温控开关双金属温度传感器及其应用

双金属温度传感器(bimetallic temperature Sensor)，是用来作开关使用的，常称为温控开关。该传感器的构成，主要是将两种不同的金属片熔接在一起。因为金属的热膨胀系数不同，当加热时，膨胀系数大的一方，因迅速膨胀而使得材料的长度变长;而膨胀系数小的一方，因膨胀系数小，而使得材料的长度略为伸长。但由于二金属片是熔接在一起的，因此.两金属片上作用的结果，使得材料弯曲。

下面以双金属温度传感器在电熨斗、电饭锅两种电器中的应用电路为例，介绍双金属温度传感器的工作原理。

用电熨斗熨衣服，若温度过高会烫坏衣服，而且对于不同的衣料，熨衣时所需温度也不同，因此需要调温装置。图1是电熨斗调温原理示意图。

电熨斗调温电路主要组件是双金属片，电熨斗工作时，动、静触点接触，电热组件通电发热。当温度达到选定温度时，双金属片受热下弯，使动触点离开静触点，自动切断电源;当温度低于选定温度时，双金属片复原，两触点闭合。再接通电路，通电后温度又上升，达到选定温度时又再断开，如此反复通断，就能使熨斗的温度保持在一定范围内。通过调节螺丝选定温度的高低，越往下旋，静触点越下移，选定的温度就越高。

为什么双金属片受热会弯曲呢?这是由于它是两种不同的金属片紧铆在一起的，若在室温时，它是平直的，那么当它受热温度升高时，由于两种金属的热膨胀程度不同，双金属片便逐渐向热膨胀较小的一边弯曲，如图1(b)所示。温度降低时，它又逐渐恢复原状。

电饭锅是常用的炊具，它能把米烧成饭，还能保温，全过程自动化，使用很方便。电饭锅的温度控制电路图如图2所示。

电饭锅内部有一个磁钢限温开关S1和一个双金属片保温开关S2。开始烧饭时，按下开关S1，电路接通，电热丝通电烧饭。锅中有水时，饭锅的温度不会超过100℃;饭熟后，水干了，饭锅温度将超过100℃。当温度上升到103℃时，限温开关S1就会自动断开，电路断电，达到自动控温目的。这时温度较高，S2处于断开状态。当温度下降至60℃时，S2接通;加热至80℃时，S2又断开。S2的不断开合，使锅内温度保持在60-80℃之间。

为什么磁钢限温开关在103℃时会自动断开呢?通过参照图2(b)所示的磁钢限温组件工作示意图就可以明白了。按下按键后，动触点接触静触点而通电，同时，永久磁钢与感温软磁体接触，软磁体被磁化而吸住永久磁钢，这时手不需要按着按键，电路仍然接通。感温软磁体有一独特性质，当温度达到103℃时，磁性便消失，不能吸住永久磁钢。因此，当锅底温度达到103℃时，永久磁钢便因重力作用而下落，动触点离开静触点而断开电源，从而达到保护。