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温度传感器集锦

当前，虽然主要的温度传感器，如热电偶、热电阻及辐射温度计等的技术已经成熟，

但是只能在传统的场合应用，不能满足许多领域的要求，尤其是高科技领域。因此，各国专家都在针对性的竞争开发各种新型温度传感器及特殊的实用测量技术。

光纤温度传感器

光导纤维（简称光纤）自20世纪70年代问世以来，随着激光技术的发展，从理

论和实践上都已证明它具有一系列的优越性，光纤在传感技术领域中的应用也日益

受到广泛重视。光纤传感器是一种将被测量的状态转变为可测的光信号的装置。它是由光耦合器、传输光纤及光电转换器等三部分组成。目前已有用来测量压力、位移、应变、液面、角速度、线速度、温度、磁场、电流、电压等物理量的光纤传感

器问世，解决了传统方式难以解决的测量技术问题。据统计，目前约有百余种不同形式的光纤传感器，用于不同领域进行检测。可以预料，在新技术革命的浪潮中，

光纤传感器必将得到广泛的应用，并发挥出更多的作用。

特种测温热敏电缆

热电偶是传统的温度传感器，用途非常广泛。近年来，又发展出了一种新的测温技术，能在火灾事故预警中有独特的应用。这种新型温度传感器称为特种测温热敏电缆，又被称为连续热电偶ContinuousThermocouple)或寻热式热电偶（HeatingSe ekingThermocouple）。

热敏电缆利用电偶热电效应，但测量的不是偶头部的温度，而是沿热电极长度上最高温度点的温度。由于这种独特功能，最初被发达国家作为高精技术设备铺设在航

空母舰、驱逐舰的舰舱以及军用飞机等军事设备中。目前，已被广泛应用到各个领域来预防和减少因“过热”引起的事故和损失。

热敏电缆的主要性能

目前，热敏电缆主要有两种产品类型（FTLD和CTTC），它们测温原理相同，只是技术参数不同。

材料构成外层保护管：FTLD型采用双层聚四氟乙烯，CTTC型采用铬镍铁合金。为有效避免测量环境中的粉尘、油脂以及水分等介质浸入，以及温度范围不同而引起的误报，故采用不同材料。测温元件：K型热电偶。

外形尺寸目前现有的产品长度约6~15m，若需长度加大，可以将几根热敏电缆连

接起来。外径尺寸FTLD为f3.5mm，CTTC为f9.3~18.7mm，可安装在传统探头无法铺设到的恶劣环境中。

工作温度FTLD为-40~200℃，CTTC为-40~899℃。

分度与灵敏度热敏电缆的分度与普通热电偶相近，由于连续热电偶的“临时”热接点不是紧密连接，热接点之外两电极间也并非完全绝缘，所以热敏电缆的输出热电势与同种热电偶相比稍有降低，换算成温度大约相差十几摄氏度，这对于火警预报来说是可以接受的。

弯曲半径除和热敏电缆组成材料的性能和质量有关外，还与隔离材料的密实程度有关。一般弯曲半径为热敏电缆外径的10~20倍。

石英温度计

随着生产及科学技术的发展，各部门对温度测量与控制的要求越来越高，尤其对高精度、高分辨率温度传感器的需求越来越强烈，普通的传感器难以满足要求。

石英温度计的特性

高分辨率分辨率达0.001~0.0001℃。

高精度在-50℃~120℃范围内，精度为±0.05℃。普通温度计的精度为±0.1℃。

误差小热滞后误差小，响应时间为1s，可以忽略。

性能稳定它是频率输出型传感器，故不受放大器漂移和电源波动的影响，即使将传感器远距离（如1500m）设置也不受影响，但是抗强冲击性能较差。

石英温度计的应用

石英温度计既可用于高精度、高分辨率的温度测量，又可作为标准温度计进行量值

传递，也可以在现场稳态温度场合下进行精密测温或用于恒温槽的精密控温，还可用作远距离多点温度测量等。

声学温度计

声学测温技术具有测温原理简单、非接触、测温范围宽（0~1900℃）、可在线测

量等优点，现已应用于发电厂、垃圾焚烧炉、水泥回转窑等工业过程的温度测量和

控制。

利用超声波测量气体温度

利用测量超声波在气体中传播速度因温度不同而变化的温度计称为超声波温度计。

用超声波测量气体温度具有响应速度快、不受外壁热辐射影响等优点。测量对象十分广泛，从滚梯上方气体的平均温度，到内燃机混合气体爆炸燃烧时的温度测量等。

超声波测量气体温度的工作原理与声学测温相同，声速的测量方法有两种：

脉冲法测量如果扬声器与收音器间的距离为l，传播的时间为τ，则可依据u=l／τ，求得u。当测量场所有风时，若直接测量声速将产生误差。在这种情况下，将扬声

器与收音器交换测量，选用两者的平均速度更为准确。

共振法测量利用共振频率f=u/l可求得u。

固体超声波温度计

利用声波在固体中传播速度，随温度而变化的温度计称为固体超声波温度计。由于声波在固体中传播时，声速的灵敏度随温度的升高而增大，因此，这种温度计更适用于高温测量。

核四级共振温度计(NQR温度计)

核磁共振是原子核系统的磁共振。具有核自旋的物质处于静磁场中，当在静磁场垂直方向加电磁波时，将对某频率的电磁波产生吸收现象即为核磁共振。氯酸钾KC IO3晶体中核自旋具有电四极矩的CI35原子核，在轴对称电场梯度中，自旋产生

能级跃迁，出现吸收电磁波的现象，称核四级共振。利用共振吸收频率随温度升高

而减少的特性制成的温度计，称为核四级共振温度计。该温度计可以作为标准温度

计或高精度实用温度计。

NQR温度计的特性

高准确度、高分辨率准确度可达±0.005K；共振吸收频率与温度的相

关性好，在室温附近为5kHz/K，分辨率达1mK。

不需要分度温度与吸收频率的关系，只取决于KCIO3的结构，从根本上保证良好的重现性（在6Kz以下）。