双金属温度计的特点及其检定方法探索

叶 飞

（遵义市产品质量检验检测院，贵州 遵义 563000）

近年来，随着我国社会主义现代化市场经济快速发展，我国工业经济也得到长足发展，工业生产企业规模和数量不断增加，这就对工业生产环境提出更高要求，需要随时对生产场所温度进行检定，双金属温度计是工业领域生产场所常用温度检测仪表，主要检查低温环境中液化气体或者液体蒸汽的温度变化情况，能够为工作人员提供准确的温度变化数据。

1 双金属温度计简述

1.1 双金属温度计结构

由图1可知，双金属温度计结构比较简单，主要由指针、度盘、表壳、活动螺母、指针轴、保护管、感温元件、固定端等部分构成。感温元件是双金属温度计重要组成部分，是由几种金属片共同叠压而形成多层金属片，具备自动连续记录温度变化情况的功能。值得注意的是，应将感温元件的金属片绕制成螺旋形，可以大大提高灵敏度，以便能够更好检测环境温度，从而能够确保双金属温度计测量的准确性。

图1 双金属温度计结构示意图

1.2 双金属温度计测温原理

双金属温度计测量范围在-80~+500 ℃，是由双金属元件和保护套构成的温度检测元件，并且通过圆形度盘显示温度的双金属温度计。双金属温度计测温原理很简单，由于感温元件中叠压在一起的不同金属片的膨胀系数不同，如果环境温度发生改变，感温元件不同金属片受温度影响会发生不同程度的弯曲，依据金属片弯曲程度来判断温度高低。双金属温度计在测温过程中，通过固定双金属片一端，另一端指针会随着感温元件金属片的弯曲变形而变动，以此来确定温度数值。

2 双金属温度计的特点

2.1 双金属温度计的特点

双金属温度计广泛应用在工业生产领域，其特点具体包括以下几方面：一是操作简单便捷。双金属温度计体积比较小，应用比较简单，不需要额外进行操作，只需安装在需要检测温度的地方，就可以实时测量生产场所环境温度。二是安全性高、使用寿命长。由于双金属温度计感温元件是由金属片制成，不易受到损坏，外侧保护管能够有效避免腐蚀性气体、潮湿气体的侵蚀，使双金属温度计具有很高的安全性能，使用寿命也能够得到有效保障。三是种类繁多。现阶段，市面上的双金属温度计种类繁多，结构形式呈多样化，应依据测温现场实际情况科学合理选取温度计种类，以便能够更好测量温度，保证测量温度数据的准确性。四是适应性强。双金属温度计的热电势受其他因素影响较小，仅受自身热电极材料影响，所以能够确保温度测量稳定性，并且双金属温度计承压性能强，能够在不同压力环境下测量温度，使得双金属温度计具备较强的适应性能。五是温度响应速度较快。由于双金属温度计感温元件金属片呈螺旋状，使得灵敏度大大提升，能够快速测量显示出温度，并且双金属温度计能够直观显示温度变化情况。

2.2 双金属温度计应用注意事项

双金属温度计在工业生产领域应用广泛，为确保双金属温度计科学合理使用，应充分掌握双金属温度计应用注意事项，从而能够避免因双金属温度计使用不当造成温度测量数据不准确问题出现，以便能够确保温度测量工作质量。在使用双金属温度计过程中，必须注意下面几点事项：一是需要注意双金属温度计测量范围。由于双金属温度计种类比较多，不同种类双金属温度计测量温度范围也有所差异，在具体使用双金属温度计时，应合理选用双金属温度计种类，避免因温度计使用不当造成温度计损坏现象出现。二是应确保测量稳定性。双金属温度计在使用安装时应确保其处于正立位置，不允许倒立放置，并且需要保证测量过程的稳定性，不允许测量温度时摇晃、振动温度计，否则会导致测量温度值不准确，使得温度测量数据不能真实反映实际温度。三是浸入深度要符合规定要求。在使用双金属温度计时，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温度显示值不准确，不利于双金属温度计测量工作顺利开展。

3 双金属温度计的检定标准

为了确保双金属温度计测量数据的准确性，需要对双金属温度计进行检定，以此来确保双金属温度计各项参数符合相关标准要求，从而能够保证双金属温度计测温工作质量和效率。我国早已制定了双金属温度计检定方法相关规定，近年来也在不断完善和优化双金属温度计检定方法，下面就双金属温度计检定方法进行探讨分析。

3.1 双金属温度计的检定条件

双金属温度计的检定需要一定的检定条件，首先，需要确保检定所用设备及检定工作环境符合国家有关规定，以此能够确保温度测量工作高效顺利开展。其次，还需要双金属温度计检定工作人员严格按照国家颁布计量检定规程进行测量操作，规范测量操作行为，从而能够为双金属温度计测量检定提供良好检定环境。最后，应合理控制双金属温度计在检定环境温度，确保检定工作环境温度保持在15~35 ℃，并且对检定环境湿度也有一定要求，检定环境湿度不得超过85%，以便能够有效确保双金属温度计温度测量结果的准确性。

3.2 双金属温度计的检定标准

双金属温度计使用过程中，需要参照国家计量检定规程，将双金属温度计准确度与误差控制在合理范围内，以便能够规范双金属温度计检定工作流程，从而能够提高温度测量数据的准确性。表1所示内容为双金属温度计准确度等级与最大允许误差。

表1 双金属温度计准确度等级与最大允许误差

3.3 双金属温度计的检定仪器

在进行双金属温度计检定工作时，还需要合理化、标准化地选取检定仪器，其中温度计主要包括二等水银温度计、二等标准汞基温度计、二等标准铂电阻温度计等。其他检定设备主要包括酒精低温槽、水槽、冰点槽、油槽等恒温槽，选用5~10倍的放大镜，配备0.02级低电势电位差计及相应的电测设备。恒温槽温场具体要求应符合表2。

表2 恒温槽温场具体要求

3.4 双金属温度计的检定项目

双金属温度计检定项目比较多，主要包括外观、示值误差、角度调整误差、回差、重复性、设定点误差、切换差、切换重复性、热稳定性、绝缘电阻。这些检查项目在首次检定、使用中检定、后续检定中要求有所不同，所有检查项目在首次检定中的必须检查，只有重复性、切换重复性、热稳定性在使用中检定、后续检定中可以依据实际情况进行选检，其他项目都必须在使用中检定、后续检定中进行检查。

4 双金属温度计检定方法的探索

4.1 外观检查

在开展双金属温度计检定时，首先需要检查温度计的外观，确保温度计外观完好无损、光滑整洁，各零部件牢固无松动，并且需要确保各个仪器衔接处能够牢固连接，连接处无腐蚀或者松动现象，同时需要检查温度计度盘，查看度盘表面刻数是否完整无缺。另外，为确保温度数值读数清晰明了，需要全面仔细清洗仪器，确保仪器干净，从而能够提高测温数据结果准确性。还需注意的是在仪器安装过程中，应合理控制指针与度盘之间的距离，两者之间距离不能太近也不能太远，应将距离控制在5 mm范围内。除此之外，必须检查温度计的详细信息是否记载在温度计的表盘上，并且需要检查字迹是否清晰完整。

4.2 示值误差检查

在双金属温度计使用过程中，需要检查双金属温度计的浸没长度，确保温度计长度符合实际测温需求。通常情况下温度计是全浸入状态，对于有特殊要求的情况下，工作人员应依据实际测温需求和仪器安装规定合理控制浸入长度。当双金属温度计首次检定时，应均匀设置检定点，并确保检定点数量不少于4个，而后续检定可以设置3个检定点。另外，在开展上下限值测量工作时，检定工作只需开展单向行程的，并且需要检查单向行程上的每一个点，之后将被检查温度计放入恒温槽，将其数值与标准温度计数值进行对比，被检温度计示值减去标准温度计示值的修正值就是示值误差。

4.3 角度调整误差与回差检查

在开展双金属温度计检定工作时，还需要重视角度调整误差与回差检查，应确保在室内环境温度下进行检查，对于角度调整误差检查，要求显示的误差应在最大允许误差规定范围内，也就是不超过量程的1.0%。在进行角度调整误差检查时，也可以同时开展回差检查，同样要求回差的误差应在最大允许误差规定范围内，也就是不大于最大允许误差的1.5倍。

4.4 重复性检查

在开展双金属温度计检定工作时，一个检定点可能会重复检查多次，重复检查次数至少大于3次，重复检查会对双金属温度计结构性能造成不利影响，所以需要合理控制检定点的检查次数，将重复性检查最大允许误差绝对值控制在1/2以内。需要注意的是重复性检查是选检项目，工作人员应依据实际测量情况可以选择检查，也可以选择不检查。

4.5 设定点误差检查

当首次进行双金属温度计检定工作时，应按照实际测量情况和仪器安装调试说明书合理确定温度计量程，量程设定点分别为0.1、0.5、0.9，在此基础上进行设定点误差检查。在双金属温度计后续检定时，可以选择其中一个设定点进行设定点误差检查，并且需要将设定点误差控制在最大允许误差的1.5倍之内。

4.6 切换差检查

双金属温度计检定工作中，切换差的检查也是检定工作重要组成部分，切换差是指同一个设定点上下切换值之间的差值。当首次进行双金属温度计切换差检定时，可与设定点误差检查一同开展，同样将切换差误差控制在最大允许误差的1.5倍之内。需要注意的是绝缘电阻检查只适用于电接点温度计。

4.7 切换重复性检查

切换重复性检查也是一项重要的双金属温度计检定项目，这项检定项目在设定点基础上开展的，分别计算出该点上切值之间和下切值之间的最大差值，综合以上计算出最大差值，要求切换重复性检查误差不能大于最大允许误差绝对值的1/2。

4.8 热稳定性检查

在开展双金属温度计检定工作时，还需重视热稳定性的检查，热稳定性检查需要经过两次检查，第一次检查具体要求如下；将双金属温度计放入恒温槽后，当恒温槽温度设置为300 ℃，确保温度计在其中持续放置24 h；当恒温槽温度设置为400 ℃，确保温度计在其中持续放置12 h；当恒温槽温度设置为500 ℃，确保温度计在其中持续放置4 h。在第一次检查期间，需要合理控制上限温度的波动范围，不得超过2 ℃。接着将双金属温度计冷却，开展第二次热稳定性检查，经过两次热稳定性检查，能够提升热稳定性检查的准确性。要求热稳定性检查示值误差控制在最大允许误差内。

4.9 绝缘电阻检查

绝缘电阻检查也是双金属温度计检定工作中重要检查项目之一，在进行绝缘电阻检查时，需要使用绝缘电阻表分别测量各输出端子之间、输出端子与接地端子之间的绝缘电阻。当额定电压为24 DC/V，直流试验电压为100/V时，绝缘电阻应为7/MΩ；当额定电压为220 AC/V，直流试验电压为500/V时，绝缘电阻应为20/MΩ，需要注意的是绝缘电阻检查只适用于电接点温度计。

4.10 数据结果处理和归档

当双金属温度计检定工作完成后，需要按照相关规定标准对检查数据进行计算分析，从而可以有效判定仪器是否符合使用标准，通过检定的仪器方可出具合格证书，没有通过检定的仪器出具检定结果通知书。另外，应做好双金属温度计检定数据的归档工作，将原始记录进行归档留存。

5 总结

综上所述，双金属温度计操作简单、使用寿命长，并且具有较强的耐腐蚀性、抗压性及适应性，可以在不同压力条件和不同环境温度下测量温度，广泛应用在我国工业生产领域，所以必须做好双金属温度计检鉴定工作，按照国家计量标准进行检查，确保双金属温度计外观完好无损，各项检查项目误差在最大允许误差标准范围内，从而能够保证双金属温度计测量温度的准确性。