浅谈双金属温度计特点及其检定方法

金子豪

组成工业用双金属温度计的主要元件是金属片，由两种以上的金属片叠压起来构成的，其工作原理是利用不同金属片对温度的不同感应而引发的不同膨胀程度来进行的。当一端的金属片受热膨胀时，指针就会发生变化，从而能够测量出环境的温度。由于双金属温度计的构成决定，具备无汞害、易读数等优点，同时其在使用中对水、腐蚀以及震动都有较好的抗性，同时也无需供电就能够工作，能够在不同环境下进行良好地工作。在实际使用中，双金属温度计测量结果的准确性是衡量其工作结果的唯一标准，因此，需要定期对其进行检定，才能够及时发现其中存在的误差，以便保障其测温的准确性。而双金属温度计的检定步骤非常繁琐，为了方便检定，本文在遵循检定规程的原则，对检定步骤进行了改进，具体如下。

1 双金属温度计的构成及工作原理

1.1 双金属温度计的构成

双金属温度计的组成部件较多，主要有保护管、活动端、指针、指针轴、表壳、度盘等。感知温度的原件主要是叠压组成多层金属片，从而就能够对气温的连续变化进行准确记录。大多数双金属温度计的金属片原件呈螺旋状，这样就能够保障测量结果的准确性。

1.2 双金属温度计的工作原理

在实际使用过程中，由于用来测温的金属片膨胀系数存在一定差异，在受到不同环境温度的影响时，就会产生膨胀，感温原件的体积就会发生变化。双金属温度计就是利用这种原理来进行温度测量的，金属片组成的感温元件与指针连接，测温时，一旦进行位移实际变化或者气温出现线性关系时，感温元件的体积就会出现变化，指针也随之变化，从而测出环境的温度。

2 双金属温度计的特点

双金属温度计的最大特点是感温原件对温度的敏感性较高，因此，与普通金属温度计相比来说，双金属温度计的反应速度较快，稳定性较高。同时，双金属温度计在外形上体积小，携带和使用都非常方便，能够适应不同场合的温度测量，线性度较高。正因为如此，双金属温度计在工业生产中的使用普及率较高。其特点主要包括以下几个方面：

图1 双金属温度计

图2 双金属温度计检定装置

（1）热电势不受干扰。热电势经常会受到其他因素的干扰，而双金属温度计则可以有效避免这个问题，其热电势是由相自身热电极材料的热电性质与两端温度差决定的，具备较高的稳定性，能适应多种环境的温度测量。

（2）双金属温度计的结构形式较多，体积较小，携带方便，且能够适应不同场景的不同要求。

（3）双金属温度计的感温原件对温度的敏感性较强，对温度的相应速度快，能够快速地进行温度测量，对温度的变化有非常直观的反应。

（4）双金属温度计的结构稳定，构成原件大多为金属，耐用性大，在化工生产温度检测中能够长期使用。

（5）防腐性较强。由于双金属温度计经常应用于化工生产中的温度测量，其保护管材能够对可能接触到的具有腐蚀性的液体、气体等起到很好的防腐作用，能够有效避免因环境问题导致的腐蚀，保障测量结果的质量。

（6）较好承压性。双金属温度计能够在不同压力的环境中工作，且能够保障测量结果的准确性。

此外，双金属温度计还具有电导率较高、电阻温度系数较小、热电势与温度间呈线性关系、线性度好等特点。

双金属温度计虽然具有诸多特点和优势，但在使用的过程中需要全面掌握其使用的各种规范，从而提高其使用的科学性和合理性，保障测量结果的准确性，避免由于人为的操作问题对结果产生影响。在使用过程中，需要注意的事项包括以下几点：

（1）不同类型的双金属温度计其应用范围也不一样，在实际使用中，需要充分了解双金属温度计适用的测温范围，一旦使用不当的话一方面会导致测量结果不准确，同时还有损坏双金属温度计的风险。

（2）在实际操作中，双金属温度计必须保持正立，不得倾斜和倒立，除了一些抗震效果较强的双金属温度计外，其他类型的在使用过程中应尽量避免振动，以免对测量结果产生影响。

（3）在使用过程中，双金属温度计的浸人深度有着严格的规范要求，一旦超过的话就会影响测量准确度。

3 双金属温度计的检定方法

3.1 检定条件

在对双金属温度计进行检定时，要严格符合相关环境条件要求，温度需要保持在15℃～35℃之间，环境的湿度要控制在85%之下。

3.2 检定标准

双金属温度计的检定必须按照相关规定来进行，目前参照的标准为中国计量出版社出版的《JJG226-2001双金属温度计计量检定规程》。同时，检定的时候允许有一定的误差范围，具体见表1。

表1 双金属温度计最大允许误差及对应等级

3.3 检定仪器

双金属温度计的检定仪器装置是保障检定工作顺利完成的重要条件，仪器装置的选择必须科学合理，常用的检定仪器装置包括二等标准汞基温度计、二等标准铂电阻温度计、二等标准水银温度计。同时，冰点槽、恒温槽、电测设备、放大镜、兆欧表等配套装置的选择也应保证其科学合理。

3.4 检定项目

双金属温度计的检定项目包含多个，具体见表2。

表2 双金属温度计检定项目

3.5 检定注意事项

为了保障双金属温度计检定的顺利进行，在检定过程中需要注意以下几个方面。

3.5.1 外观检查要求

在对双金属温度计外观进行检查时，必须要满足以下几个条件：构成原价牢固不松动、表面整洁光滑，衔接紧密无腐蚀痕迹；温度计玻璃整洁、刻线完整，对读数不会产生影响；检查时指针要与度盘保持适当距离（≦5mm），不可太近或太远；温度计的表盘可清晰显示温度计的详细信息。

3.5.2 示值误差检查要求

在实际使用中，温度计的浸没长度按照相关要求应是全部浸没，如果遇到特殊要求，则要参照说明书结合实际情况而定。如果温度计是第一次检定，那么必须要有四个以上的检定点，如果不是首次检定，则检定点可以为三个，但检定点必须要保持均匀分布。同时，除了上限值和下限值的测量只做单向行程检定外，其他位置每一个点都需要检查。

3.5.3 角度调整误差及回差检查的要求

角度调整误差的检查在常温室内即可进行，但要保证最大允许误差满足绝对值的要求。回差可以和示值误差同时进行检查，其要求是误差不能超过最大误差。

3.5.4 重复性检查的要求

在进行示值误差和温度计回差时，要对各设定的检定点进行至少3次的重复检查。对于双金属温度计来说，需要将重复性控制在最大允许误差绝对值的1/2以下，同时，重复性检查并不是必检项，可根据实际情况进行调整。

3.5.5 设定点误差检查的要求

对于第一次检定的双金属温度计来说，量程的标准应该定位在0.1、0.5、0.9三个设定点上。在后期的使用以及检定中，可根据客户的要求允许一个设定点以内的误差存在，但该误差应保持在最大允许误差的1.5倍以下。

3.5.6 切换差检查的要求

切换差指的是不同切换值之间的差值。如果是第一次检定的双金属温度计，由于切换差与设定点误差的要求基本一致，所以二者可以同时进行检查。

3.5.7 切换重复性检查的要求

对于第一次进行检定的双金属温度计来说，切换重复性也是必须要检查的项目。也就计算同一个设定点的上切值之间以及下切值之间的最大差值，并取中间的最大值，切换重复性的误差要保持在最大允许误差的1/2以下。

3.5.8 热稳定性检查的要求

双金属温度计的热稳定性检查需要进行俩次。其步骤是：将双金属温度计插入恒温槽内，保持300℃停留24h，然后升温到400℃停留12h，再升温到500℃停留4h，并且要保证检查期间内的温度上下波动不能超过2℃。第一次检查完毕后，带双金属温度计完全冷却，按以上步骤在进行第二次检查，观察并计算各点的示值误差，且该误差要保持在最大允许误差范围之内。

3.6 检定周期

双金属温度计的检定周期通常保持在1年之内，由于受到环境等因素的影响，需要根据使用的实际情况来确定。

4 结语

双金属温度计由于其自身的特点，能够很好地在不同环境下工作，且测温范围较大，可以完成最低-80℃，最高500℃的液体蒸汽和气体的温度策略工作，是目前工业生产过程中比较常用的一种温度计。在使用过程中，由于受到不同因素的影响，需要对双金属温度计进行定期检定，才能够保障其精确性。大多数必检项目是参照相关规定进行的，通过检定的结果就可以来判断双金属温度计是应该校准还是直接更换，可以有效避免由于测量结果精度不够而导致的一系列负面影响。