一文看懂溫度傳感器的種類及優(yōu)缺點(diǎn)

溫度傳感器是溫度測(cè)量?jī)x表的核心部分，品種繁多，按測(cè)量方式可分為接觸式和非接觸式兩大類?！?/p>

接觸式溫度傳感器

接觸式溫度傳感器的檢測(cè)部分與被測(cè)對(duì)象有良好的接觸，通過(guò)傳導(dǎo)或?qū)α鬟_(dá)到熱平衡，從而使溫度計(jì)的示值能直接表示被測(cè)對(duì)象的溫度。

一般測(cè)量精度較高。在一定的測(cè)溫范圍內(nèi)，溫度計(jì)也可測(cè)量物體內(nèi)部的溫度分布。但對(duì)于運(yùn)動(dòng)體、小目標(biāo)或熱容量很小的對(duì)象則會(huì)產(chǎn)生較大的測(cè)量誤差。

常用的接觸式溫度傳感器有雙金屬溫度計(jì)、玻璃液體溫度計(jì)、壓力式溫度計(jì)、電阻溫度計(jì)、熱敏電阻和溫差電偶等。

非接觸式溫度傳感器　

非接觸式溫度傳感器與被測(cè)對(duì)象互不接觸，可用來(lái)測(cè)量運(yùn)動(dòng)物體、小目標(biāo)和熱容量小或溫度變化迅速（瞬變）對(duì)象的表面溫度，也可用于測(cè)量溫度場(chǎng)的溫度分布。　

最常用的非接觸式溫度傳感器的工作原理是基于黑體輻射基本定律的輻射測(cè)溫法。

輻射測(cè)溫法包括亮度法（見(jiàn)光學(xué)高溫計(jì)）、輻射法（見(jiàn)輻射高溫計(jì)）和比色法（見(jiàn)比色溫度計(jì)）。各類輻射測(cè)溫方法只能測(cè)出對(duì)應(yīng)的光度溫度、輻射溫度或比色溫度。只有對(duì)黑體（吸收全部輻射并不反射光的物體）所測(cè)溫度才是真實(shí)溫度。而材料表面發(fā)射率不僅取決于溫度和波長(zhǎng)，而且還與表面狀態(tài)、涂膜和微觀組織等有關(guān)，因此很難精確測(cè)量。

其中紅外測(cè)溫傳感器是特別常見(jiàn)的一種。紅外傳感器接收到物體發(fā)出的能量后，通過(guò)其光學(xué)系統(tǒng)，可將紅外能量轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，然后將其轉(zhuǎn)換為溫度值。

生活中常見(jiàn)四大溫度傳感器

溫度傳感器是最常用的傳感器之一，所有類型的設(shè)備都使用溫度傳感器，包括計(jì)算機(jī)，汽車，廚房用具，空調(diào)和家用恒溫器。

最常見(jiàn)的溫度傳感器主要分四種，包括熱電偶、熱敏電阻、電阻溫度檢測(cè)器（RTD）和IC溫度傳感器，其中IC溫度傳感器又包括模擬輸出和數(shù)字輸出兩種類型。

4類常見(jiàn)溫度傳感器特性，來(lái)源：Digi-Key

在工業(yè)設(shè)施內(nèi)，90％以上甚至更多的溫度監(jiān)測(cè)都由熱電阻（RTD）和熱電偶（T/C）完成。

熱電偶：測(cè)溫范圍廣，便宜　

熱電偶由兩條不同材料的金屬線組成，在末端焊接在一起，組成回路。這個(gè)末端連接點(diǎn)被稱為Hot Junction（熱端），而金屬線連接的另一端叫冷端?！?/p>

當(dāng)我們對(duì)熱端加熱時(shí)，因?yàn)閮蓷l金屬線材料不一樣（導(dǎo)熱性不一樣），所以冷端的溫度與熱端的溫度是不一樣的。當(dāng)熱端和冷端之間存在溫差時(shí)，回路中將產(chǎn)生一個(gè)電動(dòng)勢(shì)，該電動(dòng)勢(shì)的方向和大小與導(dǎo)體的材料及兩端點(diǎn)的溫度有關(guān)（熱電效應(yīng)）。把冷端與顯示儀表連接，顯示出熱電偶所產(chǎn)生的熱電動(dòng)勢(shì)，通過(guò)查詢熱電偶分度表，即可得到被測(cè)介質(zhì)溫度。

熱電偶是最簡(jiǎn)單和最通用的溫度傳感器，主要好處是寬溫度范圍和適應(yīng)各種大氣環(huán)境，而且結(jié)實(shí)、價(jià)低，無(wú)需供電，尤其最便宜。　

常用的熱電偶從-50~+1600℃均可連續(xù)測(cè)量，某些特殊熱電偶最低可測(cè)到-269℃（如金鐵鎳鉻），最高可達(dá)+2800℃（如鎢-錸）。

但缺點(diǎn)是精度不夠高，所以并不適合高精度的應(yīng)用。

熱敏電阻：體積小，響應(yīng)快

熱敏電阻是一種溫度傳感器件，由半導(dǎo)體制成，其電阻隨溫度而變化，其電阻值也發(fā)生變化,對(duì)于不同金屬來(lái)說(shuō)，溫度每變化一度，電阻值變化是不同的，而電阻值又可以直接作為輸出信號(hào)?！?/p>

熱敏電阻因?yàn)椴捎玫氖前雽?dǎo)體，所以大多是負(fù)溫度系統(tǒng)，即阻值隨溫度增加而降低，而溫度小的變化會(huì)造成大的阻值改變，因此它是最靈敏的溫度傳感器?！?/p>

但熱敏電阻線性度極差，表現(xiàn)出高度非線性電阻-溫度曲線。而這與與生產(chǎn)工藝有很大關(guān)系，所以制造商是給不出標(biāo)準(zhǔn)化的熱敏電阻曲線的?！?/p>

熱敏電阻體積非常小，對(duì)溫度變化的響應(yīng)快，對(duì)自熱誤差極為敏感，精度較高，但需要使用電流源，測(cè)溫范圍較小，價(jià)格較貴。

RTD（電阻溫度探測(cè)器）：最精確、最穩(wěn)定

RTD與熱敏電阻類似，都是電阻隨溫度而變化，只要測(cè)量出感溫?zé)犭娮璧淖柚底兓涂梢詼y(cè)量出溫度。不同的是，熱敏電阻由半導(dǎo)體材料制成,而RTD則由金屬制成?！?/p>

RTD通常由鉑制成，所以RTD也叫鉑電阻，也有部分是由鎳或銅制成的。RTD可以采用許多不同的形狀，例如繞線，薄膜等。

RTD是最精確和最穩(wěn)定的溫度傳感器，它的線性度優(yōu)于熱偶和熱敏電阻。但RTD是最貴的溫度傳感器。因此RTD最適合對(duì)精度有嚴(yán)格要求，而速度和價(jià)格不太關(guān)鍵的應(yīng)用領(lǐng)域。

IC型溫度傳感器：可直接讀數(shù)

IC型溫度傳感器（溫度集成電路）是一種數(shù)字溫度傳感器，它有非常線性的電壓 ∕ 電流—溫度關(guān)系。有些IC傳感器甚至有代表溫度、并能被微處理器直接讀出的數(shù)字輸出形式。

電流傳感器(左)和電壓傳感器(右)　

溫度IC提供產(chǎn)生正比于溫度的易讀讀數(shù)方法，也很便宜，但缺點(diǎn)是會(huì)受到配置和速度限制，測(cè)溫范圍非常有限，存在自熱、不堅(jiān)固和需要外電源的問(wèn)題。

因?yàn)闇囟菼C需要有外電源，所以通常是嵌入在電路中而不用于探測(cè)。

審核編輯：湯梓紅

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