Термостаты или термореле служат для формирования управляющего сигнала (как правило типа замкнуто-разомкнуто) в случае, если температура среды стала больше или меньше заданного значения. Термостат, как правило, состоит из двух частей: сенсора и блока настройки и коммутации. Наибольшее распространение получили сенсоры двух типов. Сенсоры первого типа представляют собой биметаллическую пластину, деформирующуюся под воздействием температуры в определенную сторону, замыкая электрический контакт. Биметаллическая пластина состоит из двух сложенных вместе и жестко скрепленных пластин из металлов с разным коэффициентом температурного расширения. При нагревании одна из пластин удлиняется сильнее чем вторая, но из-за того, что они жестко скреплены друг с другом происходит изгиб в сторону пластины с меньшим коэффициентом температурного расширения. Термостат подобного типа можно встретить в обычном бытовом электрическом утюге.
Сенсоры второго типа выполнены в виде медной трубки запаянной с одной стороны и соединенной с герметичным мембранным блоком с другой стороны. Внутри трубки и мембранного блока находится инертный газ, который расширяясь при нагревании вызывает деформацию мембранного блока в заданном направлении. Деформируясь мембранный блок замыкает контактную группу.
Настройка температуры срабатывания производиться либо путем взаимного приближения или отдаления контактной группы и биметаллической пластины, либо путем увеличения или уменьшения усилия сжатия пружины, препятствующей перемещению мембраны в сторону контактной группы. Термостаты обладают достаточно высокой погрешностью измерения и могут коммутировать токи до нескольких ампер при напряжении 220 В. Чаще всего термостаты применяются в вентиляционных системах и системах контроля температуры масла.
Ртутные и биметаллические термометры применяют для технологического контроля температуры. Измеренное значение температуры считывается обслуживающим персоналом со шкалы термометра визуально. Ртутные термометры аналогичны обыкновенным медицинским градусникам, но имеют большие размеры для удобства считывания информации и температурную шкалу до 400 градусов (например, для измерения температуры пара). Ртутный термометр вставляется во вваренную в трубу защитную гильзу, заполненную маслом. Сверху на термометр надевается металлический кожух с прорезью, который прикручивается к защитной гильзе. Таким образом обеспечивается защита ртутного термометра от механических повреждений.
Биметаллические термометры имеют круглую шкалу со стрелкой как у манометра. Перемещение стрелки происходит за счет температурной деформации биметаллической пластины, размещенной внутри термометра. Погружная часть биметаллического термометра может быть расположена радиально или соосно циферблату. Существуют модификации биметаллических термометров совмещенных в одном корпусе с манометром. Данный «гибрид» имеет две стрелки и разделенную надвое шкалу – одна часть шкалы является шкалой давления, другая – шкалой температуры.
Для контроля температуры среды в трубопроводах малого диаметра (15-60 мм) часто применяют накладные биметаллические термометры, например, ТБТ-63.
Чувствительный элемент термометра имеет плоскую торцевую часть и прижимается к поверхности трубопровода подпружиненным хомутом. Для улучшения теплового контакта поверхность трубопровода в месте установки термометра следует тщательно зачистить и выравнять. Торец чувствительного элемента термометра смазать теплопроводящей пастой КПТ-8 или любой другой, учитывая ее верхний температурный предел применения (у КПТ-8 он равен +180°С). Трубопровод до и после места установки контактного термометра должен иметь эффективную теплоизоляцию, чтобы температура стенки трубы была как можно ближе к температуре транспортируемой в этой трубе среды.
Поверка термостатов, термометров (биметаллических, ртутных, термосопротивления) и термопар осуществляется с помощью специальных нагревательных печек. В печке имеется несколько отверстий различных диаметров, в которые вставляются поверяемые датчики температуры. Поверителем задается температура нагрева печки и, после того как заданная температура будет достигнута, контролируют измеренное датчиком значение температуры либо визуально (для ртутных и биметаллических термометров), либо путем измерения сопротивления или термоЭДС с последующим пересчетом в значение температуры с помощью градуировочных таблиц