Techniklexikon

Bimetallstreifen

ein Streifen aus zwei aufeinandergepressten Metallschichten, die stark verschiedene Wärmeausdehnungskoeffizienten besitzen. Bei einer Temperaturänderung ändert sich die mechanische Spannung im Streifen, worauf dieser sich verformt. Ausser der Wärmeausdehnung sind die Elastizitätsmodule und das Dickenverhältnis der Komponenten von Bedeutung. Wird der Streifen als Spirale geformt, kann diese bei Temperaturänderung ein Drehmoment auf einen Zeiger ausüben. Dies ist die Grundlage des Bimetallmesswerks, mit dem niederfrequente Wechselströme und -spannungen gemessen werden können (Strom- und Spannungsmessung). Da das Messprinzip auf der Wärmewirkung des Stromes beruht, sind die Resultate unabhängig von der Polarität (Stromrichtung). Wegen der relativ grossen Masse des Streifens hat das Bimetallmesswerk allerdings eine grosse Zeitkonstante und kann keine schnellen Stromschwankungen erfassen. Der relative Fehler liegt bei 1,5-2,5% des Vollausschlags. Der Bimetallstreifen kann auch direkt zur Temperaturmessung oder zur Temperaturregelung bzw. -kompensation verwendet werden (wie z.B. im Bimetallthermometer (Ausdehnungsthermometer), Thermorelais, Thermostat). Durch geeignete Wahl der Legierungen (Fe, Ni, Co, Mn) kann erreicht werden, dass die Grösse die Auslenkung in verschiedenen Temperaturintervallen stark variiert. Eine besonders gute Schichtverbindung wird durch Pressen und Sintern zweier Metallpulver (z.B. Fe mit 20% Ni und 6% Mn oder Fe mit 36% Ni) erzielt.