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双金属片如何工作?

时间:2020-08-28 作者:John Dunn,EDN专栏作者 阅读:
根据维基百科,双金属片的基本发明来自18世纪的钟表匠John Harris。 其通过铆钉或沿其长度方向融合在一起,机械地将两条异种金属条机械连接,从而形成一种结构,该结构通过顺着优先定向弯曲以响应温度的变化。
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根据维基百科(Wikipedia)的说法,双金属片(bimetallic strips)的基本发明来自18世纪的钟表匠John Harris(1693~1776)。 透过铆钉或沿其长度方向融合在一起,机械地将两条异种金属条机械连接,从而形成一种结构,该结构透过顺着优先定向弯曲以回应温度的变化。nIUEETC-电子工程专辑

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图1 双金属片的工作原理。nIUEETC-电子工程专辑

钢的热膨胀系数通常为摄氏度百万分之12的膨胀或12ppm/°C,而铜的热膨胀系数为16.6ppm/°C,黄铜的热膨胀系数仍为18.7ppm/°C。 当钢片与铜片或黄铜片结合使用时,结合体会透过往较小的热膨胀系数方向弯曲来反应加热。 因此加热后,结构会朝钢的方向弯曲。nIUEETC-电子工程专辑

双金属片的长度相较其宽度可以做得相当长。 例如做成螺旋状,我们可以看到以下非常有用的特性。nIUEETC-电子工程专辑

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图2 螺旋形双金片带对冷热温度有反应。nIUEETC-电子工程专辑

如图2所示,连接的指针可用于温度测量。 如果注意避免弹簧的弹性限制,这将使线性温度计可非常接近线性,如以下示例所示。nIUEETC-电子工程专辑

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图3 肉类温度计提供了一个应用示例。nIUEETC-电子工程专辑

是的,在这里我作弊了。 再上一张图片中,我移除了温度计的指针,以使线性温度标尺更易于查看。 然后,这个温度计又回到了厨房的抽屉里。nIUEETC-电子工程专辑

回到电子领域,双金属片可用于制造温度计或温度控制恒温器,或为其他设备提供温度补偿,或用于制造温度警报器等。nIUEETC-电子工程专辑

(參]:双金属条是如何工作的?,由约翰邓恩,EDN台湾安西娅庄编译)nIUEETC-电子工程专辑

责编:Yvonne GengnIUEETC-电子工程专辑

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