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所有类型的双金属温度计的结构和机械操作是相同的。双金属温度计的热系统包含金属灯泡，毛细管和接收元件。金属灯泡包含温度计流体，液体或气体或液体蒸汽，并且在要测量温度的点处插入。灯泡与周围环境处于热平衡状态，从而产生给定的压力或流体位移。金属毛细管连接到灯泡，并将灯泡处的压力传递到仪器处的接收元件。接收元件是波登管或压力弹簧的一种形式。它用于将温度计灯泡中的流体位移压力转换为运动。该运动用于操作指示温度的指针。
双金属温度计有三种类型：
1.液体膨胀温度计
2.气体膨胀温度计和
3.蒸汽驱动的温度计。
1.液体膨胀双金属温度计
原理
它利用由温度变化引起的液体的体积膨胀来操作压力弹簧并指示温度。液体膨胀体积与其温度之间的关系由立方膨胀定律给出：Vf = V0(1 + BT)其中Vf是很终体积，V0是初始体积，B是体积膨胀的平均系数T是温度。该等式表示线性关系，当体积膨胀系数B随温度略微变化时，该线性关系不完全正确。工作灯泡在高压下充满热液体。灯泡的温度升高导致液体膨胀，这导致波登管或压力弹簧的膨胀，从而指示温度。
汞是很广泛使用的热液体，因为它的温度范围很宽。也可以使用乙醇或甲苯。这些液体的热膨胀大约是汞的六倍，从这一观点来看，它们的使用是有利的。水银填充压力温度计的温度限制为约-35至10000°F。
好处：
1.灵敏度更高
2.线性刻度形状
3.没有头部效应
4.没有气压效应
缺点:
1.浸入效果;
2.环境温度影响。
2.Gas膨胀温度计(气体温度计)
原理
它利用由温度变化引起的气体膨胀来操作压力弹簧并指示温度。很常用的气体是氮气。氢气和氦气也用作气体温度计中的测温流体。有两种主要类型的气体温度计，一种以恒定体积运行，另一种以恒定压力运行。定容气体温度计使用更广泛。
它基于理想的气体方程：PV = RT，对于1摩尔的理想气体; 其中P，V和T分别是气体的压力，体积和温度，R是通用气体常数。
由于它以恒定的音量运行，因此该等式可写为：T或P1 / T1 = P2 /T2μP
其中P1和T1分别代表参考压力和温度，P2和T2分别代表未知的压力和温度。如果可以使用压力计计算P2，则未知温度T2由T2 = P2T1 / P1给出。
工作
一种简单形式的定容气体温度计如图所示。
将气体封入灯泡B中，并通过水银柱的水平(h)的差异记录压力。始终调整R处的汞含量，使其与标记重合。然后通过P2 = P1 + h给出灯泡内的气体压力，其中P1是大气压。通过使用不同的气体温度计，可以测量各种温度：
氢-200℃至+ 500℃
氮+ 500℃至+ 1500℃
氦-270℃至+ 1500℃
这些温度计可以非常精确，在0℃至100℃的0.005℃范围内，500℃的0.1℃以及1500 的2℃范围内。
好处：
1.与液体相比，气体的膨胀系数非常大。因此，气体温度计是敏感的。
2.在相似条件下，所有气体的系数和膨胀率相同。
3.与气体的膨胀系数相比，温度计的灯泡材料的膨胀系数可以忽略不计。
4.气体在很宽的温度范围内均匀且有规律地膨胀。
5.与液体相比，气体的热容量低。因此，即使很小的温度变化也可以准确记录。
6.气体可以以纯净形式获得。
7.气体温度计可在很宽的温度范围内使用。它们适用于测量高温和低温。
8.用气体温度计测量的温度与热力学标度上的温度一致。
缺点：
1.气体温度计不适合日常工作。它们庞大而笨重。它们只能在一个位置使用。它们主要用于标准化和校准其他温度计。
2.环境温度影响
3.浸入效果
3.驱动温度计
原理
它通过部分填充灯泡的液体的蒸气压来运行。通过压力弹簧测量蒸汽压力，并且仪器根据温度进行校准。
工作
由于蒸汽压力仅取决于液体自由表面的温度，因此蒸汽驱动的温度计仅指示存在于自由表面的温度。用于蒸气驱动温度计的很常用的流体包括氯甲烷，二氧化硫，乙醚，甲苯，丙烷，丁烷和己烷。其范围完全取决于填充介质。但是，可以测量低至-500°F和高达6000°F的温度。
好处：
1.低成本
2.易于维护
3.它不需要环境温度补偿。
4.良好的反应速度
缺点：
1.比例形状是非线性的
2.头部效应
3.气压效应
