雙金屬溫度計的熱係統包含金屬燈泡，毛細管和接收元件。金屬燈泡包含溫度計流體，液體或氣體或液體蒸汽，並且在要測量溫度的點處插入。燈泡與周圍環境處於熱平衡狀態，從而產生給定的壓力或流體位移。金屬毛細管連接到燈泡，並將燈泡處的壓力傳遞到儀器處的接收元件。接收元件是波登管或壓力彈簧的一種形式。它用於將溫度計燈泡中的流體位移壓力轉換為運動。該運動用於操作指示溫度的指針。

雙金屬溫度計有三種類型：

　　1.液體膨脹溫度計

　　2.氣體膨脹溫度計和

　　3.蒸汽驅動的溫度計。

　　1.液體膨脹雙金屬溫度計

　　原理

　　它利用由溫度變化引起的液體的體積膨脹來操作壓力彈簧並指示溫度。液體膨脹體積與其溫度之間的關係由立方膨脹定律給出：Vf = V0(1 + BT)其中Vf是體積，V0是初始體積，B是體積膨脹的平均係數T是溫度。該等式表示線性關係，當體積膨脹係數B隨溫度略微變化時，該線性關係不完全正確。工作燈泡在高壓下充滿熱液體。燈泡的溫度升高導致液體膨脹，這導致波登管或壓力彈簧的膨脹，從而指示溫度。

　　汞是廣泛使用的熱液體，因為它的溫度範圍很寬。也可以使用乙醇或甲苯。這些液體的熱膨脹大約是汞的六倍，從這一觀點來看，它們的使用是有利的。水銀填充壓力溫度計的溫度限製為約-35至10000°F。

　　2.Gas膨脹溫度計(氣體溫度計)

　　原理

　　它利用由溫度變化引起的氣體膨脹來操作壓力彈簧並指示溫度。常用的氣體是氮氣。氫氣和氦氣也用作氣體溫度計中的測溫流體。有兩種主要類型的氣體溫度計，一種以恒定體積運行，另一種以恒定壓力運行。定容氣體溫度計使用更廣泛。

　　它基於理想的氣體方程：PV = RT，對於1摩爾的理想氣體; 其中P，V和T分別是氣體的壓力，體積和溫度，R是通用氣體常數。

　　3.驅動溫度計

　　原理

　　它通過部分填充燈泡的液體的蒸氣壓來運行。通過壓力彈簧測量蒸汽壓力，並且儀器根據溫度進行校準。

　　工作

　　由於蒸汽壓力僅取決於液體自由表麵的溫度，因此蒸汽驅動的溫度計僅指示存在於自由表麵的溫度。用於蒸氣驅動溫度計的常用的流體包括氯甲烷，二氧化硫，乙醚，甲苯，丙烷，丁烷和己烷。其範圍完全取決於填充介質。但是，可以測量低至-500°F和高達6000°F的溫度。