第四章 温度传感器
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温度传感器原理
温度传感器原理摘要：本文将介绍温度传感器的原理和工作原理。
温度传感器是一种用于测量环境中温度变化的设备，在很多领域中都有广泛的应用。
了解温度传感器的原理对于了解其工作原理以及正确使用和维护温度传感器都非常重要。
第一部分：概述温度传感器是一种用于测量温度的电子设备，它可以将环境中的温度变化转化为电信号，并且可以通过一定的方式输出这些信号。
温度传感器的原理和工作原理基于物质的热传导性质以及电阻、压力、电磁等效应。
温度传感器广泛应用于气象、工业自动化、医疗、物流等各个领域。
第二部分：常见的温度传感器原理1. 热敏电阻（RTD）原理热敏电阻是一种利用材料在温度变化下电阻值发生变化的原理来测量温度的传感器。
热敏电阻的电阻值与温度成正比，温度越高，电阻值越大。
热敏电阻常用的材料有铂、镍、铜等。
2. 热电偶原理热电偶是由两种不同金属材料组成的，当两种金属接触处存在温度差异时会产生电动势。
热电偶传感器利用这种电动势来测量温度。
常见的热电偶材料有铜-铜镍、铁-铜镍等。
3. 热敏电容原理热敏电容传感器是一种利用材料热导率变化引起的电容变化来测量温度的传感器。
当温度升高时，材料的热导率降低，电容值也会随之改变。
4. 热电阻原理热电阻是由金属或半导体材料制成的，在温度变化下电阻值会发生变化。
热电阻传感器利用材料电阻与温度成正比的特性来测量温度。
第三部分：温度传感器工作原理温度传感器的工作原理基于传感器材料与温度之间的关系。
传感器材料的特性会随着温度的变化而改变，从而导致电信号的改变。
具体的工作原理根据不同的传感器原理而有所不同。
以热敏电阻为例，当温度升高时，热敏电阻材料的电阻值也会升高，这是因为材料的导电性随温度的升高而降低。
电路通过测量电阻值的变化来计算温度值。
热电偶传感器则是根据两种金属间的温度差异产生电动势的原理来工作的。
热电偶会生成一个微弱的电流信号，使用电压测量方法来计算温度。
热敏电容传感器利用材料的热导率变化引起的电容值变化来测量温度。
《温度传感器》课件
04
温度传感器的选型与使用注意事项
温度传感器的选型原则
根据测量范围选择
根据所需测量的温度范围选择合 适的温度传感器，如热电偶适用 于高温测量，而热敏电阻则适用
于中低温测量。
根据精度要求选择
根据测量精度要求选择合适的温度 传感器，如高精度测量需要使用热 电偶或热电阻等高精度温度传感器 。
根据环境因素选择
温度传感器的分类
总结词：种类介绍
详细描述：温度传感器有多种类型，常见的有热电阻、热电偶、集成温度传感器等。不同类型的温度传感器有不同的特点和 适用范围。
温度传感器的工作原理
总结词：工作机制
详细描述：温度传感器的工作原理基于热电效应、热电阻效应等物理效应，通过感知物体温度变化产 生的物理量变化，转换为电信号输出。
02
常见温度传感器介绍
热电阻型温度传感器
总结词
基于热电阻原理，通过测量电阻值变化来感知温度变化。
详细描述
热电阻型温度传感器利用金属导体随温度变化的电阻值来测 量温度。常见的热电阻材料有铜、镍、铂等，其中铂电阻精 度高，稳定性好，广泛应用于工业和科研领域。
热电偶型温度传感器
总结词
基于热电效应原理，通过测量热电势来反映温度变化。
农业与园艺领域
总结词
农业与园艺领域中，温度传感器对于作物生长、动物 养殖和农业设施的运行具有重要意义。
详细描述
在农业领域，温度传感器可以监测温室、畜禽舍、渔塘 等场所的温度变化，帮助养殖户和农民及时调整环境温 度，保证动植物的正常生长和生产效益。在园艺领域， 温度传感器可以用于监测植物生长环境的温度变化，如 花房、植物培养室等场所的温度控制，促进植物健康生 长和提高园艺产品的品质。此外，温度传感器还可以用 于农业设施的温度监测和控制，如农业机械、灌溉系统 等设备的运行状态和温度管理。
温度传感器概述(共8张PPT)
模块四 温度传感器及其应用
4.1.1 温度传感器概述
学习目标：
传
温度检测点，测温范围、测温器件和测温电路。
感 学习重点：
器 原
（1）热敏电阻的测温范围及性能；
理 （2）热敏电阻的测温电路分析；
及 （3）热电偶的四个基本定律；
应 （4）热电偶的冷端补偿；
用 （5）热电偶分度表的应用。
学习难点：
温度传感器一般是利用材料的热敏特性，实现由温度到电参量的转换。
原 （5）热电偶分度表的应用。
（5）热电偶分度表的应用。
理 温度传感器一般是利用材料的热敏特性，实现由温度到电参量的转换。
温度检测点，测温范围、测温器件和测温电路。
及 学习重点：
（1）热敏电阻的测温范围及性能；
应 （3）热电偶的四个基本定律； 用
及 温度到电参量的转换。其中将温度变化转换为电阻变
应 化的称为热电阻传感器；将温度变化转换为热电动势
用
变化的称为热电偶传感器；利用半导体材料电阻率随 温度变化特性制作的半导体集成温度传感器等。
模块四 温度传感器及其应用
4.1.1 温度传感器概述
1、三种温度表示方法
传 感 器
➢摄氏温标：规定在标准大气压下纯水的冰融点为0℃， 水沸点为100℃，中间分100等份，每一等份定义为1℃ ；
温度控制要求也更高。
模块四 温度传感器及其应用
4.1.1 温度传感器概述
温度传感器概述
传
感
温度是表示物体冷热程度的物理量，是日常生活、
器 原
医学、工业生产及科研等各个领域广泛接触的物理量， 它与国民经济发展关系十分密切。测控温度的关键是 温敏元件，即温度材料的热敏特性，实现由
4.1.1 温度传感器概述
学习目标：
传
温度检测点，测温范围、测温器件和测温电路。
感 学习重点：
器 原
（1）热敏电阻的测温范围及性能；
理 （2）热敏电阻的测温电路分析；
及 （3）热电偶的四个基本定律；
应 （4）热电偶的冷端补偿；
用 （5）热电偶分度表的应用。
学习难点：
温度传感器一般是利用材料的热敏特性，实现由温度到电参量的转换。
原 （5）热电偶分度表的应用。
（5）热电偶分度表的应用。
理 温度传感器一般是利用材料的热敏特性，实现由温度到电参量的转换。
温度检测点，测温范围、测温器件和测温电路。
及 学习重点：
（1）热敏电阻的测温范围及性能；
应 （3）热电偶的四个基本定律； 用
及 温度到电参量的转换。其中将温度变化转换为电阻变
应 化的称为热电阻传感器；将温度变化转换为热电动势
用
变化的称为热电偶传感器；利用半导体材料电阻率随 温度变化特性制作的半导体集成温度传感器等。
模块四 温度传感器及其应用
4.1.1 温度传感器概述
1、三种温度表示方法
传 感 器
➢摄氏温标：规定在标准大气压下纯水的冰融点为0℃， 水沸点为100℃，中间分100等份，每一等份定义为1℃ ；
温度控制要求也更高。
模块四 温度传感器及其应用
4.1.1 温度传感器概述
温度传感器概述
传
感
温度是表示物体冷热程度的物理量，是日常生活、
器 原
医学、工业生产及科研等各个领域广泛接触的物理量， 它与国民经济发展关系十分密切。测控温度的关键是 温敏元件，即温度材料的热敏特性，实现由
温度传感器原理课件
温度传感器原理课件
• 温度传感器概述 • 电阻式温度传感器 • 热电偶温度传感器 • 红外温度传感器 • 比较与选择策略 • 实验与案例分析 • 总结与展望
01
温度传感器概述
定义与分类
定义
温度传感器是一种将温度变量转 换为可输出信号的传感器，用于 测量物体或环境的温度。
分类
按照测量方式可分为接触式和非 接触式；按照工作原理可分为热 电偶、热电阻、半导体温度传感 器等。
讨论多功能传感器融合技术的发展趋势， 如温度、湿度、光照等传感器融合技术在 环境监测等领域的应用。
THANKS
感谢观看
05
比较与选择策略
不同类型传感器之间比较
热电偶传感器 利用热电效应测量温度，具有测量范围广、精度高的特点， 但响应速度较慢，且易受电磁干扰影响。
热电阻传感器 利用材料电阻随温度变化的特性测量温度，具有较高的精 度和稳定性，但线性度较差，需进行非线性补偿。
红外温度传感器 通过测量目标物体发射的红外辐射来测量温度，具有非接 触式测量、响应速度快、抗干扰能力强的优点，但受环境 因素影响较大，精度相对较低。
优缺点分析
优点
热电偶温度传感器具有测量范围宽（-270~+2000℃）、精度高、稳定性好、响应时间快等优点。此 外，热电偶结构简单，制造方便，成本较低。
缺点
热电偶的冷端补偿问题会影响测量精度。同时，热电偶对连接线的材质和长度有一定要求，否则会产 生附加误差。此外，热电偶的长期稳定性和复现性较差。
04
02
电阻式温度传感器
Байду номын сангаас
原理与结构
原理
利用物质电阻随温度变化的特性进行 测量。温度升高时，电阻值增加；温 度降低时，电阻值减小。
• 温度传感器概述 • 电阻式温度传感器 • 热电偶温度传感器 • 红外温度传感器 • 比较与选择策略 • 实验与案例分析 • 总结与展望
01
温度传感器概述
定义与分类
定义
温度传感器是一种将温度变量转 换为可输出信号的传感器，用于 测量物体或环境的温度。
分类
按照测量方式可分为接触式和非 接触式；按照工作原理可分为热 电偶、热电阻、半导体温度传感 器等。
讨论多功能传感器融合技术的发展趋势， 如温度、湿度、光照等传感器融合技术在 环境监测等领域的应用。
THANKS
感谢观看
05
比较与选择策略
不同类型传感器之间比较
热电偶传感器 利用热电效应测量温度，具有测量范围广、精度高的特点， 但响应速度较慢，且易受电磁干扰影响。
热电阻传感器 利用材料电阻随温度变化的特性测量温度，具有较高的精 度和稳定性，但线性度较差，需进行非线性补偿。
红外温度传感器 通过测量目标物体发射的红外辐射来测量温度，具有非接 触式测量、响应速度快、抗干扰能力强的优点，但受环境 因素影响较大，精度相对较低。
优缺点分析
优点
热电偶温度传感器具有测量范围宽（-270~+2000℃）、精度高、稳定性好、响应时间快等优点。此 外，热电偶结构简单，制造方便，成本较低。
缺点
热电偶的冷端补偿问题会影响测量精度。同时，热电偶对连接线的材质和长度有一定要求，否则会产 生附加误差。此外，热电偶的长期稳定性和复现性较差。
04
02
电阻式温度传感器
Байду номын сангаас
原理与结构
原理
利用物质电阻随温度变化的特性进行 测量。温度升高时，电阻值增加；温 度降低时，电阻值减小。
传感器原理温度传感器资料课件
IC温度传感器
总结词
集成度高，精度高，稳定性好。
详细描述
IC温度传感器是一种集成化的温度传感器，利用半导体材料的热敏特性实现温度测量。具有集成度高、精度高、 稳定性好、体积小等优点，广泛应用于各种电子设备和系统中。
04 温度传感器应用
温度传感器在家用电器中的应用
01
02
03
冰箱
温度传感器用于检测和控 制冰箱内的温度，确保食 物的保鲜效果。
车辆安全系统
温度传感器用于检测车辆 周围的环境温度，为车辆 的安全系统提供参考数据 。
温度传感器在环境监测中的应用
大气环境监测
温度传感器用于监测大气温度，帮助 气象部门预测天气变化。
水质监测
土壤温度监测
温度传感器用于监测土壤温度，帮助 农业部门了解土壤状况，指导农业生 产。
温度传感器可以检测水体的温度，为 环境保护部门提供水质监测数据。
详细描述
热电阻温度传感器利用导体电阻随温度变化的原理，将温度 变化转换为电阻值的变化，具有测量精度高、稳定性好、输 出信号大等优点，常用于工业和医疗领域的温度测量。
热敏电阻温度传感器
总结词
基于半导体的热敏特性，响应速度快，测量精度高。
详细描述
热敏电阻温度传感器利用半导体的热敏特性，将温度变化转换为电阻值的变化， 具有响应速度快、测量精度高、体积小等优点，常用于电子设备和家用电器中的 温度检测。
03 常见温度传感器介绍
热电偶温度传感器
总结词
基于热电效应原理，测量温度范围广，稳定性好。
详细描述
热电偶温度传感器利用热电效应原理，将温度变化转换为电信号，具有测量范 围广、稳定性好、输出信号强等优点，常用于工业和科研领域的高温测量。
温度传感器精品PPT课件
波长/μm
ห้องสมุดไป่ตู้
0.01 极远紫外
可见光 近红外
5
10
远红外
近紫外 远紫外
5.2 红外温度传感器
相对应的频率大致在4×1014～3×1011 Hz之间，红外线 与可见光、紫外线、x射线、射线和微波、无线电波一起 构成了整个无限连续的电磁波谱。
红外辐射的物理本质是热辐射。物体的温度越高， 辐射出来的红外线越多，红外辐射的能量就越强。研究发 现，太阳光谱各种单色光的热效应从紫色光到红色光是逐 渐增大的，而且最大的热效应出现在红外辐射的频率范围 内，因此人们又将红外辐射称为热辐射或热射线。
5.1 半导体温度传感器
半导体材料的电阻率对温度十分敏感，可利 用半导体材料电阻率随温度变化的特征制成半导 体温度传感器，可分为单晶非结型、PN结型、集 成温度传感器等。
5.1.1单晶非结型温度传感器 由半导体材料的电子学特征可知，半导体的
电阻率主要取决于载流子的浓度和迁移率，而载 流子的浓度和迁移率的变化又与温度的变化密切 相关。
3 V＋
10 mV / K
传感器
＋ 放大器 －
2 输入 50 k
1 输出
4 V－
图5-20 电压输出型IC温度传感器放大器的原理框图
5.2 红外温度传感器
任何物体只要其自身及周围的温度不是 绝对零度，都会以电磁波的形式向周围辐射 热量，这种能量叫辐射能。当与周围的温度 相等时，辐射热量过程处于动平衡状态。
5.1 半导体温度传感器
1.迁移率与温度的关系（如书上的图5-1、5-2）
2.电阻率与温度的关系 载流子产生 杂质电离
散射结构
本征激发 电离杂质散射
晶格散射
3.硅温度传感器的结构 4.电阻—温度特性
温度传感器介绍 PPT
铠装热电偶特点：内部的热电偶丝与外界空气隔 绝，有着良好的抗高温氧化、抗低温水蒸气冷凝、抗机 械外力冲击的特性。铠装热电偶可以制作得很细，能解 决微小、狭窄场合的测温问题，且具有抗震、可弯曲、超长 等优点。
1-热电极；2-绝缘材料； 3-金属套管；4-接线盒；
5-固定装置
铠装型热电偶
铠装型热电偶外形
1.热电效应
两种不同材料的导体组成一个闭合回路时，若两 接点温度不同，则在该回路中会产生电动势。这种现 象称为热电效应，该电动势称为热电势。
看一个实验——热电偶工作原理演示
热电极A
测量端
（工作端、 热端）
A
热电势
热电极B
自由端 （参考端、 冷端）
B
结论：当两个结点温度不相同时，回路中将产生电动势。
隔爆型热电偶外形 厚壁保护管 压铸的接线盒 电缆线
其他热电偶外形 小形K型热电偶
2.热电偶组成材料及分度表
为了准确可靠地进行温度测量，必须对热电偶组 成材料严格选择。
目前工业上常用的四种标准化热电偶材料为:
铂铑30－铂铑6、
铂铑10－铂、 镍铬－镍硅
镍铬－铜镍（我国通常称为镍铬－康铜）。
组成热电偶的两种材料写在前面的为正极，后面 的为负极。
铠装型热电偶可 长达上百米
绝缘
薄壁金属
材料
保护套管
（铠体）
铠装型热电偶
法兰
AB
横截面
（3）薄膜热电偶
用真空镀膜技术或真空溅射等方法，将热电偶 材料沉积在绝缘片表面而构成的热电偶称为薄膜热 电偶。
测温范围为-200~500℃。测量端既小又薄， 热容量小，响应速度快。适用于测量微小面积上的 瞬变温度。
热电偶的热电动势与温度之关系表，称之为分度 表。
1-热电极；2-绝缘材料； 3-金属套管；4-接线盒；
5-固定装置
铠装型热电偶
铠装型热电偶外形
1.热电效应
两种不同材料的导体组成一个闭合回路时，若两 接点温度不同，则在该回路中会产生电动势。这种现 象称为热电效应，该电动势称为热电势。
看一个实验——热电偶工作原理演示
热电极A
测量端
（工作端、 热端）
A
热电势
热电极B
自由端 （参考端、 冷端）
B
结论：当两个结点温度不相同时，回路中将产生电动势。
隔爆型热电偶外形 厚壁保护管 压铸的接线盒 电缆线
其他热电偶外形 小形K型热电偶
2.热电偶组成材料及分度表
为了准确可靠地进行温度测量，必须对热电偶组 成材料严格选择。
目前工业上常用的四种标准化热电偶材料为:
铂铑30－铂铑6、
铂铑10－铂、 镍铬－镍硅
镍铬－铜镍（我国通常称为镍铬－康铜）。
组成热电偶的两种材料写在前面的为正极，后面 的为负极。
铠装型热电偶可 长达上百米
绝缘
薄壁金属
材料
保护套管
（铠体）
铠装型热电偶
法兰
AB
横截面
（3）薄膜热电偶
用真空镀膜技术或真空溅射等方法，将热电偶 材料沉积在绝缘片表面而构成的热电偶称为薄膜热 电偶。
测温范围为-200~500℃。测量端既小又薄， 热容量小，响应速度快。适用于测量微小面积上的 瞬变温度。
热电偶的热电动势与温度之关系表，称之为分度 表。
传感器技术ppt课件
• 电压衰减---是接近开关接通负载后（负载电流为Ie时）开关两端的电压值； • 空载电流---是指在没有负载时，测量所得的传感器自身所消耗的电流； • 剩余电流（漏电流）---是接近开关断开时，流过负载的电流；
8
第一章 感应式接近开关
输出电路：（直流三线型）
NPN型
棕色(BN)
PNP型
棕色(BN)
21
目录
第三章 光电开关
第一节、简 介 第二节、漫反射型光电开关 第三节、反光板型光电开关 第四节、对射型光电开关
22
第三章 光电开关
第一节 简介 光电开关利用光强度的变化转换成电信号的变化来实现控制的
目的。
23
第三章 光电开关
基本工作原理
目标物
发射器
控制电路
1 0
1
0
接收器
信号处理电路 输出电路
第三节 热电阻 热电阻常用于低温测量（测温范围：-200-500℃）。
工作原理： 热电阻是由一种对温度非常敏感的金属材料构成。自身电阻随温度 变化而变化（电阻增加或减少），输出信号：电阻。
电气符号
39
第四章 温度传感器
第三节 热电阻 分类：
热电阻分正温度系数和负温度系数。 正温度系数：热电阻 阻值随着温度的升高而增大； 负温度系数：热电阻 阻值随着温度的升高而减小；
近开关的工作电压及输出电流需 通过计算确定串联开关的数量。
总压降 U总降= U降 * n; 额定电流Ie串= Ie - Io * n
U降----单个接近开关的电压衰减值； Ie----单个接近开关的额定电流；
n----串联接近开关数量；
13
第一章 感应式接近开关
多开关并联接线图：
8
第一章 感应式接近开关
输出电路：（直流三线型）
NPN型
棕色(BN)
PNP型
棕色(BN)
21
目录
第三章 光电开关
第一节、简 介 第二节、漫反射型光电开关 第三节、反光板型光电开关 第四节、对射型光电开关
22
第三章 光电开关
第一节 简介 光电开关利用光强度的变化转换成电信号的变化来实现控制的
目的。
23
第三章 光电开关
基本工作原理
目标物
发射器
控制电路
1 0
1
0
接收器
信号处理电路 输出电路
第三节 热电阻 热电阻常用于低温测量（测温范围：-200-500℃）。
工作原理： 热电阻是由一种对温度非常敏感的金属材料构成。自身电阻随温度 变化而变化（电阻增加或减少），输出信号：电阻。
电气符号
39
第四章 温度传感器
第三节 热电阻 分类：
热电阻分正温度系数和负温度系数。 正温度系数：热电阻 阻值随着温度的升高而增大； 负温度系数：热电阻 阻值随着温度的升高而减小；
近开关的工作电压及输出电流需 通过计算确定串联开关的数量。
总压降 U总降= U降 * n; 额定电流Ie串= Ie - Io * n
U降----单个接近开关的电压衰减值； Ie----单个接近开关的额定电流；
n----串联接近开关数量；
13
第一章 感应式接近开关
多开关并联接线图：
模块四温度传感器与其应用
3）参考电极定律 由热电极A、B分别与参考电极C（与A、B不相同的第 三种导体）组成的热电偶结点温度为t,t0时，热电势
分别为 EAC (t和,t0 ) EBC，(t,那t0 )么在相同温度下由A、B
组成的热电偶电动势 EAB存(t在,t0以) 下关系式
EAB (t,t0 ) EAC (t,t0 ) EBC (t,t0 )
为时 t0的热电势 EAB
为 时t 的热电势
(t,t0等) 于该热电偶热端为
EAB (与t,t同) 一热电偶热端为
、t 冷端
，冷t 端
为 时的t0 热电势 EAB的(t代,t数0 ) 和。用式子表示为
EAB (t,t0 ) EAB (t,t) EAB (t,t0 )
式中 t ——中间温度。
（4-12）
在具体选用何种材料作为温度传感器材料时，主要 考虑它的阻温特性﹑灵敏度﹑热容量、稳定性及价 格等。我国最常用的铂热电阻有R0=10欧姆和R0=100 欧姆两种，它们的分度号分别为Pt10和Pt100；铜热电 阻有R0=50欧姆和R0=10欧姆两种，它们的分度号分别 为Cu50和Cu100。其中Pt100和Cu50的应用最为广泛。
图4-2 热敏电阻的阻温特性曲线
热敏电阻传感器在温度补偿方面的应用 ：
电路选用NTC热敏电阻传感器
实现晶体管静态工作点稳定。
由图可知，当温度升高时晶体 管集电极电流ICQ增加，同时由 于温度升高负温度系数的热敏 电阻Rt阻值相应减小，则晶体 管的基极电位VB下降，从而使 基极电流IBQ减少，进而使ICQ下 降。合理选择热敏电阻，则可 使静态工作点Q稳定。
四线制接法
2．热敏电阻
由金属氧化物的粉未按照一定比例烧结而成的热敏电阻， 是近年来应用较广的一种半导体测温元件，它的工作原 理和热电阻相似，即在一定的温度作用下，热敏电阻的 阻值将随之变化，将此变化转换为电量输出。
温度传感器的组成原理及应用等
温度传感器的组成原理及应用1. 温度传感器的基本原理温度传感器是一种能够对物体的温度进行测量的装置。
它通过感知物体的温度变化，并将这些变化转化为可以量化的电信号，以便进行处理和分析。
温度传感器的组成原理如下：1.1 热电效应原理热电效应是利用两种不同材料之间的温差产生电势差的现象。
将两种不同的金属导线连接在一起形成热电偶，当两个连接处温度不同时，就会产生热电效应。
根据热电效应原理，可以制造出热电偶温度传感器。
1.2 电阻温度传感器原理电阻温度传感器利用材料在温度变化时发生电阻变化的特性进行温度测量。
常见的电阻温度传感器有热敏电阻和RTD（Resistance Temperature Detector）。
热敏电阻的电阻值随温度的变化而变化，通过测量电阻值的变化可以确定温度。
而RTD则是利用电阻材料的温度系数进行测量，当温度变化时，电阻值也会发生相应的变化。
1.3 热敏电阻的工作原理热敏电阻是一种利用材料的电阻随温度变化的特性进行测量的传感器。
它利用材料的电阻温度系数（PTC或NTC）实现对温度的测量。
当温度升高或降低时，材料的电阻值也随之变化。
根据热敏电阻的工作原理，可以通过测量电阻值的变化来确定温度的变化。
1.4 红外温度传感器原理红外温度传感器利用物体发射的红外辐射进行温度测量。
物体的温度越高，辐射的红外能量就越多。
红外温度传感器能够感知物体发射的红外辐射并转化为温度信号。
通过测量红外辐射的强度就可以得出物体的温度。
2. 温度传感器的应用温度传感器在许多领域都有广泛的应用，下面列举了几个常见的应用领域：2.1 工业自动化在工业自动化中，温度传感器被广泛应用于控制系统中。
通过监测温度的变化，可以实现对生产过程中的温度进行实时监测和控制。
例如，在冶金行业中，温度传感器能够帮助控制炉温，确保生产过程的稳定性和安全性。
2.2 环境监测温度传感器在环境监测中也扮演着重要的角色。
它可以用于测量大气中的温度变化，帮助我们了解气候变化和气候趋势。
《温度传感器概述》PPT课件
7
2．国际实用温标温度标准的同意及实用问题， 国际上协商决定，建立一种既能表达热力学温度 〔即能保证一定的准确度〕，又使用方便、容易 实现的温标，即国际实用温标International Practical Temperature Scale of 1968
(简称IPTS-68)，又称国际温标。
1235.08
1337.58
度 T68/℃
-259.31 -256.108 -252.87 -246.048
-218.798 -182.962
0.01 100.0
419.58
961.93
1064.43
10
传感器与检测技术
四个温度段：规定各温度段所使用的标准仪器 ①低温铂电阻温度计〔13.81K—273.15K〕； ②铂电阻温度计〔273.15K—903.89K〕； ③铂铑-铂热电偶温度计〔903.89K—1337.58K〕； ④光测温度计〔1337.58K以上〕。
SI制有七个根本单位： 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 二个辅助单位： 平面角弧度rad，立体角球面度Sr
2
CONTENTS
传感器与检测技术
§2.1 温标及测温方法 §2.2 膨胀式温度计 §2.3 电阻式温度传感器 §2.4 热电偶传感器
m=1.8n+32 ℉
n= 5/9 (m-32) ℃
13
二、温度传感器的特点与分类 传感器与检测技术
1 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、融解； 强性振动温度变化； 热放射； 热噪声。
温度传感器解决方案(3篇)
第1篇一、引言随着科技的不断发展，温度传感器在各个领域得到了广泛应用。
从工业生产到日常生活，从航空航天到医疗健康，温度传感器都扮演着至关重要的角色。
本文将详细介绍温度传感器的技术原理、应用领域、解决方案以及未来发展趋势。
二、温度传感器的技术原理1. 测温原理温度传感器的工作原理主要是基于温度与物理量之间的对应关系。
常见的测温原理有热电偶、热电阻、红外测温、半导体测温等。
（1）热电偶：利用两种不同材料的导线接触时产生的热电势与温度之间的关系进行测温。
（2）热电阻：利用电阻值随温度变化而变化的特性进行测温。
（3）红外测温：通过检测物体表面发射的红外辐射能量，将其转化为温度值。
（4）半导体测温：利用半导体材料的电阻、电容、电导等物理量随温度变化的特性进行测温。
2. 传感器结构温度传感器的结构主要包括敏感元件、信号处理电路和输出接口。
敏感元件是传感器的核心，负责将温度变化转换为电信号；信号处理电路对敏感元件输出的信号进行放大、滤波、线性化等处理；输出接口将处理后的信号转换为便于传输和处理的电信号。
三、温度传感器的应用领域1. 工业领域（1）自动化控制：在工业生产过程中，温度传感器可用于控制加热、冷却、干燥等过程，提高生产效率和产品质量。
（2）能源管理：温度传感器在能源管理领域具有重要作用，如监测电力、石油、天然气等能源的使用情况，实现节能减排。
（3）质量检测：在工业生产过程中，温度传感器可用于检测产品温度，确保产品质量。
2. 生活领域（1）家用电器：温度传感器在洗衣机、空调、冰箱等家用电器中用于控制工作温度，提高使用效果。
（2）汽车：温度传感器在汽车发动机、变速器、空调等部件中用于监测温度，保障车辆安全运行。
（3）医疗设备：温度传感器在医疗设备中用于监测人体体温、血液温度等，为医生提供准确的治疗依据。
3. 其他领域（1）航空航天：温度传感器在航空航天领域用于监测飞行器表面温度、发动机温度等，确保飞行安全。
温度传感器ppt.. 共23页
温度传感器的前景及发展方向
温度传感器技术朝着高精度、高可靠性 、宽测量范围、微型化及微功耗方向发展. 并不断开发出一些能在特殊环境下工作的 温度传感器，如可在高低温(一200一 2000℃)、化学腐 蚀性强、电磁干扰严重 的恶劣环境中工作的光纤温度传感器。
Thank you
标准化热电偶的主要性能和特点
热敏电阻温度传感器
热敏电阻是利用半导体（某些金属氧化物如 NiO,MnO2, CuO,TiO2)的电阻值随温度显著变化这一 特性制成的一种热敏元件，其特点是电阻率随温度而 显著变化，一般测温范围：－50 ~ ＋300℃。
壳体
引线
热敏电阻
（a）玻璃罩珠状
（b）片状
（c）垫圈状
数字输出IC温度传感器：带有一个内置参但可以采用自动关闭和单次转换模式 使其在需要测量之前将IC设置为低功耗状态，从 而将自身发热降到最低。
温度传感器的应用
感测应用： 温度传感器的热转换方式经常被用来测量物理量(如流
量、辐 射、气体压力、气体种类、湿度、热化学反应等)。 这些传感器的测量值都是以热 形式为媒介并以电信号的 方式输出。
温度传感器的应用
生物医学应用： 生物医学的应用必须使用特殊的温度传感器，其中最
重要 的特性是要求低功耗、长期稳定性好、可靠性高以 及在32~44℃之间，精确度小 于0.1℃。
温度传感器的应用
太空应用： 热敏电阻以及硅PN结已经使用于太空温度测量。具有
数字输出功能的智 能温度传感器可应用于未来的卫星设
温度传感器
组员： 赵芮爽 2019210045 白世文 2019210046 侯永涛 2019210047 翟德强 2019210048 宋 莹 2019210049
《温度传感器》PPT课件 (2)
/mV
2、热电偶基本定律
（1）均质导体定律
如果热电偶回路中的两个热电极材料相同，
无论两接点的温度如何，热电动势为零。
根据这个定律，可以检验两个热电极材料成
分是否相同(称为同名极检验法)，也可以检查热
电极材料的均匀性。
（2）中间导体定律
在热电偶回路中接入第三种导体，只要第三
种导体的两接点温度相同，则回路中总的热
(且为恒定时)，测出热端温度为t时的热电动势为39.17m
V，求炉子的真实温度。
解：由镍铬-镍硅热电偶分度表查出E(30，0)=1.203mV
根据上式计算出E(t，0)= 39.17+1.203=40.373mv
再通过分度表查出其对应的实际温度为：t=977℃
• 思考题：用分度号为K的镍铬-镍硅热电偶测量温度
即测温敏感元件必须与被测介质接触，是两者
处于平衡状态，具有同一温度。
如水银温度计、热敏电阻、热电偶等。
非接触式测温:利用热辐射原理
测温的敏感元件不与被测介质接触，利用物体
的热辐射随温度变化的原理测定物体温度，故又
称辐射测温。
如辐射温度计，红外测温仪等。
测温方法比较
常用温度传感器
常用热电式传感器
铠装型热电偶可
长达上百米
绝缘
材料
A
B
薄壁金属
保护套管
（铠体）
铠装型热电偶横
截面
法兰
铠装型热电偶
铠装热电偶的制造工艺：把热电极材料与高温绝缘
材料预置在金属保护管中、运用同比例压缩延伸工艺
、将这三者合为一体，制成各种直径、规格的铠装偶
体，再截取适当长度、将工作端焊接密封、配置接线
盒即成为柔软、细长的铠装热电偶。
2、热电偶基本定律
（1）均质导体定律
如果热电偶回路中的两个热电极材料相同，
无论两接点的温度如何，热电动势为零。
根据这个定律，可以检验两个热电极材料成
分是否相同(称为同名极检验法)，也可以检查热
电极材料的均匀性。
（2）中间导体定律
在热电偶回路中接入第三种导体，只要第三
种导体的两接点温度相同，则回路中总的热
(且为恒定时)，测出热端温度为t时的热电动势为39.17m
V，求炉子的真实温度。
解：由镍铬-镍硅热电偶分度表查出E(30，0)=1.203mV
根据上式计算出E(t，0)= 39.17+1.203=40.373mv
再通过分度表查出其对应的实际温度为：t=977℃
• 思考题：用分度号为K的镍铬-镍硅热电偶测量温度
即测温敏感元件必须与被测介质接触，是两者
处于平衡状态，具有同一温度。
如水银温度计、热敏电阻、热电偶等。
非接触式测温:利用热辐射原理
测温的敏感元件不与被测介质接触，利用物体
的热辐射随温度变化的原理测定物体温度，故又
称辐射测温。
如辐射温度计，红外测温仪等。
测温方法比较
常用温度传感器
常用热电式传感器
铠装型热电偶可
长达上百米
绝缘
材料
A
B
薄壁金属
保护套管
（铠体）
铠装型热电偶横
截面
法兰
铠装型热电偶
铠装热电偶的制造工艺：把热电极材料与高温绝缘
材料预置在金属保护管中、运用同比例压缩延伸工艺
、将这三者合为一体，制成各种直径、规格的铠装偶
体，再截取适当长度、将工作端焊接密封、配置接线
盒即成为柔软、细长的铠装热电偶。
《温度传感器》课件
常见温度传感器介绍
REPORTING
热电偶温度传感器
总结词
基于热电效应原理，测量范围宽，准确度高，但响应时间较慢。
详细描述
热电偶温度传感器是利用热电效应原理进行测温的传感器，其测量范围宽，准 确度高，适用于中高温的测量。但由于其响应时间相对较慢，因此不适用于需 要快速响应的场合。
热电阻温度传感器
总结词
温度传感器通过感知周围环境的温度变化，将其转换为电信 号，再经过信号处理电路的处理，最终输出温度值。
详细描述
温度传感器内部通常包含敏感元件和信号处理电路。敏感元 件负责感知周围环境的温度变化，产生相应的电信号；信号 处理电路则对电信号进行放大、滤波、线性化等处理，最终 输出稳定的温度值。
PART 02
温度传感器类型
总结词
温度传感器有多种类型，包括热电阻、热电偶、集成温度传感器等。
详细描述
热电阻型温度传感器利用金属导体的电阻随温度变化的特性来测量温度；热电偶 型温度传感器利用热电效应原理测量温度；集成温度传感器则是将温度传感器与 信号处理电路集成在一起，具有测量精度高、体积小等优点。
温度传感器工作原理
温度传感器可用于监测工厂或工业园 区的环境温度，优化能源消耗，降低 运营成本。
农业领域应用
温室环境调控
在温室种植中，温度对作物的生 长至关重要。温度传感器可以监 测温室内外的温度变化，为温室
环境调控提供数据支持。
畜禽养殖管理
在畜禽养殖中，温度传感器可以帮 助养殖户监测畜禽的生长环境，提 高养殖效率和管理水平。
农业物联网应用
结合物联网技术，温度传感器可以 为农业智能化管理提供数据支持， 实现精准农业和智慧农业的发展。
医疗领域应用
REPORTING
热电偶温度传感器
总结词
基于热电效应原理，测量范围宽，准确度高，但响应时间较慢。
详细描述
热电偶温度传感器是利用热电效应原理进行测温的传感器，其测量范围宽，准 确度高，适用于中高温的测量。但由于其响应时间相对较慢，因此不适用于需 要快速响应的场合。
热电阻温度传感器
总结词
温度传感器通过感知周围环境的温度变化，将其转换为电信 号，再经过信号处理电路的处理，最终输出温度值。
详细描述
温度传感器内部通常包含敏感元件和信号处理电路。敏感元 件负责感知周围环境的温度变化，产生相应的电信号；信号 处理电路则对电信号进行放大、滤波、线性化等处理，最终 输出稳定的温度值。
PART 02
温度传感器类型
总结词
温度传感器有多种类型，包括热电阻、热电偶、集成温度传感器等。
详细描述
热电阻型温度传感器利用金属导体的电阻随温度变化的特性来测量温度；热电偶 型温度传感器利用热电效应原理测量温度；集成温度传感器则是将温度传感器与 信号处理电路集成在一起，具有测量精度高、体积小等优点。
温度传感器工作原理
温度传感器可用于监测工厂或工业园 区的环境温度，优化能源消耗，降低 运营成本。
农业领域应用
温室环境调控
在温室种植中，温度对作物的生 长至关重要。温度传感器可以监 测温室内外的温度变化，为温室
环境调控提供数据支持。
畜禽养殖管理
在畜禽养殖中，温度传感器可以帮 助养殖户监测畜禽的生长环境，提 高养殖效率和管理水平。
农业物联网应用
结合物联网技术，温度传感器可以 为农业智能化管理提供数据支持， 实现精准农业和智慧农业的发展。
医疗领域应用
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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。
体积热膨胀
物
理
电阻变化
现 温差电现象 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
一、热电偶的工作原理
两种不同的导体或半导体A和B组合成如图所示
闭合回路，若导体A和B的连接处温度不同（设
T＞T0），则在此闭合回路中就有电流产生，也
就是说回路中有电动势存在，这种现象叫做热
电 效 应 。 这 种 现 象 早 在 1821 年 首 先 由 西 拜 克
（See－back）发现,所以又称西拜克效应。
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二、温度传感器的特点与分类
1 温度传感器的物理原理(11)
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、融解； 强性振动温度变化； 热放射； 热噪声。
2．国际实用温标
为解决国际上温度标准的统一及实用问题，国际上协商 决定，建立一种既能体现热力学温度（即能保证一定的 准确度），又使用方便、容易实现的温标，即国际实用 温标International Practical Temperature Scale of 1968(简 称IPTS-68)，又称国际温标。
（三）温度传感器的主要发展方向
1．超高温与超低温传感器，如+3000℃以上和–250℃ 以下的温度传感器。
2．提高温度传感器的精度和可靠性。 3．研制家用电器、汽车及农畜业所需要的价廉的温 度传感器。 4．发展新型产品，扩展和完善管缆热电偶与热敏电 阻；发展薄膜热电偶；研究节省镍材和贵金属以及厚膜 铂的热电阻；研制系列晶体管测温元件、快速高灵敏 CA型热电偶以及各类非接触式温度传感器。 5．发展适应特殊测温要求的温度传感器。 6．发展数字化、集成化和自动化的温度传感器。
2.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。
T1 Q1
T2
Q2
Q1——热源给予热机的传热量 Q2——热机传给冷源的传热量
如果在式中再规定一个条件,就可以通过卡诺循环中的 传热量来完全地确定温标。1954年，国际计量会议选 定水的三相点为273.16，并以它的1/273.16定为一度， 这样热力学温标就完全确定了，即T=273.16(Q1/Q2)。
1990年国际温标(ITS－90)
• 根据第18届国际计量大会的决议， 自1990年1月1日起开始在全世界实行 我国：自1994年1月1日开始全面实施 90国际温标主要有三方面内容： ①温度单位 ②定义固定温度点 ③复现固定温度点的方法
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①温度单位
符号：T，单位为开尔文(K)，K的定义为水的三相 点温度的1/273.16。
第一节 概 论
温度是反映物体冷热状态的物理参数。
温度是与人类生活息息相关的物理量。
在2000多年前，就开始为检测温度进行了各种努力， 并开始使用温度传感器检测温度。
人类社会中，工业、农业、商业、科研、国防、医学 及环保等部门都与温度有着密切的关系。
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。
NA、NB ——导体A、B在温度为T 时的电子密度。
接触电势的大小与温度高低及导体中的电子密度有关。
2. 温差电势
To A
eA(T,To)
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②定义固定温度点
• 90国际温标的定义固定温度点是利用一 系列纯物质各相间可复现的平衡状态或 蒸汽压所建立起来的特征温度点。
• 这些特征温度点的温度指定值是由国际 上公认的最佳测量手段测定的。
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③复现固定温度点的方法
• 90国际温标把温度分为4个温区，各个温区的 范围、使用的标准测温仪器分别为：
3. 温度传感器的种类及特点
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。
公元1600年，伽里略研制出气体温度计。一百 年后，研制成酒精温度计和水银温度计。随着 现代工业技术发展的需要，相继研制出金属丝 电阻、温差电动式元件、双金属式温度传感器。 1950年以后，相继研制成半导体热敏电阻器。 最近，随着原材料、加工技术的飞速发展、又 陆续研制出各种类型的温度传感器。
接触式温度传感器 非接触式温度传感器
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
温度传感器分类(1)
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
测
高温用 传感器
1000～1500℃
光学高温计、辐射传感器、 热电偶
温 中高温用
范
传感器 中温用
围 传感器
500～1000℃ 0～500℃
测定用
±5℃ 体集成电路传感器、可控硅
此外，还有微波测温温度传感器、噪声 测温温度传感器、温度图测温温度传感器、 热流计、射流测温计、核磁共振测温计、 穆斯保尔效应测温计、约瑟夫逊效应测温 计、低温超导转换测温计、光纤温度传感 器等。这些温度传感器有的已获得应用， 有的尚在研制中。
三、温度传感器的发展概况
（二）非接触式温度传感器
l．辐射高温计 用来测量 1000℃以上高温。分四种： 光学高温计、比色高温计、辐射高温计和光电高温计。 2．光谱高温计 前苏联研制的YCI—I型自动测温通用光 谱高温计,其测量范围为400～6000℃,它是采用电子化自 动跟踪系统,保证有足够准确的精度进行自动测量。 3．超声波温度传感器 特点是响应快(约为10ms左右)， 方向性强。目前国外有可测到5000℉的产品。 4．激光温度传感器 适用于远程和特殊环境下的温度 测量。如NBS公司用氦氖激光源的激光做光反射计可测 很高的温度，精度为1％。美国麻省理工学院正在研制 一种激光温度计，最高温度可达8000℃，专门用于核聚 变研究。瑞士Browa Borer研究中心用激光温度传感器 可测几千开(K)的高温。
第四章 温度传感器
通过本章的学习了解温度传感器的作用、地位、 分类和发展趋势；掌握热电偶三定律及相关计算； 掌握热敏电阻不同类型的特点及应用场合；掌握 集成温度传感器使用方法；了解其他温度传感器 工作原理。
第一节 概 论 第二节 热电偶温度传感器 第三节 热敏电阻温度传感器 第四节 IC温度传感器 第五节 其他温度传感器
热力学温标 国际实用温标 摄氏温标 华氏温标
1．热力学温标
1848年威廉·汤姆首先提出以热力学第二定律为基础，建
立温度仅与热量有关，而与物质无关的热力学温标。因
是开尔文总结出来的，故又称开尔文温标，用符号K表
示。它是国际基本单位制之一 。
根据热力学中的卡诺定理，如果在温度T1的热源与温度 为T2的冷源之间实现了卡诺循环，则存在下列关系式
因此，人类离不开温度，当然也离不开温度传感器。
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。
一、温度的基本概念
热平衡：温度是描述热平衡系统冷热程度的物理 量。 分子物理学：温度反映了物体内部分子无规则运 动的剧烈程度。 能量：温度是描述系统不同自由度间能量分配状 况的物理量。 表示温度大小的尺度是温度的标尺，简称温标。
温度传感器分类(
测温电阻器、晶体管、热电偶 测温范围宽、 半导体集成电路传感器、
输出小 可控硅、石英晶体振动器、 压力式温度计、玻璃制温度计
特 指数型 测温范围窄、
性 函数
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
温度传感器分类(3)
回路中所产生的电
动势，叫热电势。
热电势由两部分组
热端
冷端
成，即温差电势和
接触电势。
1. 接触电势
A
+
-B
T eAB(T)
eAB (T )
kT e
ln
NA NB
eAB(T)——导体A、B结点在温度T 时形成的接触电动势； e——单位电荷， e =1.6×10-19C； k——波尔兹曼常数， k =1.38×10-23 J/K ；
用与冰点273.15K的差值表示的热力学温度称为摄氏 温度，符号为t，单位为度(0C)，即t=T-273.15，并有 10C=1K。
摄氏度(0C)是由国际温标重新定义的，是以热力学 温标为基础的。
• 90国际温标定义国际开尔文温度T90和国际摄氏度t90， 其间关系如同T和t一样，即
t90=T90-273.15
第二节 热电偶温度传感器
温差热电偶（简称热电偶）是目前温度测量中使用最 普遍的传感元件之一。它除具有结构简单，测量范围 宽、准确度高、热惯性小，输出信号为电信号便于远 传或信号转换等优点外，还能用来测量流体的温度、 测量固体以及固体壁面的温度。微型热电偶还可用于 快速及动态温度的测量。
★热电偶的工作原理 ★热电偶回路的性质 ★热电偶的常用材料与结构 ★冷端处理及补偿 ★热电偶的选择、安装使用和校验
体积热膨胀
物
理
电阻变化
现 温差电现象 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
一、热电偶的工作原理
两种不同的导体或半导体A和B组合成如图所示
闭合回路，若导体A和B的连接处温度不同（设
T＞T0），则在此闭合回路中就有电流产生，也
就是说回路中有电动势存在，这种现象叫做热
电 效 应 。 这 种 现 象 早 在 1821 年 首 先 由 西 拜 克
（See－back）发现,所以又称西拜克效应。
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二、温度传感器的特点与分类
1 温度传感器的物理原理(11)
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、融解； 强性振动温度变化； 热放射； 热噪声。
2．国际实用温标
为解决国际上温度标准的统一及实用问题，国际上协商 决定，建立一种既能体现热力学温度（即能保证一定的 准确度），又使用方便、容易实现的温标，即国际实用 温标International Practical Temperature Scale of 1968(简 称IPTS-68)，又称国际温标。
（三）温度传感器的主要发展方向
1．超高温与超低温传感器，如+3000℃以上和–250℃ 以下的温度传感器。
2．提高温度传感器的精度和可靠性。 3．研制家用电器、汽车及农畜业所需要的价廉的温 度传感器。 4．发展新型产品，扩展和完善管缆热电偶与热敏电 阻；发展薄膜热电偶；研究节省镍材和贵金属以及厚膜 铂的热电阻；研制系列晶体管测温元件、快速高灵敏 CA型热电偶以及各类非接触式温度传感器。 5．发展适应特殊测温要求的温度传感器。 6．发展数字化、集成化和自动化的温度传感器。
2.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。
T1 Q1
T2
Q2
Q1——热源给予热机的传热量 Q2——热机传给冷源的传热量
如果在式中再规定一个条件,就可以通过卡诺循环中的 传热量来完全地确定温标。1954年，国际计量会议选 定水的三相点为273.16，并以它的1/273.16定为一度， 这样热力学温标就完全确定了，即T=273.16(Q1/Q2)。
1990年国际温标(ITS－90)
• 根据第18届国际计量大会的决议， 自1990年1月1日起开始在全世界实行 我国：自1994年1月1日开始全面实施 90国际温标主要有三方面内容： ①温度单位 ②定义固定温度点 ③复现固定温度点的方法
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①温度单位
符号：T，单位为开尔文(K)，K的定义为水的三相 点温度的1/273.16。
第一节 概 论
温度是反映物体冷热状态的物理参数。
温度是与人类生活息息相关的物理量。
在2000多年前，就开始为检测温度进行了各种努力， 并开始使用温度传感器检测温度。
人类社会中，工业、农业、商业、科研、国防、医学 及环保等部门都与温度有着密切的关系。
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。
NA、NB ——导体A、B在温度为T 时的电子密度。
接触电势的大小与温度高低及导体中的电子密度有关。
2. 温差电势
To A
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②定义固定温度点
• 90国际温标的定义固定温度点是利用一 系列纯物质各相间可复现的平衡状态或 蒸汽压所建立起来的特征温度点。
• 这些特征温度点的温度指定值是由国际 上公认的最佳测量手段测定的。
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③复现固定温度点的方法
• 90国际温标把温度分为4个温区，各个温区的 范围、使用的标准测温仪器分别为：
3. 温度传感器的种类及特点
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。
公元1600年，伽里略研制出气体温度计。一百 年后，研制成酒精温度计和水银温度计。随着 现代工业技术发展的需要，相继研制出金属丝 电阻、温差电动式元件、双金属式温度传感器。 1950年以后，相继研制成半导体热敏电阻器。 最近，随着原材料、加工技术的飞速发展、又 陆续研制出各种类型的温度传感器。
接触式温度传感器 非接触式温度传感器
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
温度传感器分类(1)
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
测
高温用 传感器
1000～1500℃
光学高温计、辐射传感器、 热电偶
温 中高温用
范
传感器 中温用
围 传感器
500～1000℃ 0～500℃
测定用
±5℃ 体集成电路传感器、可控硅
此外，还有微波测温温度传感器、噪声 测温温度传感器、温度图测温温度传感器、 热流计、射流测温计、核磁共振测温计、 穆斯保尔效应测温计、约瑟夫逊效应测温 计、低温超导转换测温计、光纤温度传感 器等。这些温度传感器有的已获得应用， 有的尚在研制中。
三、温度传感器的发展概况
（二）非接触式温度传感器
l．辐射高温计 用来测量 1000℃以上高温。分四种： 光学高温计、比色高温计、辐射高温计和光电高温计。 2．光谱高温计 前苏联研制的YCI—I型自动测温通用光 谱高温计,其测量范围为400～6000℃,它是采用电子化自 动跟踪系统,保证有足够准确的精度进行自动测量。 3．超声波温度传感器 特点是响应快(约为10ms左右)， 方向性强。目前国外有可测到5000℉的产品。 4．激光温度传感器 适用于远程和特殊环境下的温度 测量。如NBS公司用氦氖激光源的激光做光反射计可测 很高的温度，精度为1％。美国麻省理工学院正在研制 一种激光温度计，最高温度可达8000℃，专门用于核聚 变研究。瑞士Browa Borer研究中心用激光温度传感器 可测几千开(K)的高温。
第四章 温度传感器
通过本章的学习了解温度传感器的作用、地位、 分类和发展趋势；掌握热电偶三定律及相关计算； 掌握热敏电阻不同类型的特点及应用场合；掌握 集成温度传感器使用方法；了解其他温度传感器 工作原理。
第一节 概 论 第二节 热电偶温度传感器 第三节 热敏电阻温度传感器 第四节 IC温度传感器 第五节 其他温度传感器
热力学温标 国际实用温标 摄氏温标 华氏温标
1．热力学温标
1848年威廉·汤姆首先提出以热力学第二定律为基础，建
立温度仅与热量有关，而与物质无关的热力学温标。因
是开尔文总结出来的，故又称开尔文温标，用符号K表
示。它是国际基本单位制之一 。
根据热力学中的卡诺定理，如果在温度T1的热源与温度 为T2的冷源之间实现了卡诺循环，则存在下列关系式
因此，人类离不开温度，当然也离不开温度传感器。
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。
一、温度的基本概念
热平衡：温度是描述热平衡系统冷热程度的物理 量。 分子物理学：温度反映了物体内部分子无规则运 动的剧烈程度。 能量：温度是描述系统不同自由度间能量分配状 况的物理量。 表示温度大小的尺度是温度的标尺，简称温标。
温度传感器分类(
测温电阻器、晶体管、热电偶 测温范围宽、 半导体集成电路传感器、
输出小 可控硅、石英晶体振动器、 压力式温度计、玻璃制温度计
特 指数型 测温范围窄、
性 函数
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
温度传感器分类(3)
回路中所产生的电
动势，叫热电势。
热电势由两部分组
热端
冷端
成，即温差电势和
接触电势。
1. 接触电势
A
+
-B
T eAB(T)
eAB (T )
kT e
ln
NA NB
eAB(T)——导体A、B结点在温度T 时形成的接触电动势； e——单位电荷， e =1.6×10-19C； k——波尔兹曼常数， k =1.38×10-23 J/K ；
用与冰点273.15K的差值表示的热力学温度称为摄氏 温度，符号为t，单位为度(0C)，即t=T-273.15，并有 10C=1K。
摄氏度(0C)是由国际温标重新定义的，是以热力学 温标为基础的。
• 90国际温标定义国际开尔文温度T90和国际摄氏度t90， 其间关系如同T和t一样，即
t90=T90-273.15
第二节 热电偶温度传感器
温差热电偶（简称热电偶）是目前温度测量中使用最 普遍的传感元件之一。它除具有结构简单，测量范围 宽、准确度高、热惯性小，输出信号为电信号便于远 传或信号转换等优点外，还能用来测量流体的温度、 测量固体以及固体壁面的温度。微型热电偶还可用于 快速及动态温度的测量。
★热电偶的工作原理 ★热电偶回路的性质 ★热电偶的常用材料与结构 ★冷端处理及补偿 ★热电偶的选择、安装使用和校验