膨脹式溫度計是利用物體受熱膨脹原理製成的溫度計，主要有液體膨脹式、固體膨脹式和壓力式溫度計三種。液體膨脹式溫度計中最常見的液體膨脹式溫度計是玻璃管式溫度計。壓力式溫度計是利用密閉容積內工作介質的壓力隨溫度變化的性質，通過測量工作介質的壓力來判斷溫度值的一種機械式儀表。
基本介紹
- 中文名：膨脹式溫度計
- 外文名：expansion thermometer
- 原理：物體受熱膨脹原理
- 類型：液體、固體和壓力式
- 常見溫度計：玻璃管式溫度計
- 作用：測量溫度
組成,測溫原理,主要特點,分類,壓力式溫度計,固體膨脹式,
組成
圖1 玻璃管水銀玻璃溫度計測溫原理
玻璃管液體溫度計是利用液體體積隨溫度升高而膨脹的原理製作而成的。由於液體膨脹係數α遠比玻璃的膨脹係數α’大，因此當溫度變化時，就引起工作液在玻璃管內體積的變化，從而表現出液柱高度的變化。若在玻璃管上直接刻度，即可讀出被測介質的溫度值。為了防止溫度過高時液體脹裂玻璃管，在毛細管頂部須留有一膨脹室。
溫度變化所引起的工作液體體積變化為
式中 
，
，
—分別為工作液體在0℃及溫度為t1和t2時的體積；
α，α’—分別為工作液體和玻璃的體膨脹係數。
由式（1）可知，工作液體的體膨脹係數α越大，溫度計的靈敏度就越高，測溫精度也越高。
主要特點
玻璃管液體溫度計的優點是直觀、測量準確、結構簡單、造價低廉，因此被廣泛套用於工業、實驗室和醫院等各個領域及日常生活中。但其缺點是不能自動記錄、不能遠傳、易碎、測溫有一定延遲。玻璃管溫度計所用的玻璃材料對溫度計的質量起著重要的作用。對300℃以上的玻璃溫度計要用特殊的玻璃（矽硼玻璃），500℃以上則要用石英玻璃。
分類
玻璃管液體溫度計從用途上分為四類，它們是：
1）標準溫度計：用於精密測量和校準其他溫度計，其準確度高，分度值一般為0.1~0.2℃，基本誤差在0.2~0.8℃範圍內。
2）實驗室用溫度計：用於實驗室測溫。
3）工業用溫度計：用於工業測溫，其準確度較低，允許誤差可在1~10℃之間。
4）電接點溫度計：作溫度控制用。
長期使用的溫度計要定期校驗並校正其零點，對零位漂移要作修正，不合格的不能使用，校驗方法可按有光校驗規程進行。
壓力式溫度計
壓力式溫度計是利用密閉容積內工作介質的壓力隨溫度變化的性質，通過測量工作介質的壓力來判斷溫度值的一種機械式儀表。
壓力式溫度計的工作介質可以是氣體、液體或蒸汽，其結構如圖2所示。壓力式溫度計的彈簧管4一般為扁圓或橢圓截面，彈簧管一端焊在基座上，內腔與毛細管2相通，另一端封死為自由端。溫度變化時，彈簧管4內壓力發生變化，帶動自由端變化。自由端通過拉桿、齒輪傳動機構與指針相聯繫，指針的轉角在刻度盤上指示出被測溫度。壓力式溫度計由於受毛細管長度的限制，一般工作距離最大不超過60m，被測溫度一般為-50~550℃。它簡單可靠、抗振性能好，具有良好的防爆性，故常用在飛機、汽車、拖拉機上，也可用它作溫度控制信號。但這種儀表動態性能差，示值的滯後較大，不能測量迅速變化的溫度。
圖2 壓力式溫度計固體膨脹式
將兩種線膨脹係數不同的金屬片焊製成一體，構成雙金屬片溫度計。如圖3所示，雙金屬片的一端固定，另一端為自由端。當溫度變化時，由於兩種金屬的線膨脹係數不同，雙金屬片必然發生彎曲變形，其彎曲的偏轉角α反映了被測溫度的數值，偏轉角與被測溫度的關係如式（2）所示，利用其偏轉角的變化可以製成相應的溫度計。
式中 K—比彎曲（℃）；
L—雙金屬片有效長度（mm）；
δ—雙金屬片總厚度（mm）；
t，t0—被測溫度和起始溫度（℃）。
除用金屬材料外，有時為了增大膨脹係數差，還選用非金屬材料，如石英、陶瓷等。
雙金屬片溫度計常用作自動控制裝置中的溫度測量元件，它結構簡單、可靠，但精度不高。
圖3 雙金屬片溫度計原理圖