熱性質
雙金屬片(bimetallic strip)
在這裡,不匹配被拿來當工具用。把一片金屬與另一片膨脹更多的金屬黏在一起,加熱時這對搭檔會朝低膨脹的一側捲曲——因為上層必須長得比下層更長,而在保持黏合的前提下唯一的辦法就是彎起來。這個簡單的捲曲,是舊式刻度恆溫器、烤箱溫度計、與熱開關的核心。
這兩種金屬——比方說黃銅(alpha 約 19 x 10^-6 每 K)黏上殷鋼 Invar(alpha 約 1.2 x 10^-6 每 K)——膨脹係數差很大。升溫 delta_T 時,黃銅想要伸長的量遠多於殷鋼,但被迫共用同一個長度,這片條就彎成一段弧,曲率正比於 (alpha_1 - alpha_2) x delta_T,反比於厚度。一片薄而長、兩種金屬差異大的條片,每一度就給出又大又靈敏的偏轉。冷卻後它會伸回直的;這個動作可重複、可逆。
捲曲的條片機械地打開或閉合一個電接點:經典的刻度恆溫器、舊式熨斗與烤麵包機控制、熱式斷路器(過熱電流把條片彎到夠多時就跳脫),以及便宜的刻度溫度計。這是一堂精巧的課:熱膨脹不匹配——平常是讓接頭龜裂的反派——只要你刻意選一組差異大的 alpha,就變成有用又耐用的致動器。
在刻度恆溫器裡,雙金屬片常捲成螺旋狀;房間變暖時螺旋稍微鬆開,到達設定溫度時就撥動一個小小的水銀開關或接點,把暖氣關掉。
刻意做大的 CTE 差異,把溫度變化轉換成機械運動。
雙金屬片是溫度感測器與致動器合而為一,但它反應慢、精度不高;要精密控制,現代設計改用電子式熱敏電阻,把雙金屬片主要留給簡單、不需電源的切換。
又称
另见