一、溫度傳感器有哪幾種

溫度傳(chuan)(chuan)感(gan)器是指能感(gan)受溫度并轉換成(cheng)可(ke)用輸出信號(hao)的傳(chuan)(chuan)感(gan)器。溫度傳(chuan)(chuan)感(gan)器是溫度測量儀表(biao)的核心部分，品種繁多。

（一）按測量方式可分為接觸式和非接觸式兩大類。

1、接觸式

接(jie)觸式溫度(du)傳感器的檢測(ce)部分與(yu)被(bei)測(ce)對象有良(liang)好的接(jie)觸，又稱溫度(du)計(ji)。

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溫度(du)(du)計通過傳導或對(dui)流達(da)到熱平衡，從而使溫度(du)(du)計的(de)示值(zhi)能直接表示被測(ce)(ce)對(dui)象(xiang)的(de)溫度(du)(du)。一(yi)般測(ce)(ce)量(liang)(liang)精度(du)(du)較(jiao)高。在一(yi)定的(de)測(ce)(ce)溫范(fan)圍內(nei)，溫度(du)(du)計也可測(ce)(ce)量(liang)(liang)物體內(nei)部(bu)的(de)溫度(du)(du)分布(bu)。但對(dui)于(yu)運動體、小目標或熱容量(liang)(liang)很小的(de)對(dui)象(xiang)則會產(chan)生(sheng)較(jiao)大的(de)測(ce)(ce)量(liang)(liang)誤差。

常用的溫(wen)(wen)(wen)度(du)計(ji)有雙(shuang)金屬溫(wen)(wen)(wen)度(du)計(ji)、玻璃液體溫(wen)(wen)(wen)度(du)計(ji)、壓力式溫(wen)(wen)(wen)度(du)計(ji)、電阻溫(wen)(wen)(wen)度(du)計(ji)、熱敏電阻和溫(wen)(wen)(wen)差電偶等，廣泛應用于工(gong)業、農業、商業等部門。

2、非接觸式

它(ta)的(de)(de)(de)敏感元(yuan)件與被測(ce)對象互不接(jie)觸(chu)，又稱非接(jie)觸(chu)式測(ce)溫(wen)儀(yi)表(biao)。這種儀(yi)表(biao)可用來(lai)測(ce)量(liang)運動物體、小目標和熱容量(liang)小或溫(wen)度(du)變化迅速（瞬變）對象的(de)(de)(de)表(biao)面(mian)溫(wen)度(du)，也可用于(yu)測(ce)量(liang)溫(wen)度(du)場的(de)(de)(de)溫(wen)度(du)分布。

最常用的(de)非接觸式測(ce)(ce)溫(wen)儀表(biao)基(ji)于黑體輻射(she)的(de)基(ji)本定律，稱為輻射(she)測(ce)(ce)溫(wen)儀表(biao)。輻射(she)測(ce)(ce)溫(wen)法(fa)(fa)包括亮度(du)法(fa)(fa)、輻射(she)法(fa)(fa)和比色法(fa)(fa)。

非接(jie)(jie)觸測(ce)(ce)溫(wen)(wen)(wen)優點：測(ce)(ce)量上(shang)限不受感溫(wen)(wen)(wen)元件耐溫(wen)(wen)(wen)程度(du)的限制，因而對最高可測(ce)(ce)溫(wen)(wen)(wen)度(du)原則上(shang)沒有(you)限制。對于1800℃以(yi)上(shang)的高溫(wen)(wen)(wen)，主要采用非接(jie)(jie)觸測(ce)(ce)溫(wen)(wen)(wen)方法(fa)。隨著紅外(wai)技術的發展，輻射測(ce)(ce)溫(wen)(wen)(wen)逐漸由(you)可見光(guang)向(xiang)紅外(wai)線擴展，700℃以(yi)下直至常溫(wen)(wen)(wen)都已采用，且分辨(bian)率很(hen)高。

（二）按照傳感器材料及電子元件特性分為熱電阻和熱電偶兩類。

1、熱電阻

熱敏電(dian)阻是用半導(dao)體材料，大多為負(fu)溫度系數，即阻值(zhi)隨溫度增加而(er)降低。

溫(wen)度變(bian)化(hua)會造成大的(de)阻(zu)值改變(bian)，因此它是最靈(ling)敏(min)的(de)溫(wen)度傳(chuan)感器。但熱敏(min)電(dian)阻(zu)的(de)線性度極差，并且與生產工(gong)藝(yi)有很大關系(xi)。

熱(re)(re)敏(min)電(dian)(dian)阻(zu)(zu)還有其自身的(de)測量技巧。熱(re)(re)敏(min)電(dian)(dian)阻(zu)(zu)體(ti)積小(xiao)是(shi)優點，它能很快(kuai)穩定，不(bu)會造(zao)成(cheng)(cheng)熱(re)(re)負載(zai)。不(bu)過(guo)也因此(ci)很不(bu)結實，大(da)電(dian)(dian)流(liu)會造(zao)成(cheng)(cheng)自熱(re)(re)。由于熱(re)(re)敏(min)電(dian)(dian)阻(zu)(zu)是(shi)一種電(dian)(dian)阻(zu)(zu)性器件(jian)，任何(he)電(dian)(dian)流(liu)源都會在(zai)其上(shang)因功率(lv)而(er)造(zao)成(cheng)(cheng)發熱(re)(re)。功率(lv)等(deng)于電(dian)(dian)流(liu)平方與電(dian)(dian)阻(zu)(zu)的(de)積。因此(ci)要(yao)使(shi)用小(xiao)的(de)電(dian)(dian)流(liu)源。如果熱(re)(re)敏(min)電(dian)(dian)阻(zu)(zu)暴露在(zai)高熱(re)(re)中，將導致(zhi)永久(jiu)性的(de)損壞(huai)。

2、熱電偶

熱電(dian)偶是(shi)溫(wen)(wen)度(du)測(ce)(ce)量(liang)中最(zui)常用(yong)(yong)的溫(wen)(wen)度(du)傳(chuan)感(gan)器(qi)(qi)。其主要好(hao)處是(shi)寬溫(wen)(wen)度(du)范圍和(he)適應各種大(da)氣環(huan)境，而且結實、價低，無需供電(dian)，也是(shi)最(zui)便宜的。電(dian)偶是(shi)最(zui)簡單和(he)最(zui)通用(yong)(yong)的溫(wen)(wen)度(du)傳(chuan)感(gan)器(qi)(qi)，但熱電(dian)偶并不(bu)適合高精度(du)的的測(ce)(ce)量(liang)和(he)應用(yong)(yong)。

二、各種溫度傳感器工作原理

1、熱電偶傳感器工作原理

當(dang)有兩(liang)(liang)種不(bu)(bu)同(tong)(tong)(tong)的(de)(de)(de)導體(ti)(ti)和半導體(ti)(ti)A和B組(zu)成一(yi)(yi)個回(hui)路，其兩(liang)(liang)端(duan)(duan)(duan)相(xiang)互連接時，只要兩(liang)(liang)結點處的(de)(de)(de)溫(wen)(wen)度(du)(du)不(bu)(bu)同(tong)(tong)(tong)，一(yi)(yi)端(duan)(duan)(duan)溫(wen)(wen)度(du)(du)為T，稱(cheng)為工作端(duan)(duan)(duan)或(huo)熱(re)(re)(re)端(duan)(duan)(duan)，另一(yi)(yi)端(duan)(duan)(duan)溫(wen)(wen)度(du)(du)為TO，稱(cheng)為自由端(duan)(duan)(duan)或(huo)冷端(duan)(duan)(duan)，則回(hui)路中就(jiu)有電(dian)(dian)(dian)流產生，即回(hui)路中存(cun)在(zai)(zai)的(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)動勢(shi)稱(cheng)為熱(re)(re)(re)電(dian)(dian)(dian)動勢(shi)。這種由于(yu)(yu)溫(wen)(wen)度(du)(du)不(bu)(bu)同(tong)(tong)(tong)而產生電(dian)(dian)(dian)動勢(shi)的(de)(de)(de)現象稱(cheng)為塞貝(bei)克效應(ying)。與塞貝(bei)克有關的(de)(de)(de)效應(ying)有兩(liang)(liang)個：其一(yi)(yi)，當(dang)有電(dian)(dian)(dian)流流過兩(liang)(liang)個不(bu)(bu)同(tong)(tong)(tong)導體(ti)(ti)的(de)(de)(de)連接處時，此處便吸收或(huo)放出(chu)熱(re)(re)(re)量(liang)(取決(jue)于(yu)(yu)電(dian)(dian)(dian)流的(de)(de)(de)方向)，稱(cheng)為珀爾帖效應(ying)；其二(er)，當(dang)有電(dian)(dian)(dian)流流過存(cun)在(zai)(zai)溫(wen)(wen)度(du)(du)梯度(du)(du)的(de)(de)(de)導體(ti)(ti)時，導體(ti)(ti)吸收或(huo)放出(chu)熱(re)(re)(re)量(liang)(取決(jue)于(yu)(yu)電(dian)(dian)(dian)流相(xiang)對于(yu)(yu)溫(wen)(wen)度(du)(du)梯度(du)(du)的(de)(de)(de)方向)，稱(cheng)為湯姆遜效應(ying)。兩(liang)(liang)種不(bu)(bu)同(tong)(tong)(tong)導體(ti)(ti)或(huo)半導體(ti)(ti)的(de)(de)(de)組(zu)合稱(cheng)為熱(re)(re)(re)電(dian)(dian)(dian)偶(ou)。

2、電阻傳感器工作原理

導體(ti)的(de)電(dian)(dian)阻(zu)值隨(sui)溫(wen)度變化而改變，通(tong)過測(ce)量(liang)其阻(zu)值推(tui)算出(chu)被測(ce)物(wu)體(ti)的(de)溫(wen)度，利用此原理構成的(de)傳(chuan)感器(qi)就是(shi)電(dian)(dian)阻(zu)溫(wen)度傳(chuan)感器(qi)，這種傳(chuan)感器(qi)主要用于-200—500℃溫(wen)度范圍內的(de)溫(wen)度測(ce)量(liang)。純(chun)金屬是(shi)熱電(dian)(dian)阻(zu)的(de)主要制(zhi)造材料，熱電(dian)(dian)阻(zu)的(de)材料應具有以下特性：

(1)、電阻溫(wen)度(du)系(xi)數(shu)要大而且(qie)穩定，電阻值與溫(wen)度(du)之間應具有良好的線(xian)性關(guan)系(xi)。

(2)、電阻率高，熱容量小，反應速度快。

(3)、材料的復現性和工藝(yi)性好，價格低。

(4)、在測溫范(fan)圍內化學物理特性(xing)穩定。

目(mu)前，在工業中應用最廣(guang)的鉑和銅，并已(yi)制作成標(biao)準測(ce)溫(wen)熱電(dian)阻。

3、紅外溫度傳感器原理

在自然界中，當物體的溫度高于絕對零度時，由于它內部熱運動的存在，就會不斷地向四周輻射電磁波，其中就包含了波段位于0.75～100μm的紅外線，紅外溫度傳感器就是利用這一原理制作而成(cheng)的。