雙金屬片

雙金屬片（英語：Bimetallic strip）是一種將兩種熱膨脹係數不同的金屬（雙金屬）緊密結合在一起的機械元件。當溫度變化時，由於兩種金屬的膨脹或收縮程度不同，導致金屬片發生彎曲變形。當金屬片受熱時，熱膨脹係數較大的金屬會位於彎曲後的內側；而當冷卻時，則位於內側。這種將溫度變化轉換為機械位移的特性，使其廣泛應用於溫度計、恆溫器（溫控開關）以及斷路器等裝置中。

最早的應用一般會追溯至18世紀鐘錶匠约翰·哈里森為了修正他的第三個航海鐘中，因為游絲的溫度誤差所做的發明。由於哈里森的發明，英國西敏寺為他設立了紀念碑。
特性
雙金屬片由兩片熱膨脹係數不同的金屬組成，多半是钢和铜組成，有些則是鋼和黃銅組成。兩片金屬片會沿其長邊，用鉚釘、硬焊或焊接固定。

有些應用的雙金屬片是平的，有些應用則考慮空間因素，會使用捲曲的雙金屬片，捲曲雙金屬片的總長度越長，其靈敏度越高。

 歷史 

目前可找到最早的雙金屬片是十八世紀由鐘錶匠约翰·哈里森所作的，他是為了1759年製作的第三個航海鐘，為了補償其游絲因溫度產生的變化而設計的。（他有另一個雙金屬機構，是用於校正的熱膨脹，和這個不同。）他最早的設計是由二個金屬片直接鉚釘連接，後來的設計則是由熔融黃銅直接熔化到鋼基板上的技術。他最後一款計時器H5就組裝了這種金屬片。西敏寺裡哈里森的紀念標示。英國西敏寺內的哈里遜紀念碑上，特別展示了他的這項發明以示紀念。

 組成 
雙金屬片中使用的金屬各有不同，但都會選用兩種熱膨脹係數不同的金屬。熱膨脹係數較低的金屬有時會稱為是被動金屬，另一種金屬則稱為是主動金屬。像銅、鋼、黃銅、鐵和鎳都是雙金屬片中常見的金屬。也有些合金用在雙金屬片中，例如不變鋼和康銅。金屬選用對雙金屬片的工作溫度範圍有很大的影響，有些雙金屬片高溫可以到500°C，另外一些則只能到150°C。

應用
時鐘
機械鐘的機械裝置對溫度的變化敏感，可能會因為溫度導致鐘錶不能運轉，從而不能正確指示時間。會用雙金屬片來補償此一情形。最常見的方法是在的圓形輪緣上使用雙金屬結構。其作用是讓平衡輪下方的重量徑向移動，以改變其轉動慣量。擺輪是由彈簧控制，但隨溫度上昇，彈簧的彈性會變弱。此時，擺輪的直徑會變小，使轉動慣量減小，讓擺動的週期維持定值。

目前已使用其他、parachrom等低膨脹係數合金，因此目前的機械鐘已不使用雙金屬片補償。

 自動調溫器 

在加熱或是冷卻的控制應用中，會使用可在寬溫度範圍下運作的自動調溫器。自動調溫器會用雙金屬片，一端固定在電源處，另一端是活動的，可以帶動電子接點。若是可調整的自動調溫器，會有另一個接點連接旋鈕，用戶可以用旋鈕調整設定溫度。

有些自動調溫器在其雙金屬片兩端會有水銀開關。整個機構的角度可以調整，以調整自動調溫器的設定點。
若是加熱的控制應用，雙金屬片會在高溫時讓接點開路。若是冷氣或是冷凍的應用，雙金屬片會在低溫時讓接點開路。

有些設備會用電子接點直接控制功率輸出（例如電熨斗），也有些是間接的，用電子接點控制繼電器，或是控制電動閥，再用電動閥調節天然气和重油的流量。

溫度計
直接顯示的度盤式溫度計（例如室外溫度計或肉類溫度計）核心構件即是卷成一盤的雙金屬片。螺旋狀的外形會讓金屬的膨脹從線性形變變成環形的形變。雙金屬片的一端固定在溫度計裡的固定點，另外一端帶動溫度計的指針。雙金屬片也用在。寶璣溫度計為了有更準確的結果，其中使用的是三金屬片。

 熱機 
熱機也可以配合雙金屬片使用。但雙金屬片在其形變方向上的強度不夠，因為雙金屬片為了要產生明顯的彎曲形變，兩片金屬片都會作的特別細長，讓膨脹的效果更加明顯。有雙金屬片的熱機裡多半是簡單的玩具，用來說明熱機的原理。

 電子設備 
微型斷路器裡會使用雙金屬片，避免電路中有大量電流流入。會用導線加熱雙金屬片，雙金屬片彎曲會帶動連桿，使一個有連接彈簧的接點開路，讓設備電路可以斷路。當雙金屬片冷卻後才會再導通。

雙金屬片也用在延時繼電器、氣爐安全閥、舊型汽車方向燈的溫控點滅裝置、以及螢光燈的啟動器。有些設備中會讓電流直接流經雙金屬片，使其發熱彎曲，讓接點開路或是斷路。在車用的機械型PWM穩壓器中也會用到雙金屬片。

參考

外部連結
雙金屬元件 

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