雙金屬溫度計的溫度傳感元件是通過重疊和焊接兩層具有不同線性膨脹系數的金屬板制成的。具有大線性膨脹系數的金屬板被稱為有源層，另一個被稱為無源層。元件的一端是固定的，另一端是自由端。當測量的溫度變化時，由于兩層金屬板的不同線性膨脹系數，自由端將被組合扭矩彎曲(或變形)。其可變曲率與每層的物理性質、長度、厚度和溫度有關，并且與寬度有關。設計溫度時，將確定雙金屬板材的材料和幾何尺寸，因此可變曲率僅與溫度相關。如果自由端裝有上傳動機構、指針和標有溫度的刻度盤，溫度的指示值可以直接顯示。

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