在工业自动控制领域中，常需要对某些设备或仪器进行热保护或者进行温度监控。另外越来越多的家用电热器具中也大量地使用着控温元件。这些元件我们称之为温度继电器或热继电器。本文介绍的就是利用热双金属片制造的温度传感元件——温度继电器。
双金属片受热弯曲的原理
从物理学得知，不同的金属具有不同的线胀系数。某一温度下，等长的两块不同材料的金属片它们在温度改变时的伸缩程度不一样。图1a所示为两片金属片，其中金属片1具有较大的线胀系数a\(_{1}\)，金属片2具有较小的线胀系数a2。假定在某一温度t时， 两个片子长度一样（见图1a），那么，在受热之后，由于a\(_{1}\)＞a2，金属片1比金属片2的伸长要多一点。见 图1（b）。将片1与片2复合在一起组成双金属材料， 见图1（c），在温度为（t+Δt）时，双金属片因受热而变形呈弯曲状，如图1（d）。这里片1称为主动层、由于a\(_{1}\)＞a2的缘故，双金属片受热后只能向片2方向弯曲。这便是双金属片受热弯曲变形的原理。
工业上用的双金属片的主动层常用镍铬合金、高锰合金等材料，其热胀系数a\(_{1}\)=（13～20）×10\(^{-}\)6／℃，而从动层多采用铁镍合金其a2=（1～2）×10-6／℃。
温度继电器中热双金属片的受热方式一般有三种：直接加热式；间接加热式和复式加热式，见图2所示。
温度继电器或热继电器就是利用上述双金属片的热变形原理和通过不同的加热方式而设计制造的。
间热式热（温度）继电器
工业上用的较多的热继电器是间热式的。它也可分为几种，其中有一种是串有发热元件的，它的工作原理示意图见图3。热元件“1”（通常是线圈R）、带有执行指令的开关触点的双金属片“2”和执行电器“3”组成。发热元件“1”串在被保护的主电路里，因此通过它的电流“I”也就是预置的保护电流极值。当线路在额定负载下正常运行时，由于通过热元件“1”的电流所产生的电热量不足以使双金属片“2”产生所需要的变形量，这样控制触点仅维持不接通状态。而当主回路中因某种因素，例如短路时而使电流“I”瞬时增大，这时由增大的“I”使发热元件发热乃至变形并由此促成开关触点接通。接着执行元件接触器J\(_{1}\)动作，触点J1-1断开，主电流电路被切断，电动机D得到了保护，这便是这种元件的工作过程。作为这类继电器的典型代表是JR－16系列热继电器。
工业上使用最多的还是另一种间热式继电器，其热源的供给靠发热体通过空气媒介传导以及对流传递，一般是将发热体直接贴在继电器靠近双金属片的壳体部位上，使用十分灵活方便。它的工作原理是将双金属片冲制成需要曲率半径的碟形，受热后由于变形而产生“突跳”形状，由原来的凸形翻转成为凹形，见图4所示，则利用正反两个方向的位移变量来推动支杆，使之让触点离合，达到切换电路的任务。上海无线电八厂生产的JUC－1M、JUC－2等六种温度继电器就是采用了上述这种间接加热方式。这六种温度继电器的技术参数见附表，其中JUC－1M、JUC－3M两种继电器可供电视、电器设备中作保护和温度控制之用。表中其它几种继电器适用于电子仪器和控制设备中作保护和温度控制用。4116继电器是可调式温度继电器，转动它的调节旋钮，可使它的一端带有坡面的旋转轴停在所需位置上，此时，紧靠在坡面上有良好热容性宽大双金属片将随之改变初始静态位置。这种继电器的触点切换容量为AC、220V、10A，可作为水暖气、油暖气以及窗式空调控温调节用。(王力人)
