温度传感器简介和分类
各种温度传感器分类及其原理
各种温度传感器分类及其原理温度传感器是一种集成电路或器件，用于测量环境或物体的温度。
根据其工作原理和分类，常见的温度传感器包括热敏电阻、热电偶、热电阻、红外线传感器以及半导体温度传感器等。
1. 热敏电阻（Thermistor）热敏电阻是一种元件，其电阻值随温度的变化而变化。
根据电阻与温度之间的关系，热敏电阻分为两种类型：负温度系数（NTC）热敏电阻和正温度系数（PTC）热敏电阻。
NTC热敏电阻的电阻值随温度的升高而下降，常用于测量环境温度。
PTC热敏电阻的电阻值随温度的升高而增加，常用于过载保护和温度控制。
2. 热电偶（Thermocouple）热电偶是由两种不同金属线组成的开路回路。
当热电偶的两个接头处于不同温度下时，会产生温差电势。
该电势与两个接头之间的温差成正比。
通过测量温差电势，可以计算出温度值。
热电偶具有广泛的测温范围和较高的准确性，因此被广泛应用于工业领域。
3.热电阻（RTD）热电阻是一种利用材料的电阻与温度之间的关系来测量温度的传感器。
常见的热电阻材料是铂（Pt），因为铂的电阻与温度之间的关系比较稳定和预测性好。
热电阻的工作原理是利用热电阻材料的电阻随温度的变化而变化，通过测量电阻值来计算温度。
4. 红外线传感器（Infrared Sensor）红外线传感器是利用物体释放的热辐射来测量温度的传感器。
红外线传感器可以通过测量物体辐射的红外线能量来计算出物体的温度。
红外线传感器常用于非接触式测温，特别适用于测量高温、移动对象或远距离测温。
5. 半导体温度传感器（Semiconductor Temperature Sensor）半导体温度传感器是利用半导体材料的电特性随温度变化而变化的传感器。
根据不同的半导体材料和工作原理，半导体温度传感器可以分为基于PN结的温度传感器（比如二极管温度传感器）、基于电压输出的温度传感器（比如温度传感器芯片）以及基于电流输出的温度传感器（比如恒流源温度传感器）等。
常用温度传感器解析,温度传感器的原理、分类及应用
常用温度传感器解析，温度传感器的原理、分类及应用温度传感器（temperature transducer）是指能感受温度并转换成可用输出信号的传感器。
温度传感器是温度测量仪表的核心部分，品种繁多。
按测量方式可分为接触式和非接触式两大类，按照传感器材料及电子元件特性分为热电阻和热电偶两类。
温度传感器的分类接触式接触式温度传感器的检测部分与被测对象有良好的接触，又称温度计。
温度计通过传导或对流达到热平衡，从而使温度计的示值能直接表示被测对象的温度。
一般测量精度较高。
在一定的测温范围内，温度计也可测量物体内部的温度分布。
但对于运动体、小目标或热容量很小的对象则会产生较大的测量误差，常用的温度计有双金属温度计、玻璃液体温度计、压力式温度计、电阻温度计、热敏电阻和温差电偶等。
它们广泛应用于工业、农业、商业等部门。
在日常生活中人们也常常使用这些温度计。
随着低温技术在国防工程、空间技术、冶金、电子、食品、医药和石油化工等部门的广泛应用和超导技术的研究，测量120K以下温度的低温温度计得到了发展，如低温气体温度计、蒸汽压温度计、声学温度计、顺磁盐温度计、量子温度计、低温热电阻和低温温差电偶等。
低温温度计要求感温元件体积小、准确度高、复现性和稳定性好。
利用多孔高硅氧玻璃渗碳烧结而成的渗碳玻璃热电阻就是低温温度计的一种感温元件，可用于测量 1.6～300K范围内的温度。
非接触式它的敏感元件与被测对象互不接触，又称非接触式测温仪表。
这种仪表可用来测量运动物体、小目标和热容量小或温度变化迅速（瞬变）对象的表面温度，也可用于测量温度场的温度分布。
最常用的非接触式测温仪表基于黑体辐射的基本定律，称为辐射测温仪表。
辐射测温法包括亮度法（见光学高温计）、辐射法（见辐射高温计）和比色法（见比色温度计）。
各类辐。
sensor温度传感器
接 触 式
热电效应 接 触 式 频率变化 光学特性 声学特性 非 接 触 式 亮度法 热辐射 — 全辐射法 比色法 红外法 气流变化
3.2 膨胀式传感器
1.玻璃温度计 2.压力温度计 3.双金属温度计 膨胀式测温是基于物体受热时产生膨胀的原理 膨胀式温度计种类很多，按膨胀基体可分成液 体膨胀式玻璃温度计、液体或气体膨胀式压力 温度计及固体膨胀式双金属温度计。
温度 ℃
0 100 200 300 400
（参考端温度为0℃）
60 70 80 90
0
10
20
30
40
50
热 电 动 势 mV 0.000 4.095 8.137 12.207 16.395 0.397 4.508 8.537 12.623 16.818 0.798 4.919 8.938 13.039 17.241 1.203 5.327 9.341 13.456 17.664 1.611 5.733 9.745 13.874 18.088 2.022 6.137 10.151 14.292 18.513 2.436 6.539 10.560 14.712 18.938 2.850 6.939 10.969 15.132 19.363 3.266 7.338 11.381 15.552 19.788 3.681 7.737 11.793 15.974 20.214
E AB (T , T0 ) E AC (T , T0 ) ECB (T , T0 )
A A C — T B
T
B
T0 = T
C
T0
T0
由于铂的物理化学性质稳定、人们多采用铂作为热电偶测温回路中TC为热电极上某点温度； 热电偶在温度为T、T0 时的热电势EAB（T，T0 ）等于接 点温度 T、TC 和 TC、T0 时的热电势的代数和， A-B热电偶的热电势为：
温度传感器的常见分类 温度传感器应用大全
温度传感器的常见分类温度传感器应用大全温度传感器在我们的日常生活中扮演着十分重要的角色，同时它也是使用范围最广，数量最多的传感器。
关于它你了解多少呢？本文主要介绍的就是各种温度传感器的分类及其原理，温度传感器的应用电路。
温度传感器从17世纪温度传感器首次应用以来，依次诞生了接触式温度传感器，非接触式温度传感器，集成温度传感器，近年来在智能温度传感器在半导体技术，材料技术等新技术的支持下，温度传感器发展迅速，由于智能温度传感器的软件和硬件的合理配合既可以大大增强传感器的功能、提高传感器的精度，又可以使温度传感器的结构更为简单和紧凑，使用也更加方便。
1、热电偶传感器：两种不同导体或半导体的组合称为热电偶。
热电势EAB(T，T0)是由接触电势和温差电势合成的，接触电势是指两种不同的导体或半导体在接触处产生的电势，此电势与两种导体或半导体的性质及在接触点的温度有关，当有两种不同的导体和半导体A和B组成一个回路，其相互连接时，只要两结点处的温度不同，一端温度为T，称为工作端，另一端温度为TO，称为自由端，则回路中就有电流产生，即回路中存在的电动势称为热电动势，这种由于温度不同而产生电动势的现象称为塞贝克效应。
2、热敏电阻传感器：热敏电阻是敏感元件的一类，热敏电阻的电阻值会随着温度的变化而改变，与一般的固定电阻不同，属于可变电阻的一类，广泛应用于各种电子元器件中，不同于电阻温度计使用纯金属，在热敏电阻器中使用的材料通常是陶瓷或聚合物，正温度系数热敏电阻器在温度越高时电阻值越大，负温度系数热敏电阻器在温度越高时电阻值越低，它们同属于半导体器件，热敏电阻通常在有限的温度范围内实现较高的精度，通常是-90℃〜130℃。
3、模拟温度传感器：HTG3515CH是一款电压输出型温度传感器，输出电流1～3.6V，精度为±3％RH，0～100％RH相对湿度范围，工作温度范围-40～110℃，5s响应时间，0±1％RH迟滞，是一个带。
温度传感器的种类与用途
01
温度传感器的基本概念与分类
温度传感器的定义与原理
温度传感器的原理多种多样，包括热敏电阻、热电偶、光纤传感等
• 不同原理的温度传感器适用于不同的测量场景和范围
温度传感器是一种测量和监控温度的装置
• 通过将温度转换为可测量的物理量（如电阻、电压、电流等） • 利用传感器的特性将温度信息转换为可读数据
03
温度传感器的应用领域与实例
工业领域的温度传感器应用
01
钢铁工业： 测量熔炉、
锅炉等设
备的温度
石油化工： 测量管道、
02
储罐等设
备的温度
电力工业：
03
测量发电
机、变压
器等设备
的温度
制造业：
测量各种
04
加工设备
的温度
家用电器中的温度传感器应用
空调：测量室 内温度，控制 空调的运行状
态
01
冰箱：测量冰 箱内部温度， 控制制冷系统
温度传感器的分类方法
根据测量原理分类
• 热敏电阻温度传感器：利用热敏电阻随 温度变化的特性测量温度 • 热电偶温度传感器：利用热电偶效应测 量温度 • 光纤温度传感器：利用光纤传输特性测 量温度
根据测量范围分类
• 低温温度传感器：测量范围在-200℃ 至0℃之间 • 中温温度传感器：测量范围在0℃至 1000℃之间 • 高温温度传感器：测量范围在1000℃ 以上
温度传感器的市场需求与预测
随着全球经济的不断发展，温度传感器 的市场需求将持续增长
预测未来几年，温度传感器市场将保持 稳定增长，各类温度传感器将有更大的 应用空间
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温度传感器分类及特点
温度传感器分类及特点温度传感器是用于测量物体温度的设备，通常由敏感元件和转换元件组成。
根据工作原理的不同，温度传感器可以分为热电偶、热敏电阻、热电阻、热辐射传感器等。
下面将对这几种温度传感器进行详细介绍。
一、热电偶热电偶是一种常见的温度传感器，其工作原理是基于塞贝克效应（Seebeck effect）。
当两种不同材料的导体接触时，在温度差异的作用下，会在接触点产生电动势，这种现象称为塞贝克效应。
热电偶就是利用这种效应来测量温度的。
热电偶具有精度高、稳定性好、测量范围广等优点，因此在工业生产和科研领域得到广泛应用。
常用的热电偶材料有铜-镍、镍铬-镍铝等，可以根据不同的测量温度和环境选择合适的热电偶。
二、热敏电阻热敏电阻是一种半导体材料制成的温度传感器，其电阻值会随着温度的变化而变化。
热敏电阻可以分为正温度系数（PTC）和负温度系数（NTC）两种类型。
PTC热敏电阻的阻值随着温度的升高而增大，而NTC热敏电阻的阻值随着温度的升高而减小。
热敏电阻具有体积小、响应速度快、灵敏度高等优点，因此在自动控制、测温仪表等领域得到广泛应用。
同时，热敏电阻的缺点是精度较低，稳定性较差，容易受到环境因素的影响。
三、热电阻热电阻是一种金属导体材料制成的温度传感器，其电阻值会随着温度的变化而变化。
常用的热电阻材料有铜、镍、铂等。
在常温下，热电阻的阻值会随着温度的升高而增大，但在高温下，其阻值会受到金属的磁化效应影响而发生变化。
热电阻具有精度高、稳定性好、耐腐蚀等优点，因此在低温测量领域得到广泛应用。
同时，热电阻的缺点是响应速度较慢，容易受到金属导体材料本身特性的影响。
四、热辐射传感器热辐射传感器是一种利用物体辐射的热量来测量温度的传感器，其工作原理是基于普朗克辐射定律（Planck's law）。
当物体受到辐射时，其辐射的热量与物体的温度和波长有关。
热辐射传感器通过测量物体辐射的热量来推算物体的温度。
热辐射传感器具有非接触、无损、高精度等优点，因此在高温、高压、腐蚀等恶劣环境下得到广泛应用。
温度传感器分类与特点
温度传感器分类与特点1.热电阻温度传感器（RTD）：热电阻温度传感器是一种基于电阻值随温度变化的原理工作的传感器。
常见的热电阻材料有铂（Pt100、Pt1000）、镍（Ni100、Ni1000）等。
热电阻温度传感器具有较高的精度、较宽的测量范围和较好的线性特性。
但是，它们的响应时间较慢，对环境干扰较为敏感。
2.热敏电阻温度传感器（NTC）：热敏电阻温度传感器是一种采用热敏电阻材料工作的传感器，其电阻值随温度变化。
常见的热敏电阻材料有氧化锡（SnO2）、氧化镁（MgO）等。
热敏电阻温度传感器具有较高的灵敏度和较低的成本，适用于大量应用场合。
但是，由于其非线性特性，需要进行校准和补偿，测量精度相对较低。
3.热电偶温度传感器：热电偶温度传感器是基于两种不同金属的电动势随温度变化的原理工作的传感器。
常见的热电偶有铜-铜镍（Type T）、铁-铜镍（Type J）等。
热电偶温度传感器具有较大的测量范围、良好的线性特性和较快的响应速度。
但是，由于热电偶两端的接触材料不同，容易受到外界电磁干扰的影响。
4.热电堆温度传感器：热电堆温度传感器是一种由多个热电偶组成的传感器，用于测量较高温度下的温度变化。
热电堆温度传感器具有较高的测量精度和较大的温度范围，适用于高温环境。
但是，由于需要多个热电偶的组合，造成了较高的成本。
5.红外温度传感器：红外温度传感器是一种基于物体放射出的红外线辐射功率与其温度成正比的原理工作的传感器。
红外温度传感器具有非接触式测量、快速响应和长测量距离等特点。
但是，其测量精度受到环境因素的影响较大，同时需要针对不同物体进行校准。
总的来说，不同类型的温度传感器各具特点，适用于不同的应用场合。
选择合适的温度传感器需要根据测量范围、精度要求、响应速度以及环境干扰等因素综合考虑。
温度传感器简介
NTC温度传感器
规格型号表示方法： ××× - CWF ××× × ×××× × × ×××× × × ① ② ③ ④ ⑤ ⑥⑦ ⑧ ⑨ ⑩ ①公司标示记号； ②NTC热敏电阻负温度传感器标示符号； ③标称电阻值为25度时的数值,单位为欧姆，前两位数字表示电阻值的有效数字，第三位数字 表示其后零的个数； ④电阻值公差符号（%）； 记号 电阻值公差 E ±0.5 F ±1.0 G ±2.0 H ±3.0 J ±5.0 K ±10 X 特殊公差
热电阻传感器：金属随着温度变化，其电阻 值也发生变化。对于不同金属来说，温度每变化 一度，电阻值变化是不同的，电阻值可以直接作 为输出信号，从而测量出温度值。 优点：具有准确度高、输出信号大、灵敏度 高、测温范围广、稳定性好、无需参考点。 应用：在流程工业中有大量应用。
热电偶传感器：热电偶由两个不同材料的金属线组 成，两种导体接触在一块，结点处会有一个稳定的电动 势；同一导体，两端温度不同，两端间有一定大小的电 动势，就可以准确知道加热点的温度。其温度测量回路 由热电偶、补偿导线及测量仪表构成。 优点：具有工作可靠、响应较快、易于使用、成本 低、测温范围广、适于远距离测控 。 应用：在电力、化工、石油等工业场合应用较普遍， 广泛用来测量-200℃～1300℃范围内的温度。
常用热电阻 ： 使用范围：-260～＋850℃；精度：0.001℃。改进后可连续工作 2000h，失效率小于1％，使用期为10年。 精度：A 级 0℃ < ±0.15℃: -100~ 100℃< ±0.35℃(理论电阻值) B 级 0℃ < ±0.3℃: -100~ 100℃< ±0.8℃ (理论电阻值) 电阻随温度变化率：0.003851Ω/℃ 绝缘电阻：>200MΩ 供电电流：<2mA 外壳材料：不锈钢 测量介质：与不锈钢兼容的气体和液体 温度极限：120％ 额定温度范围 (持续30秒不损坏)
常用温度传感器
热电阻测温系统一般由热电阻、连接导线和显示仪表等
组成，电路装在指示仪表、置于控制室中，热电阻装在金属
护套内置于现场被测介质中，由导线将两者连接起来。
热电阻两线测量桥路:热电阻的两端 各引出一根导线与指示仪表连接， 称为二线制接法，二线制接法仅适 用于热电阻与指示仪表距离较近、 连接导线较短或精度不高的场合。
模块2 常用温度传感器
学习要点
常用温度传感器 热电阻温度传感器
1
2.1 温度传感器概述
温度传感器有3个发展阶段：即传统的分 立式温度传感器、模拟集成温度传感器、 智能温度传感器。目前，国际上新型温度 传感器正从模拟式向数字式、由集成化向 智能化、网络化的方向发展。
2
一、温度与温标
温度是衡量物体（或物质）冷热程度的物 理量，能够把温度的变化转化为电量（电压、 电流或阻抗等）变化的传感器称为温度传感 器。
R2 R110 Rt R3
二、热电阻材料、结构及参数
1、热电阻材料 对电阻体材料的基本要求：
➢电阻温度系数大----提高灵敏度 ➢电阻率尽可能大----减小电阻尺寸 ➢材料的化学、物理性质稳定----减小误差 ➢材料易于加工----提高工艺性
较为广泛应用的电阻体材料有： 铂、铜、镍、铁等，而常用的是铂、铜 。
➢铜的机械强度较差，一般用双绕法：
先将铜丝对折，两根丝平行绕制，1两4 个端头处于支架的同一端。
热电阻式传感器的结构:由电阻体（感温元件）、引出线、绝缘套管和接线 盒等部件组成。其中，电阻体（感温元件）是主要部件。
玻璃骨架铂热 电阻感温元件
云母骨架铂热电阻
普通工业用热电阻基型产品结构
铜热电阻感温元件
机械强度较差，热惯性较大，在温度高于100℃时，易氧化，稳定性较差。
常用温度传感器
一、 热电阻的测温原理
热电阻效应：
物质的电阻率随温度变化而变化的物理现象。
热电阻温度传感器是利用物质的电阻率随温度变化而变化的特 性来进行温度测量的。
金属的电阻温度系数为正值，如图。
因为：在金属中，载流子为自由电子， 当温度升高时，每个自由电子的动能 将增加，因而在一定的电场作用下， 要使这些杂乱无章的电子作定向运动 就会遇到更大的阻力，导致金属电阻 值随温度的升高而增加 。
➢当介质流动时，由于介质流动要带走热 量， Rt1所耗散的热量与被测介质的平均 流速成正比。因而Rt1温度下降，引起电阻 下降，电桥失去平衡，检流计有相应指示， 可用流量或流速标定。
突断型温度传感器
➢ 电热水壶接通电源加热 后，水温逐步上升到100度， 水开始沸腾，蒸汽冲击蒸 汽开关上面的双金属片， 由于热胀冷缩的作用，双 金属片膨胀变形，顶开开 关触点断开电源。 ➢ 如果蒸汽开关失效，壶 内的水会一直烧下去，直 到水被烧干，发热元件温 度急剧上升，位于发热盘 底部的有两个双金属片， 会因为热传导作用温度急 剧上升，膨胀变形，断开 电源。
R2 R1 Rt R3
二、热电阻材料、结构及参数
1、热电阻材料 对电阻体材料的基本要求：
➢电阻温度系数大----提高灵敏度 ➢电阻率尽可能大----减小电阻尺寸 ➢材料的化学、物理性质稳定----减小误差 ➢材料易于加工----提高工艺性
较为广泛应用的电阻体材料有： 铂、铜、镍、铁等，而常用的是铂、铜 。
如果热电阻安装的位置与仪表相距较远， 当环境温度变化时，其连接导线电阻也要 变化。为消除连接导线电阻变化带来的测 量误差，测量时采用三线制连接法。除了 三线制接法，另外还有四线制接法，主要 用于精密测量。
(Rt 2r)R2 R1R3 R2 R1
温度传感器简介和分类
极低温用传感 器
-270～-250℃ BaSrTiO3陶瓷
★ 热电偶、测温电阻器、热敏电阻、感温铁氧体、石英晶体振动器 、双金属温度计、压力式温度计、玻璃制温度计、辐射传感器、晶体 管、二极管、半导体集成电路传感器、可控硅
测温特性分类
分 类 特 征 传 感 器 名 称
测温电阻器、晶体管、热电偶 线性型 测
分 类 特 征 传 感 器 名 称 超高温用传感 器 1500℃以上 光学高温计、辐射传感器
高温用传感器
测 中高温用传感 温 器 范 中温用传感器 围 低温用传感器
1000～1500℃ 光学高温计、辐射传感器、热电偶
500～1000℃ 光学高温计、辐射传感器、热电偶
0～500℃
250～0℃
★
晶体管、热敏电阻、压力式玻璃温 度计
12
温度传感器应满足的条件
• 特性与温度之间的关系要适中，并容易检测和处理，且随温 度呈线性变化； • 除温度以外，特性对其它物理量的灵敏度要低； • 特性随时间变化要小； • 重复性好，没有滞后和老化； • 灵敏度高，坚固耐用，体积小，对检测对象的影响要小； • 机械性能好，耐化学腐蚀，耐热性能好； • 能大批量生产，价格便宜； • 无危险性，无公害等。
热铁氧体2fenicu合金18测温范围分类1500以上光学高温计辐射传感器高温用传感器10001500光学高温计辐射传感器热电偶中高温用传感5001000光学高温计辐射传感器热电偶中温用传感器0500低温用传感器2500晶体管热敏电阻压力式玻璃温270250basrtio3陶瓷热电偶测温电阻器热敏电阻感温铁氧体石英晶体振动器双金属温度计压力式温度计玻璃制温度计辐射传感器晶体管二极管半导体集成电路传感器可控硅线性型测温范围宽输出小测温电阻器晶体管热电偶半导体集成电路传感器可控硅石英晶体振动器压力式温度计玻璃制温度计指数型函数测温范围窄输出大热敏电阻开关型特性特定温度输出大感温铁氧体双金属温度计21
pt100种类
pt100种类摘要：1.Pt100传感器简介2.Pt100传感器的分类3.Pt100传感器的应用领域4.Pt100传感器的优缺点5.如何选择合适的Pt100传感器正文：随着科技的发展，温度传感器在各个领域得到了广泛的应用。
其中，Pt100传感器凭借其优异的性能，成为了一种备受瞩目的温度测量设备。
本文将从Pt100传感器的简介、分类、应用领域、优缺点以及如何选择合适的Pt100传感器等方面进行详细介绍，以帮助大家更好地了解和应用这一传感器。
一、Pt100传感器简介Pt100传感器是一种基于白金电阻原理的温度传感器。
它主要由感温元件、传输线和信号处理单元组成。
当感温元件的电阻值发生变化时，通过传输线将信号传输到信号处理单元，从而实现对温度的测量。
二、Pt100传感器的分类根据感温元件的结构和形状，Pt100传感器可分为以下几类：1.圆柱形Pt100传感器：感温元件为圆柱形，适用于各种工业环境和实验装置。
2.薄膜Pt100传感器：感温元件采用薄膜技术制成，具有较小的体积和较高的灵敏度。
3.平面式Pt100传感器：感温元件为平面结构，适用于测量平面或表面的温度。
4.一体化Pt100传感器：将感温元件与信号处理单元集成在一起，便于安装和使用。
三、Pt100传感器的应用领域Pt100传感器具有广泛的应用领域，包括家电、工业自动化、医疗设备、科学研究等。
在这些领域中，Pt100传感器可以为设备提供精确的温度控制和监测。
四、Pt100传感器的优缺点1.优点：（1）具有良好的线性特性，测量精度高。
（2）响应速度快，灵敏度高。
（3）抗干扰能力强，能在恶劣环境中稳定工作。
（4）寿命长，耐磨性好。
2.缺点：（1）成本较高，价格相对较贵。
（2）对温度变化的速度要求较高，不适用于快速变化的温度环境。
五、如何选择合适的Pt100传感器在选择Pt100传感器时，需要考虑以下几个方面：1.测量范围：根据实际应用需求，选择合适的测量范围。
温度传感器有哪几种
温度传感器有哪几种
温度传感器分类
1、热电偶传感器
两种不同导体或半导体的组合称为热电偶。
热电势EAB（T，T0）是由接触电势和温差电势合成的，接触电势是指两种不同的导体或半导体在接触处产生的电势，此电势与两种导体或半导体的性质及在接触点的温度有关，当有两种不同的导体和半导体A和B组成一个回路，其相互连接时，只要两结点处的温度不同，一端温度为T，称为工作端，另一端温度为TO，称为自由端，则回路中就有电流产生，即回路中存在的电动势称为热电动势，这种由于温度不同而产生电动势的现象称为塞贝克效应。
2、热敏电阻传感器
热敏电阻是敏感元件的一类，热敏电阻的电阻值会随着温度的变化而改变，与一般的固定电阻不同，属于可变电阻的一类，广泛应用于各种电子元器件中，不同于电阻温度计使用纯金属，在热敏电阻器中使用的材料通常是陶瓷或聚合物，正温度系数热敏电阻器在温度越高时电阻值越大，负温度系数热敏电阻器在温度越高时电阻值越低，它们同属于半导体器件，热敏电阻通常在有限的温度范围内实现较高的精度，通常是-90℃～130℃。
温度传感器的原理和应用领域
温度传感器的原理和应用领域温度传感器是一种用于测量周围环境温度的设备，广泛应用于各个行业和领域，包括工业制造、医疗保健、气象观测、航空航天等。
本文将介绍温度传感器的原理、分类以及应用领域。
一、温度传感器的原理温度传感器基于物质的温度特性进行测量。
通过感知温度变化对应的物理量变化，将其转换为电信号输出，实现温度测量。
常见的温度传感器原理包括电阻、热电、热电阻、热敏电阻等。
1. 电阻式温度传感器电阻式温度传感器根据材料的电阻随温度变化的特性进行测量。
常见的电阻式温度传感器有铂电阻温度计（PT100、PT1000）、铜电阻温度计等。
这些传感器的特点是精度高、稳定性好。
2. 热电式温度传感器热电式温度传感器利用不同金属间的热电势差随温差变化的原理进行测量。
常见的热电式温度传感器有热电偶和热电阻温度计。
热电偶由两种不同材料的金属导线焊接而成，测量范围广，响应速度快。
3. 热敏电阻式温度传感器热敏电阻式温度传感器利用材料的电阻随温度变化特性进行测量。
常见的热敏电阻材料有热敏电阻粉末、硅基热敏电阻等。
这些传感器的特点是响应速度快、价格低廉。
二、温度传感器的分类根据温度传感器的工作原理和应用需求，可以将温度传感器分为接触式和非接触式两大类。
1. 接触式温度传感器接触式温度传感器是通过物理接触来测量温度的传感器，常见的有接触式电阻式温度传感器和接触式热敏电阻式温度传感器。
这类传感器通常需要与被测物理接触才能获得准确的温度测量。
2. 非接触式温度传感器非接触式温度传感器是通过感知物体辐射出的红外辐射，间接测量物体表面温度的传感器。
常见的非接触式温度传感器有红外线温度传感器和红外热像仪。
这类传感器可以在不与被测物体直接接触的情况下进行温度测量，应用范围广泛。
三、温度传感器的应用领域温度传感器在各个行业和领域都有重要的应用。
以下是几个常见的应用领域：1. 工业制造温度传感器在工业制造中的应用非常广泛。
例如，使用电阻式温度传感器监测机械设备的温度，及时发现可能的故障或过热情况，保障设备的正常运行。
温度传感器的分类
温度传感器的分类
温度传感器有四种主要类型:热电偶、热敏电阻、电阻温度检测器(RTD)和IC温度传感器。
热电偶传感器
热电偶是一种感温元件，是一种仪表bai，它直接测量温度，并把温度信号转换成热电动势信号，通过电气仪表转换成被测介质的温度，热电偶测温的基本原理是两种不同成份的材质导体组成闭合回路，当两端存在温度梯度时，回路中就会有电流通过，此时两端之间就存在电动势，这就是所谓的塞贝克效应。
热敏电阻传感器
热敏电阻传感器主要元件是热敏电阻，当热敏材料周围有热辐射时，它就会吸收辐射热，产生温度升高，引起材料的阻值发生变化。
电阻温度检测器
RTD通常用铂金、铜或镍，这几种金属的电阻-温度关系如图所示，它们的温度系数较大,随温度变化响应快，能够抵抗热疲劳，而且易于加工制造成为精密的线圈。
IC温度传感器
集成传感器是采用硅半导体集成工艺而制成的，因此亦称硅传感器或单片集成温度传感器，模拟集成温度传感器是在20世纪80年代问世的，它是将温度传感器集成在一个芯片上、可完成温度测量及模拟信号输出功能的专用IC，模拟集成温度传感器的主要特点是功
能单一、测温误差小、价格低、响应速度快、传输距离远、体积小、微功耗等，适合远距离测温、控测，不需要进行非线性校准，外围电路简单。
温度传感器种类及其原理
温度传感器种类及其原理1. 热电偶（Thermocouple）热电偶是由两种不同金属导线（通常是铂铑合金）所构成的。
当两种导线连接在一起并形成一个回路时，当两个焊点之间存在温差时，会产生热电势。
这个热电势可以通过测量导线两端的电压来计算出温度。
热电偶具有广泛的温度范围（-200°C至2000°C）和较高的测量精度。
2. 热敏电阻（Thermistor）热敏电阻是一种基于材料电阻随温度的变化而变化的温度传感器。
它通常由一种半导体材料制成，如铂、镍或铜氧化物。
当温度发生变化时，热敏电阻的电阻值会相应地发生变化。
利用这种变化，可以通过测量电阻值来计算温度。
热敏电阻具有高灵敏度和较大的温度范围。
3. 红外线传感器（Infrared Sensor）红外线传感器基于物体辐射出的红外线的强度来测量温度。
当物体的温度上升时，其发射的红外辐射也会增加。
红外线传感器可以检测并量化这种辐射强度，从而测量出物体的温度。
红外线传感器用于非接触式测温，对测量非常热的物体特别有用。
4. 热敏电晶体（Thermocell）热敏电晶体是一种通过电导率的变化来测量温度的传感器。
它通常是由硅材料制成，内部含有掺杂物，当温度发生变化时，掺杂物的电导率会发生变化。
通过测量电晶体的电阻或电导率，可以计算出温度。
综上所述，温度传感器种类多样，每种传感器都有其适用的场景和特点。
了解不同传感器的工作原理可以根据具体需求来选择合适的温度传感器。
例如，需要广泛温度范围和高精度测量时，可以选择热电偶；需要高灵敏度和快速响应时，可以选择热敏电阻等。
13温度传感器
⑷ 能量灵敏度G （W）
使热敏电阻的阻值变化1％所需耗散的功率。
⑸ 时间常数τ 温度为T 的
介温质度中为，T热0的敏热电敏阻电的阻温突度然增置量于
ΔT= 0.63 (T－T0) 时所需的时间。
⑹ 额定功率PE 在标准压力（750mmHg）和 规定的最高环境温度下，热敏电阻长期连 续使用所允许的耗散功率，单位为W。在实
uBE
UG0
kTlnTr
q IF
uo1 uBE
A1的输出电压随环境温度的变化而变化。
Rp1：调节温度传感器的电流（要求十分稳定）；
A2对A1的输出再次放大，Rp2调节A2增益；
Rp3对电路进行校正，使环境温度为0oC时，输出电压为0V。
RC防止电路振荡。
五 集成(IC)
集成温度传感器是利用晶体管PN结的电流、电压特性与 温度的关系，把感温PN结及有关电子线路集成在一个小硅 片上， 构成一个小型化、一体化的专用集成电路片。集成温 度传感器具有体积小、反应快、线性好、价格低等优点。由 于PN结受耐热性能和特性范围的限制，它只能用来测150℃ 以下的温度。
2 三极管温度传感器
晶体管的基极－发射极电压 u BE 与集电极电流IC随温度
的关系满足下面公式：
uBEUG0
k TlnTr
q iC
UG0——三极管在绝对温度为 273K时的硅禁带宽度电压 ，约为 1.2V；α、r——由三极管结构决定，与温度无关。保持 Ic为定值
u 时， BE 与温度T呈近似线性关系，利用这一特性可制成晶体管
1K
R2
10K
vC
C
0.1uF
4
8
7
TH 6
3
温度传感器简介
朱君妍 1333991
一、温度传感器介绍
温度传感器（temperature transducer）是 指能感受温度并转换成可用输出信号的传感器。 温度传感器是温度测量仪表的核心部分，品种 繁多。 温度传感器是五花八门的各种传感器中最 为常用的一种，现代的温度传感器外形非常得 小，这样更加让它广泛应用在生产实践的各个 领域中，也为人们的生活提供了无数的便利和 功能。
双金属温度传感器
热电阻传感器
热电偶温度传感器
激光红外温度传感器
B、按传感器材料及电子元件特性分类
温度传感器
热电偶传感器
热敏电阻传感器
IC温度传感器
电阻温度检测器 （RTD）
模拟输出
数字输出
三、温度传感器的工作原理
接触式温度传感器： 接触式温度传感器的检测部分与被测对象有良 好的接触，又称温度计。 温度计通过传导或对流达 到热平衡，从而使温度计的示值能直接表示被测对 象的温度， 一般测量精度较高。 接触式温度传感器包括：双金属温度传感器、 液体温度计、热电阻温度传感器、热电偶温度传感 器、热敏电阻温度传感器 。
热敏电阻温度传感器 ：是一种电阻值随其温度 呈指数变化的半导体热敏感元件，分为电阻随温度 升高而增加的正温度系数PTC型，以及电阻随温度 升高而降低的负温度系数NTC型。 优点：灵敏度高、电阻值高、体积小、结构简 单、响应时间短、功耗小、价格低、化学稳定性好。 应用：现大量用于家电、汽车、HVAC采暖通 风、医疗、电信和特定工业场合的温度测量，少用 于工业上。
二、温度传感器的分类
按测量方式可分为接触式和非接触式两大类，按照 传感器材料及电子元件特性分为热电阻和热电偶两类。
A、按测量方式分类
温度传感器
各种温度传感器分类及其原理doc
各种温度传感器分类及其原理.doc 各种温度传感器分类及其原理温度传感器是一种用于测量温度的设备，其分类和原理多种多样。
以下是几种常见的温度传感器及其原理：1.热电偶温度传感器热电偶温度传感器是一种常见的温度传感器，其原理是基于热电效应。
热电偶由两个不同材料的导体组成，当两个导体的两端处于不同的温度时，它们之间会产生热电动势。
这个热电动势的大小与两端的温度差成正比。
通过测量这个热电动势，就可以确定被测物体的温度。
2.热电阻温度传感器热电阻温度传感器是一种利用电阻随温度变化的特性来测量温度的传感器。
热电阻的材料通常为铜、镍、铂等金属，当温度变化时，其电阻值也会随之改变。
这种传感器通常用于测量中低温范围的温度。
3.热敏电阻温度传感器热敏电阻是一种利用半导体的电阻随温度变化的特性来测量温度的传感器。
热敏电阻的材料通常为陶瓷或半导体，其电阻值会随着温度的升高而降低。
这种传感器具有响应速度快、体积小、价格便宜等优点，通常用于测量中高温范围的温度。
4.集成温度传感器集成温度传感器是一种将温度传感器和信号处理电路集成在一起的芯片，可以直接输出数字信号或模拟信号。
集成温度传感器通常采用半导体工艺制造，其优点是体积小、精度高、价格便宜等。
5.光温传感器光温传感器是一种利用光学原理来测量温度的传感器。
这种传感器通常由光学元件和光电元件组成，当光线照射到光学元件上时，光学元件会将其反射到光电元件上，从而产生电信号。
这个电信号的大小与被测物体的温度成正比。
这种传感器通常用于测量高温或远距离的温度。
总之，各种温度传感器的原理和特点各不相同，根据实际应用场景选择合适的温度传感器可以提高测温精度和效率。
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长度m、时间s、质量kg、热力学温度（Kelvin 温度）K、电流单位A、光强度单位cd（坎德拉）、 物质量mol
温标
温标：温度的“标尺”——依据温标就是测量一定的标 准划分的温度标志，是一种人为的规定，或者叫做一种 单位制。 为了保证温度量值的准确和利于传递，需要建立一个衡 量温度的统一标准尺度。 温度不能直接测量，利用一些物质的某些物性(诸如尺寸 、密度、硬度、弹性模量、辐射强度等)随温度变化的规 律，通过这些量来对温度进行间接测量。 温标包括三个要素： 测温物质及其测温属性、定标点、分度法。
7
经验温标
华氏温标 1714 年德国人华伦海特 (Fahrenheit) 以水银为 测温介质，制成玻璃水银温度计。 按照华氏温标，则水的冰点为 32℉，沸点为 212℉。
8
摄氏温标 1740年瑞典人摄氏(Celsius)提出在标准大气压下， 把水的冰点规定为0摄氏度，水的沸点规定为100摄 氏度。 摄氏温度和华氏温度的关系为 T <℉>=9/5*t<℃>+ 32 t<℃>=5/9*（T <℉>- 32）
10
进行间接温度测量使用的温度传感器，通常 是由感温元件部分和温度显示部分组成。
温度传感器组成框图
11
温度传感器的物理原理
随物体的热膨胀相对变化而引起的体积变化； 蒸气压的温度变化； 电极的温度变化 热电偶产生的电动势； 光电效应 热电效应 介电常数、导磁率的温度变化； 物质的变色、溶解； 强性振动温度变化； 热放射； 热噪声。
9
热力学温标
热力学温标 • 热力学温标是由开尔文(Ketvin)在1848年提出的， 以卡诺循环为基础。
• 热力学温标是国际单位制中七个基本物理单位之 一。 • 热力学温标为了在分度上与摄氏温标相一致，把 标准大气压下，绝对零度与水的三相点温度分为 273.16份，每份为1 K (Kelvin) 。 • t(℃)=T（K）-273.15K
12
温度传感器应满足的条件
• 特性与温度之间的关系要适中，并容易检测和处理，且随温 度呈线性变化； • 除温度以外，特性对其它物理量的灵敏度要低； • 特性随时间变化要小； • 重复性好，没有滞后和老化； • 灵敏度高，坚固耐用，体积小，对检测对象的影响要小； • 机械性能好，耐化学腐蚀，耐热性能好； • 能大批量生产，价格便宜； • 无危险性，无公害等。
分 类 特 征 传 感 器 名 称 超高温用传感 器 1500℃以上 光学高温计、辐射传感器
高温用传感器
测 中高温用传感 温 器 范 中温用传感器 围 低温用传感器
1000～1500℃ 光学高温计、辐射传感器、热电偶
500～1000℃ 光学高温计、辐射传感器、热电偶
0～500℃
250～0℃
★
晶体管、热敏电阻、压力式玻璃温 度计
13
温度测量传感器的分类
接触式温度传感器 非接触式温度传感器
接触式温度传感器的特点：传感器直接与被测物体接触进行温 度测量，由于被测物体的热量传递给传感器，降低了被测物体 温度，特别是被测物体热容量较小时，测量精度较低。因此采 用这种方式要测得物体的真实温度的前提条件是被测物体的热 容量要足够大。 非接触式温度传感器主要是利用被测物体热辐射而发出红外线， 从而测量物体的温度，可进行遥测。其制造成本较高，测量精 度却较低。优点是：不从被测物体上吸收热量、不会干扰被测 对象的温度场、连续测量不会产生消耗、反应快等。 14
温度传感器
1
温度传感器概述 热电偶的工作 金属热电阻传感器 热敏电阻 集成温度传感器 温度传感器应用实例
2
温度传感器是实现温度检测和控制的重要器件。 在种类繁多的传感器中，温度传感器是应用最广泛、 发展最快的传感器之一。工业生产自动化流程，温
度测量点要占全部测量点的一半左右。
3
温度：是反映物体冷热状态的物 理参数。
4
温度标志着物 质内部大量分子 无规则运动的剧 烈程度。温度越 高，表示物体内 部分子热运动越 剧烈。
模拟图：在一个密闭的空间里，气体分 子在高温时的运动速度比低温时快！ 5
国际单位制
1960年10月十一届国际计量大会确定了国际通 用的国际单位制，简称SI制。 SI制有七个基本单位：
示温涂料（变色涂料）
装满热水后图案变 得清晰可辨
15
变色涂料在电脑内部温度中的示温作用
温度升高后变为红色
低温时显 示蓝色
16
红外温度计
17
体积热膨胀
物 理 现 象 分 类
1.气体温度计 2. 玻璃制水银温度计 3.玻璃制有机液体温度计 4.双金属温度计 5.液体压力温度计 6. 气体压力温度计 铂测温电阻、热敏电阻 热电偶 1．热铁氧体 2．Fe-Ni-Cu合金
测温范围宽
输出小
半导体集成电路传感器、
可控硅、石英晶体振动器、 压力式温度计、玻璃制温度计
温
特 性
指数型
函数 开关型 特性
测温范围窄ห้องสมุดไป่ตู้
输出大 特定温度 输出大
热敏电阻
感温铁氧体、双金属温度计
21
极低温用传感 器
-270～-250℃ BaSrTiO3陶瓷
★ 热电偶、测温电阻器、热敏电阻、感温铁氧体、石英晶体振动器 、双金属温度计、压力式温度计、玻璃制温度计、辐射传感器、晶体 管、二极管、半导体集成电路传感器、可控硅
测温特性分类
分 类 特 征 传 感 器 名 称
测温电阻器、晶体管、热电偶 线性型 测
电阻变化 温差电现象 导磁率变化 电容变化 压电效应 超声波传播速度变化 物质 颜色 P–N结电动势 晶体管特性变化 可控硅动作特性变化 热、光辐射
BaSrTiO3陶瓷 石英晶体振动器 超声波温度计 示温涂料 液晶
半导体二极管 晶体管半导体集成电路温度传感器 可控硅 辐射温度传感器 光学高温计
18
测温范围分类