Nei termometri a nastro bimetallico i diversi tassi di espansione dei metalli quando riscaldati vengono utilizzati per misurare la temperatura!
Principio di funzionamento
Le temperature possono essere misurate in base al principio della diversa espansione termica dei solidi. A questo scopo, due strisce metalliche (ad esempio acciaio e ottone) con diversi gradi di espansione termica sono saldamente unite tra loro. Quando riscaldato, la striscia metallica si deforma a causa dei diversi gradi di espansione. La deformazione è una misura della temperatura e può essere letta da una scala calibrata.
Nella striscia bimetallica termometri diversi tassi di espansione dei metalli, quando riscaldato, viene utilizzato per misurare la temperatura!
Grazie ai loro materiali metallici, i termometri bimetallici possono essere utilizzati a temperature inferiori a -100 ° C a più di 500 ° C.
Le strisce bimetalliche sono prodotte arrotolando le diverse lamiere una sopra l’altra e quindi riscaldandole in modo che i metalli si leghino al giunto mediante processi di diffusione (saldatura a freddo).
Nota: A causa della conduttività elettrica della striscia bimetallica, viene spesso utilizzata anche come componente di sicurezza per lo spegnimento automatico. Le strisce bimetalliche possono essere trovate nei bollitori, ad esempio, che spengono automaticamente il bollitore aprendo il circuito elettrico quando la temperatura è troppo alta (o quando viene raggiunto il punto di ebollizione).
Tipi di termometro bimetallico
Più lungo è il bimetallo, maggiore è la curva e quindi la sensibilità per la misurazione della temperatura. Per questo motivo, una lunga striscia bimetallica viene spesso avvolta in una bobina. A seconda che la bobina bimetallica sia attorcigliata come una spirale o una vite, si possono distinguere due tipi diversi.
Termometro bimetallico a spirale
Il design più semplice di un termometro bimetallico è quello di avvolgere la striscia bimetallica in una spirale. L’estremità interna della spirale è saldamente collegata all’alloggiamento. Un puntatore è attaccato all’estremità esterna della spirale. La temperatura misurata può quindi essere letta da una scala calibrata.
Un tale design che utilizza una spirale bimetallica non è solo molto salvaspazio ma anche economico. Tuttavia, lo svantaggio è che il quadrante e il sensore di temperatura non sono separati l’uno dall’altro. L’intero termometro bimetallico deve quindi essere posizionato direttamente nel mezzo la cui temperatura deve essere misurata. Tali termometri sono utilizzati, ad esempio, in frigoriferi o congelatori o per determinare la temperatura ambiente.
Termometro bimetallico a spirale
In molti casi è necessario separare spazialmente l’indicatore (puntatore) dal sensore (bobina bimetallica). Ad esempio, se la temperatura dell’acqua deve essere misurata in un tubo di riscaldamento, come è normale nei sistemi di riscaldamento. Il sensore di temperatura deve quindi essere posizionato all’interno del tubo, mentre il display per la temperatura deve essere all’esterno del tubo. O nell’industria alimentare è anche necessario separare il display dal sensore se, ad esempio, deve essere misurata la temperatura all’interno del cibo (“termometro penetrante”).
In questi casi, i termometri bimetallici sono dotati di una striscia bimetallica avvolta in una bobina elicoidale. Il bimetallo elicoidale è saldamente collegato ad un’estremità all’interno di un tubo di misurazione (il bimetallo è collegato a un perno cilindrico, che viene premuto saldamente nello stelo). Un’asta metallica girevole viene guidata attraverso questa bobina elicoidale, che è collegata ad essa all’estremità libera. Un puntatore è attaccato all’estremità superiore dell’asta metallica. Se il tubo di misurazione è ora riscaldato, il bimetallo elicoidale si avvolge e ruota l’asta metallica. Su una scala calibrata è possibile leggere la temperatura corrispondente.
Tali termometri bimetallici possono anche essere dotati di contatti di commutazione che chiudono un circuito elettrico quando una certa temperatura viene superata o undershot; un segnale elettrico viene attivato di conseguenza. I contatti dell’interruttore possono quindi svolgere compiti di controllo, ad esempio come termostato per impianti di riscaldamento a pavimento, che spegne la pompa di riscaldamento per motivi di sicurezza quando le temperature sono troppo alte e la riaccende quando la temperatura scende al di sotto di un certo livello.
