熱套式雙金屬溫度計的工作原理是利用二種不同溫度膨脹系數的金屬，為提高測溫靈敏度，通常將金屬片制成螺旋卷形狀，當多層金屬片的溫度改變時，各層金屬膨脹或收縮量不等，使得螺旋卷卷起或松開。由于螺旋卷的一端固定而另一端和一可以自由轉動的指針相連，因此，當雙金屬片感受到溫度變化時，指針即可在一圓形分度標尺上指示出溫度來。這種儀表的測溫范圍是-80℃-+500℃，允許誤差均為標尺量程的1%左右。
帶有電接觸裝置—即機械電接點。當被測介質溫度變化時，自由端上的細軸及轉向傳動機構帶動指針及動觸點轉動，在標度盤上指示出溫度的變化值，當其與定觸點(上、下限定觸點)接觸或斷開的瞬時，使電路系統中的繼電器及接觸器動作，以達到自動控制和報警的目的。
對熱套式雙金屬溫度計的安裝，應注意有利于測溫準確，可靠及維修方便，而且不影響設備運行和生產操作，要滿足以上要求，在選擇對熱電阻的安裝部位和插入深度時要注意以下幾點：
(1)為了使熱電阻的測量端與被測介質之間有充分的熱交換，應合理選擇測點位置，盡量避免在閥門，彎頭及管道和設備的死角附近裝設熱電阻。
(2)帶有保護套管的熱電阻有傳熱和散熱損失，為了減少測量誤差，熱電偶和熱電阻應該有足夠的插入深度：
a、對于測量管道中心流體溫度的熱電阻，一般都應將其測量端插入到管道中心處(垂直安裝或傾斜安裝)。如被測流體的管道直徑是200毫米，那熱電阻插入深度應選擇100毫米；
b、對于高溫高壓和高速流體的溫度測量(如主蒸汽溫度)，為了減小保護套對流體的阻力和防止保護套在流體作用下發生斷裂，可采取保護管淺插方式或采用熱套式熱電阻。淺插式的熱電阻保護套管，其插入主蒸汽管道的深度應不小于75mm；熱套式熱電阻的標準插入深度為100mm；
c、假如熱套式雙金屬溫度計需要測量的是煙道內煙氣的溫度，盡管煙道直徑為4m，熱電阻插入深度1m即可。
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