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温度传感器的发展历程
传统的分立式 温度传感器 （含敏感元件）
模拟集成温度 传感器
智能温度传感 器
一、热电偶温度传感器 二、热电阻温度传感器 三、红外温度传感器 四、数字温度传感器 五、其它温度传感器
2
热电偶温度传感器
热电偶是温度测量仪表中常用的测温元件,
是由两种不同成分的导体两端接合成回路
时，当两接合点 热电偶温度不同时，就会
分组成，通常和显示仪表,记录仪表和电子
调节器配套使用。
3
热电偶工作原理
热电偶是一种感温元件，是一种仪表。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（二次仪表）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——热电动势，这 就是所谓的塞贝克效应。两种不同成份的均质导体为热电极，温度较高的一端 为工作端，温度较低的一端为自由端，自由端通常处于某个恒定的温度下。根 据热电动势与温度的函数关系, 制成热电偶分度表; 分度表是自由端温度在0℃ 时的条件下得到的，不同的热电偶具有不同的分度表。 在热电偶回路中 接入第三种金属材料时，只要该材料两个接点的温度相同，热电偶所产生的热 电势将保持不变，即不受第三种金属接入回路中的影响。因此，在热电偶测温 时，可接入测量仪表， 测得热电动势后，即可知道被测介质的温度。 热电 偶测量温度时要求其冷端（测量端为热端，通过引线与测量电路连接的端称为 冷端）的温度保持不变，其热电势大小才与测量温度呈一定的比例关系。若测 量时，冷端的（环境）温度变化，将严重影响测量的准确性。在冷端采取一定 措施补偿由于冷端温度变化造成的影响称为热电偶的冷端补偿。 目前，国际电工委员会（IEC）推荐了8种类型的热电偶作为标准化热电偶， 即为T型、E型、J型、K型、N型、B型、R型和S型。
在回路内产生热电流。如果热电偶的工作
端与参比端存有温差时，显示仪表将会指
示出热电偶产生的热电势所对应的温度值。
热电偶的热电动热将随着测量端温度升高
而增长，它的大小只与热电偶材料和两端
的温度有关，与热电极的长度、直径无关。
各种热电偶的外形常因需要而极不相同，
但是它们的基本结构却大致相同，通常由
热电极、绝缘套保护管和接线盒等主要部
消除连接导线电阻引起的测量误差。这是因为测量热电阻的电路一般是不平
衡电桥。热电阻作为电桥的一个桥臂电阻，其连接导线（从热电阻到中控室
）也成为桥臂电阻的一部分，这一部分电阻是未知的且随环境温度来自百度文库化，造
成测量误差。采用三线制，将导线一根接到电桥的电源端，其余两根分别接
热电阻温度传感器是利用导体或半导体的电阻值岁温度变化而变化的原理 进行测温的一种传感器温度计。 它分为金属热电阻和半导体热敏电阻两大 类。热电阻广泛用于测量-200~+850°C范围内的温度，少数情况下，低温 可测至1K，高温达1000°C。 热电阻传感器由热电阻、连接导线及显 示仪表组成，热电阻也可以与温度变送器连接，将温度转换为标准电流信 号输出。 用于制造热电阻的材料应具有尽可能大和稳定的电阻温度系数和 电阻率，输出最好呈线性，物理化学性能稳定，复线性好等。目前最常用 的热电阻有铂热电阻和铜热电阻。 热电阻是把温度变化转换为电阻值变化的一次元件，通常需要把电阻信号 通过引线传递到计算机控制装置或者其它一次仪表上。工业用热电阻安装 在生产现场，与控制室之间存在一定的距离，因此热电阻的引线对测量结 果会有较大的影响。
7
目前热电阻的引线主要有三种方式 （了解即可）
○1二线制：在热电阻的两端各连接一根导线来引出电阻信号的方式叫二
线制：这种引线方法很简单，但由于连接导线必然存在引线电阻r，r大小与
导线的材质和长度的因素有关，因此这种引线方式只适用于测量精度较低的
场合
○2三线制：在热电阻的根部的一端连接一根引线，另一端连接两根引线
2、中间导体定律 在热电偶回路中接入中间导体（第三导体），只要中间
导体两端温度相同，中间导体的引入对热电偶回路总电势没有影响，这就是中间导 体定律。 应用:依据中间导体定律，在热电偶实际测温应用中，常采用热端焊接 、冷端开路的形式，冷端经连接导线与显示仪表连接构成测温系统。 有人担心 用铜导线连接热电偶冷端到仪表读取mV值，在导线与热电偶连接处产生的接触电势 会使测量产生附加误差。根据这个定律，是没有这个误差的！
的方式称为三线制，这种方式通常与电桥配套使用，可以较好的消除引线电
阻的影响，是工业过程控制中的最常用的。
○3四线制：在热电阻的根部两端各连接两根导线的方式称为四线制，其
中两根引线为热电阻提供恒定电流I，把R转换成电压信号U，再通过另两根 引线把U引至二次仪表。可见这种引线方式可完全消除引线的电阻影响，主 要用于高精度的温度检测。 热电阻采用三线制接法。采用三线制是为了
4、参考电极定律 这个定律是专业人士才研究、关注的，一般生产、使用
环节的人士不太了解，简单说明就是：用高纯度铂丝做标准电极，假设镍铬-镍硅热 电偶的正负极分别和标准电极配对，他们的值相加是等于这支镍铬-镍硅的值。
5
热电偶测温仪
热电偶测温仪
携带式液体热电偶
红外热电偶测温仪
手持式测温仪
6
热电阻温度传感器
4
热电偶的基本定律 （了解即可）
1、均质导体定律 由同一种均质材料（导体或半导体）两端焊接组成闭合
回路，无论导体截面如何以及温度如何分布，将不产生接触电势，温差电势相抵消 ，回路中总电势为零。 可见，热电偶必须由两种不同的均质导体或半导体构成 。若热电极材料不均匀，由于温度梯存在，将会产生附加热电势。
3、中间温度定律 热电偶回路两接点（温度为T、T0）间的热电势，等于
热电偶在温度为T、Tn时的热电势与在温度为Tn、T0时的热电势的代数和。Tn称中 间温度。 应用:由于热电偶E-T之间通常呈非线性关系,当冷端温度不为0℃时， 不能利用已知回路实际热电势E（t,t0)直接查表求取热端温度值；也不能利用已知回 路实际热电势E（t,t0)直接查表求取的温度值，再加上冷端温度确定热端被测温度值 ，需按中间温度定律进行修正。初学者经常不按中间温度定律 来修正!
传统的分立式 温度传感器 （含敏感元件）
模拟集成温度 传感器
智能温度传感 器
一、热电偶温度传感器 二、热电阻温度传感器 三、红外温度传感器 四、数字温度传感器 五、其它温度传感器
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热电偶温度传感器
热电偶是温度测量仪表中常用的测温元件,
是由两种不同成分的导体两端接合成回路
时，当两接合点 热电偶温度不同时，就会
分组成，通常和显示仪表,记录仪表和电子
调节器配套使用。
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热电偶工作原理
热电偶是一种感温元件，是一种仪表。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（二次仪表）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——热电动势，这 就是所谓的塞贝克效应。两种不同成份的均质导体为热电极，温度较高的一端 为工作端，温度较低的一端为自由端，自由端通常处于某个恒定的温度下。根 据热电动势与温度的函数关系, 制成热电偶分度表; 分度表是自由端温度在0℃ 时的条件下得到的，不同的热电偶具有不同的分度表。 在热电偶回路中 接入第三种金属材料时，只要该材料两个接点的温度相同，热电偶所产生的热 电势将保持不变，即不受第三种金属接入回路中的影响。因此，在热电偶测温 时，可接入测量仪表， 测得热电动势后，即可知道被测介质的温度。 热电 偶测量温度时要求其冷端（测量端为热端，通过引线与测量电路连接的端称为 冷端）的温度保持不变，其热电势大小才与测量温度呈一定的比例关系。若测 量时，冷端的（环境）温度变化，将严重影响测量的准确性。在冷端采取一定 措施补偿由于冷端温度变化造成的影响称为热电偶的冷端补偿。 目前，国际电工委员会（IEC）推荐了8种类型的热电偶作为标准化热电偶， 即为T型、E型、J型、K型、N型、B型、R型和S型。
在回路内产生热电流。如果热电偶的工作
端与参比端存有温差时，显示仪表将会指
示出热电偶产生的热电势所对应的温度值。
热电偶的热电动热将随着测量端温度升高
而增长，它的大小只与热电偶材料和两端
的温度有关，与热电极的长度、直径无关。
各种热电偶的外形常因需要而极不相同，
但是它们的基本结构却大致相同，通常由
热电极、绝缘套保护管和接线盒等主要部
消除连接导线电阻引起的测量误差。这是因为测量热电阻的电路一般是不平
衡电桥。热电阻作为电桥的一个桥臂电阻，其连接导线（从热电阻到中控室
）也成为桥臂电阻的一部分，这一部分电阻是未知的且随环境温度来自百度文库化，造
成测量误差。采用三线制，将导线一根接到电桥的电源端，其余两根分别接
热电阻温度传感器是利用导体或半导体的电阻值岁温度变化而变化的原理 进行测温的一种传感器温度计。 它分为金属热电阻和半导体热敏电阻两大 类。热电阻广泛用于测量-200~+850°C范围内的温度，少数情况下，低温 可测至1K，高温达1000°C。 热电阻传感器由热电阻、连接导线及显 示仪表组成，热电阻也可以与温度变送器连接，将温度转换为标准电流信 号输出。 用于制造热电阻的材料应具有尽可能大和稳定的电阻温度系数和 电阻率，输出最好呈线性，物理化学性能稳定，复线性好等。目前最常用 的热电阻有铂热电阻和铜热电阻。 热电阻是把温度变化转换为电阻值变化的一次元件，通常需要把电阻信号 通过引线传递到计算机控制装置或者其它一次仪表上。工业用热电阻安装 在生产现场，与控制室之间存在一定的距离，因此热电阻的引线对测量结 果会有较大的影响。
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目前热电阻的引线主要有三种方式 （了解即可）
○1二线制：在热电阻的两端各连接一根导线来引出电阻信号的方式叫二
线制：这种引线方法很简单，但由于连接导线必然存在引线电阻r，r大小与
导线的材质和长度的因素有关，因此这种引线方式只适用于测量精度较低的
场合
○2三线制：在热电阻的根部的一端连接一根引线，另一端连接两根引线
2、中间导体定律 在热电偶回路中接入中间导体（第三导体），只要中间
导体两端温度相同，中间导体的引入对热电偶回路总电势没有影响，这就是中间导 体定律。 应用:依据中间导体定律，在热电偶实际测温应用中，常采用热端焊接 、冷端开路的形式，冷端经连接导线与显示仪表连接构成测温系统。 有人担心 用铜导线连接热电偶冷端到仪表读取mV值，在导线与热电偶连接处产生的接触电势 会使测量产生附加误差。根据这个定律，是没有这个误差的！
的方式称为三线制，这种方式通常与电桥配套使用，可以较好的消除引线电
阻的影响，是工业过程控制中的最常用的。
○3四线制：在热电阻的根部两端各连接两根导线的方式称为四线制，其
中两根引线为热电阻提供恒定电流I，把R转换成电压信号U，再通过另两根 引线把U引至二次仪表。可见这种引线方式可完全消除引线的电阻影响，主 要用于高精度的温度检测。 热电阻采用三线制接法。采用三线制是为了
4、参考电极定律 这个定律是专业人士才研究、关注的，一般生产、使用
环节的人士不太了解，简单说明就是：用高纯度铂丝做标准电极，假设镍铬-镍硅热 电偶的正负极分别和标准电极配对，他们的值相加是等于这支镍铬-镍硅的值。
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热电偶测温仪
热电偶测温仪
携带式液体热电偶
红外热电偶测温仪
手持式测温仪
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热电阻温度传感器
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热电偶的基本定律 （了解即可）
1、均质导体定律 由同一种均质材料（导体或半导体）两端焊接组成闭合
回路，无论导体截面如何以及温度如何分布，将不产生接触电势，温差电势相抵消 ，回路中总电势为零。 可见，热电偶必须由两种不同的均质导体或半导体构成 。若热电极材料不均匀，由于温度梯存在，将会产生附加热电势。
3、中间温度定律 热电偶回路两接点（温度为T、T0）间的热电势，等于
热电偶在温度为T、Tn时的热电势与在温度为Tn、T0时的热电势的代数和。Tn称中 间温度。 应用:由于热电偶E-T之间通常呈非线性关系,当冷端温度不为0℃时， 不能利用已知回路实际热电势E（t,t0)直接查表求取热端温度值；也不能利用已知回 路实际热电势E（t,t0)直接查表求取的温度值，再加上冷端温度确定热端被测温度值 ，需按中间温度定律进行修正。初学者经常不按中间温度定律 来修正!