變化數據。

1 雙金屬溫度計簡述

1.1 雙金屬溫度計結構

由圖1可知，雙金屬溫度計結構比較簡單，主要由指針、度盤、表殼、活動螺母、指針軸、保護管、感溫元件、固定端等部分構成。感溫元件是雙金屬溫度計重要組成部分，是由幾種金屬片共同疊壓而形成多層金屬片，具備自動連續記錄溫度變化情況的功能。值得注意的是，應將感溫元件的金屬片繞制成螺旋形，可以大大提高靈敏度，以便能夠更好檢測環境溫度，從而能夠確保雙金屬溫度計測量的準確性。

圖1 雙金屬溫度計結構示意圖

1.2 雙金屬溫度計測溫原理

雙金屬溫度計測量范圍在-80~+500 ℃，是由雙金屬元件和保護套構成的溫度檢測元件，并且通過圓形度盤顯示溫度的雙金屬溫度計。雙金屬溫度計測溫原理很簡單，由于感溫元件中疊壓在一起的不同金屬片的膨脹系數不同，如果環境溫度發生改變，感溫元件不同金屬片受溫度影響會發生不同程度的彎曲，依據金屬片彎曲程度來判斷溫度高低。雙金屬溫度計在測溫過程中，通過固定雙金屬片一端，另一端指針會隨著感溫元件金屬片的彎曲變形而變動，以此來確定溫度數值。

2 雙金屬溫度計的特點

2.1 雙金屬溫度計的特點

雙金屬溫度計廣泛應用在工業生產領域，其特點具體包括以下幾方面：一是操作簡單便捷。雙金屬溫度計體積比較小，應用比較簡單，不需要額外進行操作，只需安裝在需要檢測溫度的地方，就可以實時測量生產場所環境溫度。二是安全性高、使用壽命長。由于雙金屬溫度計感溫元件是由金屬片制成，不易受到損壞，外側保護管能夠有效避免腐蝕性氣體、潮濕氣體的侵蝕，使雙金屬溫度計具有很高的安全性能，使用壽命也能夠得到有效保障。三是種類繁多。現階段，市面上的雙金屬溫度計種類繁多，結構形式呈多樣化，應依據測溫現場實際情況科學合理選取溫度計種類，以便能夠更好測量溫度，保證測量溫度數據的準確性。四是適應性強。雙金屬溫度計的熱電勢受其他因素影響較小，僅受自身熱電極材料影響，所以能夠確保溫度測量穩定性，并且雙金屬溫度計承壓性能強，能夠在不同壓力環境下測量溫度，使得雙金屬溫度計具備較強的適應性能。五是溫度響應速度較快。由于雙金屬溫度計感溫元件金屬片呈螺旋狀，使得靈敏度大大提升，能夠快速測量顯示出溫度，并且雙金屬溫度計能夠直觀顯示溫度變化情況。

2.2 雙金屬溫度計應用注意事項

雙金屬溫度計在工業生產領域應用廣泛，為確保雙金屬溫度計科學合理使用，應充分掌握雙金屬溫度計應用注意事項，從而能夠避免因雙金屬溫度計使用不當造成溫度測量數據不準確問題出現，以便能夠確保溫度測量工作質量。在使用雙金屬溫度計過程中，必須注意下面幾點事項：一是需要注意雙金屬溫度計測量范圍。由于雙金屬溫度計種類比較多，不同種類雙金屬溫度計測量溫度范圍也有所差異，在具體使用雙金屬溫度計時，應合理選用雙金屬溫度計種類，避免因溫度計使用不當造成溫度計損壞現象出現。二是應確保測量穩定性。雙金屬溫度計在使用安裝時應確保其處于正立位置，不允許倒立放置，并且需要保證測量過程的穩定性，不允許測量溫度時搖晃、振動溫度計，否則會導致測量溫度值不準確，使得溫度測量數據不能真實反映實際溫度。三是浸入深度要符合規定要求。在使用雙金屬溫度計時，需要合理控制浸入深度，避免浸入太深或者浸入深度不到位造成溫度顯示值不準確，不利于雙金屬溫度計測量工作順利開展。

3 雙金屬溫度計的檢定標準

為了確保雙金屬溫度計測量數據的準確性，需要對雙金屬溫度計進行檢定，以此來確保雙金屬溫度計各項參數符合相關標準要求，從而能夠保證雙金屬溫度計測溫工作質量和效率。我國早已制定了雙金屬溫度計檢定方法相關規定，近年來也在不斷完善和優化雙金屬溫度計檢定方法，下面就雙金屬溫度計檢定方法進行探討分析。

3.1 雙金屬溫度計的檢定條件

雙金屬溫度計的檢定需要一定的檢定條件，首先，需要確保檢定所用設備及檢定工作環境符合國家有關規定，以此能夠確保溫度測量工作高效順利開展。其次，還需要雙金屬溫度計檢定工作人員嚴格按照國家頒布計量檢定規程進行測量操作，規范測量操作行為，從而能夠為雙金屬溫度計測量檢定提供良好檢定環境。最后，應合理控制雙金屬溫度計在檢定環境溫度，確保檢定工作環境溫度保持在15~35 ℃，并且對檢定環境濕度也有一定要求，檢定環境濕度不得超過85%，以便能夠有效確保雙金屬溫度計溫度測量結果的準確性。

3.2 雙金屬溫度計的檢定標準

雙金屬溫度計使用過程中，需要參照國家計量檢定規程，將雙金屬溫度計準確度與誤差控制在合理范圍內，以便能夠規范雙金屬溫度計檢定工作流程，從而能夠提高溫度測量數據的準確性。表1所示內容為雙金屬溫度計準確度等級與最大允許誤差。

表1 雙金屬溫度計準確度等級與最大允許誤差

3.3 雙金屬溫度計的檢定儀器

在進行雙金屬溫度計檢定工作時，還需要合理化、標準化地選取檢定儀器，其中溫度計主要包括二等水銀溫度計、二等標準汞基溫度計、二等標準鉑電阻溫度計等。其他檢定設備主要包括酒精低溫槽、水槽、冰點槽、油槽等恒溫槽，選用5~10倍的放大鏡，配備0.02級低電勢電位差計及相應的電測設備。恒溫槽溫場具體要求應符合表2。

表2 恒溫槽溫場具體要求

3.4 雙金屬溫度計的檢定項目

雙金屬溫度計檢定項目比較多，主要包括外觀、示值誤差、角度調整誤差、回差、重復性、設定點誤差、切換差、切換重復性、熱穩定性、絕緣電阻。這些檢查項目在首次檢定、使用中檢定、后續檢定中要求有所不同，所有檢查項目在首次檢定中的必須檢查，只有重復性、切換重復性、熱穩定性在使用中檢定、后續檢定中可以依據實際情況進行選檢，其他項目都必須在使用中檢定、后續檢定中進行檢查。

4 雙金屬溫度計檢定方法的探索

4.1 外觀檢查

在開展雙金屬溫度計檢定時，首先需要檢查溫度計的外觀，確保溫度計外觀完好無損、光滑整潔，各零部件牢固無松動，并且需要確保各個儀器銜接處能夠牢固連接，連接處無腐蝕或者松動現象，同時需要檢查溫度計度盤，查看度盤表面刻數是否完整無缺。另外，為確保溫度數值讀數清晰明了，需要全面仔細清洗儀器，確保儀器干凈，從而能夠提高測溫數據結果準確性。還需注意的是在儀器安裝過程中，應合理控制指針與度盤之間的距離，兩者之間距離不能太近也不能太遠，應將距離控制在5 mm范圍內。除此之外，必須檢查溫度計的詳細信息是否記載在溫度計的表盤上，并且需要檢查字跡是否清晰完整。

4.2 示值誤差檢查

在雙金屬溫度計使用過程中，需要檢查雙金屬溫度計的浸沒長度，確保溫度計長度符合實際測溫需求。通常情況下溫度計是全浸入狀態，對于有特殊要求的情況下，工作人員應依據實際測溫需求和儀器安裝規定合理控制浸入長度。當雙金屬溫度計首次檢定時，應均勻設置檢定點，并確保檢定點數量不少于4個，而后續檢定可以設置3個檢定點。另外，在開展上下限值測量工作時，檢定工作只需開展單向行程的，并且需要檢查單向行程上的每一個點，之后將被檢查溫度計放入恒溫槽，將其數值與標準溫度計數值進行對比，被檢溫度計示值減去標準溫度計示值的修正值就是示值誤差。

4.3 角度調整誤差與回差檢查

在開展雙金屬溫度計檢定工作時，還需要重視角度調整誤差與回差檢查，應確保在室內環境溫度下進行檢查，對于角度調整誤差檢查，要求顯示的誤差應在最大允許誤差規定范圍內，也就是不超過量程的1.0%。在進行角度調整誤差檢查時，也可以同時開展回差檢查，同樣要求回差的誤差應在最大允許誤差規定范圍內，也就是不大于最大允許誤差的1.5倍。

4.4 重復性檢查

在開展雙金屬溫度計檢定工作時，一個檢定點可能會重復檢查多次，重復檢查次數至少大于3次，重復檢查會對雙金屬溫度計結構性能造成不利影響，所以需要合理控制檢定點的檢查次數，將重復性檢查最大允許誤差絕對值控制在1/2以內。需要注意的是重復性檢查是選檢項目，工作人員應依據實際測量情況可以選擇檢查，也可以選擇不檢查。

4.5 設定點誤差檢查

當首次進行雙金屬溫度計檢定工作時，應按照實際測量情況和儀器安裝調試說明書合理確定溫度計量程，量程設定點分別為0.1、0.5、0.9，在此基礎上進行設定點誤差檢查。在雙金屬溫度計后續檢定時，可以選擇其中一個設定點進行設定點誤差檢查，并且需要將設定點誤差控制在最大允許誤差的1.5倍之內。

4.6 切換差檢查

雙金屬溫度計檢定工作中，切換差的檢查也是檢定工作重要組成部分，切換差是指同一個設定點上下切換值之間的差值。當首次進行雙金屬溫度計切換差檢定時，可與設定點誤差檢查一同開展，同樣將切換差誤差控制在最大允許誤差的1.5倍之內。需要注意的是絕緣電阻檢查只適用于電接點溫度計。

4.7 切換重復性檢查

切換重復性檢查也是一項重要的雙金屬溫度計檢定項目，這項檢定項目在設定點基礎上開展的，分別計算出該點上切值之間和下切值之間的最大差值，綜合以上計算出最大差值，要求切換重復性檢查誤差不能大于最大允許誤差絕對值的1/2。

4.8 熱穩定性檢查

在開展雙金屬溫度計檢定工作時，還需重視熱穩定性的檢查，熱穩定性檢查需要經過兩次檢查，第一次檢查具體要求如下；將雙金屬溫度計放入恒溫槽后，當恒溫槽溫度設置為300 ℃，確保溫度計在其中持續放置24 h；當恒溫槽溫度設置為400 ℃，確保溫度計在其中持續放置12 h；當恒溫槽溫度設置為500 ℃，確保溫度計在其中持續放置4 h。在第一次檢查期間，需要合理控制上限溫度的波動范圍，不得超過2 ℃。接著將雙金屬溫度計冷卻，開展第二次熱穩定性檢查，經過兩次熱穩定性檢查，能夠提升熱穩定性檢查的準確性。要求熱穩定性檢查示值誤差控制在最大允許誤差內。

4.9 絕緣電阻檢查

絕緣電阻檢查也是雙金屬溫度計檢定工作中重要檢查項目之一，在進行絕緣電阻檢查時，需要使用絕緣電阻表分別測量各輸出端子之間、輸出端子與接地端子之間的絕緣電阻。當額定電壓為24 DC/V，直流試驗電壓為100/V時，絕緣電阻應為7/MΩ；當額定電壓為220 AC/V，直流試驗電壓為500/V時，絕緣電阻應為20/MΩ，需要注意的是絕緣電阻檢查只適用于電接點溫度計。

4.10 數據結果處理和歸檔

當雙金屬溫度計檢定工作完成后，需要按照相關規定標準對檢查數據進行計算分析，從而可以有效判定儀器是否符合使用標準，通過檢定的儀器方可出具合格證書，沒有通過檢定的儀器出具檢定結果通知書。另外，應做好雙金屬溫度計檢定數據的歸檔工作，將原始記錄進行歸檔留存。

5 總結

綜上所述，雙金屬溫度計操作簡單、使用壽命長，并且具有較強的耐腐蝕性、抗壓性及適應性，可以在不同壓力條件和不同環境溫度下測量溫度，廣泛應用在我國工業生產領域，所以必須做好雙金屬溫度計檢鑒定工作，按照國家計量標準進行檢查，確保雙金屬溫度計外觀完好無損，各項檢查項目誤差在最大允許誤差標準范圍內，從而能夠保證雙金屬溫度計測量溫度的準確性。