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双金属片热保护器是一种用双金属片作为感温组件的温控器,是用热膨胀系数不同的两种合金结合在一起，把温度变化转换成机械式运动。其中热膨胀系数大的称为主动层，热膨胀系数小的称为被动层。在常温时，两金属的长度相等，内部无应力。当温度升高时，因两种金属的热膨胀性质不同，即使升高同样的温度，热膨胀系数大的材料伸长得多，而两种材料又已固定在一起，导致双金属片内部产生温度压力，主动层向被动层一面发生弯曲变形。一般来讲，低膨胀层使用Ni-Fe合金，高膨胀层使用 Ni-Mn-Cu 合金或者 Fe-Ni-Cr 合金，可根据不同的膨胀系数选择各种材质。把双金属片做成碟形，利用当温度升高，达到设定温度时，双金属片中心可以瞬时间翻转，当温度下降，又能恢复原位置的特性，做成把温度转换成机械运动的元件。
如图所示，当温度上升时，双金属片的中心慢慢地从 0 点向 A 点移动，当速度变快，到达 B 点时，双金属片的中心 瞬时间从 B 点翻转到 C 点。.这时如果温度下降的话，双金属片的中心从 C 点慢慢向E 点移动，当到达 F 点时，双金属片中心再次瞬时翻转到 G 点（恢复原状）。做成一定形状的双金属片，能按照 G -> A -> B -> C -> E -> F -> G 的Cycle反复动作。从 B->C的温度变化是断开动作温度(Open Temp), 从F -> G的温度变化是恢复温度(Close Temp)，断开温度与恢复温度之间的差值称为depressor。利用上述的反弹特性，做成的双金属片式温度开关称为 Thermostat 。
电器正常工作时,双金属片处于自由状态,触点处于闭合/断开状态,当温度达到动作温度时,双金属片受热产生内应力而迅速动作,打开/闭合触点,切断/接通电路,从而起到控温作用。当电器冷却到复位温度时，触点自动闭合/打开，恢复正常工作状态。
双金属片热保护器广泛应用于：洗衣机、洗碗机、干燥机、豆浆机、搅拌机、冰箱、空调、微波炉、热水器、饮水机、电热咖啡壶、电煮锅、办公设备、汽车座位加热器等电热器具。
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