《温度传感器原理》.(DOC)
温度传感器原理
一、温度传感器热电阻的应用原理温度传感器热电阻是中低温区最常用的一种温度检测器。
它的主要特点是测量精度高，性能稳定。
其中铂热是阻的测量精确度是最高的，它不仅广泛应用于工业测温，而且被制成标准的基准仪。
1．温度传感器热电阻测温原理及材料温度传感器热电阻测温是基于金属导体的电阻值随温度的增加而增加这一特性来进行温度测量的。
温度传感器热电阻大都由纯金属材料制成，目前应用最多的是铂和铜，此外，现在已开始采用甸、镍、锰和铑等材料制造温度传感器热电阻。
2．温度传感器热电阻的结构（1）精通型温度传感器热电阻工业常用温度传感器热电阻感温元件（电阻体）的结构及特点见表2-1-11。
从温度传感器热电阻的测温原理可知，被测温度的变化是直接通过温度传感器热电阻阻值的变化来测量的，因此，温度传感器热电阻体的引出线等各种导线电阻的变化会给温度测量带来影响。
为消除引线电阻的影响同般采用三线制或四线制，有关具体内容参见本篇第三章第一节.（2）铠装温度传感器热电阻铠装温度传感器热电阻是由感温元件（电阻体）、引线、绝缘材料、不锈钢套管组合而成的坚实体，如图2-1-7所示，它的外径一般为φ2~φ8mm，最小可达φmm。
与普通型温度传感器热电阻相比，它有下列优点：①体积小，内部无空气隙，热惯性上，测量滞后小；②机械性能好、耐振，抗冲击；③能弯曲，便于安装④使用寿命长。
（3）端面温度传感器热电阻端面温度传感器热电阻感温元件由特殊处理的电阻丝材绕制，紧贴在温度计端面，其结构如图2-1-8所示。
它与一般轴向温度传感器热电阻相比，能更正确和快速地反映被测端面的实际温度，适用于测量轴瓦和其他机件的端面温度。
（4）隔爆型温度传感器热电阻隔爆型温度传感器热电阻通过特殊结构的接线盒，把其外壳内部爆炸性混合气体因受到火花或电弧等影响而发生的爆炸局限在接线盒内，生产现场不会引超爆炸。
隔爆型温度传感器热电阻可用于Bla~B3c级区内具有爆炸危险场所的温度测量。
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。
温度传感器原理
温度传感器原理温度传感器是一种用于测量温度的装置，它可以将温度的物理量转换为电信号输出。
温度传感器的工作原理基于不同物质的温度敏感性不同，当温度改变时，物质的电阻、电压或电流也会相应地改变，从而实现温度的测量。
一、热敏电阻传感器热敏电阻传感器是一种基于热敏材料电阻随温度变化而变化的温度传感器。
热敏电阻传感器中常用的热敏材料有铂、镍、铜等，它们具有较大的温度系数，即温度变化时，电阻值变化较大。
在热敏电阻传感器中，热敏电阻元件与电路相连，形成一个电阻电路。
当热敏电阻传感器与被测温度环境接触时，温度的变化会导致热敏电阻元件的电阻值发生变化，进而改变整个电路的电阻。
通过测量电路的电阻值的变化，在一定的电路条件下，可以计算出对应的温度值。
二、热电偶传感器热电偶传感器是一种基于热电效应的温度传感器。
热电偶传感器由两种不同材料的金属导线组成，这两种导线的连接处形成一个测温点，称为热电接头或热电焊点。
当热电偶传感器的测温点与被测物体接触时，由于两种金属导线的热电效应不同，形成了一个由温度差产生的电动势，即热电势。
通过测量热电偶传感器产生的电动势，可以推算出对应的温度。
热电偶传感器具有较宽的测温范围、较高的测温精度和较快的响应速度，因此在工业领域应用十分广泛。
三、半导体温度传感器半导体温度传感器是一种基于半导体材料的电阻随温度变化而变化的温度传感器。
半导体温度传感器常采用硅、锗等材料制成，具有较高的灵敏度和较快的响应速度。
半导体温度传感器的工作原理是通过利用半导体材料的温度特性，即随着温度的升高，电阻值发生变化。
通过测量半导体温度传感器的电阻值变化，可以计算出对应的温度值。
半导体温度传感器体积小、响应快，因此在电子设备中得到广泛应用。
四、红外温度传感器红外温度传感器是一种基于物体辐射的温度测量器。
它利用物体在不同温度下的红外辐射特性，通过检测红外辐射能量来测量物体表面的温度。
红外温度传感器通过接收物体发出的红外辐射能量，并将其转换为电信号。
温度传感器原理
温度传感器原理
温度传感器原理是基于热电效应的一种测量温度的技术。
热电效应是指当两个不同金属（或半导体）的接触点处于不同温度时，会产生一定的电动势。
根据这个原理，温度传感器将其工作原理分为两个关键步骤：热敏元件和信号处理。
热敏元件是温度传感器中最关键的部件，它是由具有热敏特性的半导体材料制成的。
在常温下，半导体材料呈现出一定的电阻值，当升高温度时，材料的电阻值会变化。
这种热敏特性使得半导体材料成为理想的温度感知元件。
当温度传感器暴露在待测温度环境中时，热敏元件也会受到温度的影响而产生电阻变化。
这导致热敏元件两端产生微弱的电压差，这个电压差即为热电势。
信号处理是将热敏元件产生的微弱信号转换为可读取的数字或模拟信号的过程。
通常情况下，需要使用一种信号调理电路来放大和稳定热电势，然后将其转换为可读数的信号形式，如电压、电流或频率。
最终，通过测量信号处理器输出的电压、电流或频率就能得到与温度相关的信息，完成对待测温度的准确测量。
需要注意的是，不同类型的温度传感器的工作原理可能会有所不同，但大部分都是基于热电效应或热敏电阻效应来实现温度测量的。
温度传感器原理
温度传感器原理一、温度传感器原理1、基础原理温度传感器是利用物理原理转换温度变化为电信号的传感器，是法拉第发现的电热效应的理论基础，温度传感器根据物理特性来变化电极间的流动，电流的大小可按照特定的关系和温度变化情况来变化，最后形成温度信号，实现温度对电信号的转换。
2、分类温度传感器主要可以分为热电偶、热电阻、可变电阻和晶体管等四类。
（1）热电偶根据其金属铜和铂的热电特性来变化，标准的热偶有J、K、N、R、E、T、B等二个电极，可以在-200摄氏度左右实现可靠测量。
（2）热电阻也是利用该金属对温度变化的热电特性来变换电流，一般采用铂电阻、镍铬电阻、流体温度传感器，热电阻主要通过改变电阻值来进行温度测量。
（3）可变电阻也根据物体温度变化特性实现温度测量，主要包括温度传感器和温控电阻，可变电阻可以利用热效应实现对温度的调节，比如将温度与它的阻值呈现正相关，当温度升高时，阻值也会降低，使电路流过电流增大，反之则减小。
（4）晶体管利用双极型晶体管的参数随温度的变化变化，焊接于硅片之上的双极型晶体管，利用双极型晶体管的参数随温度的变化变化，实现温度测量。
二、工作原理1、热电偶原理：热电偶利用特定的金属材料电阻温度变化的原理，利用金属导热能力差的原理，针对低温下使用热电偶可以实现负温度测量，它包含两个传感元件在一起，前面插入被测物体，就可以测量物体温度，利用少量的电流流入热电偶的一端，检测另一端的电动势的变化，根据尼克定律，热电偶两端的电动势之比等于电阻之比，就可以实现对温度的测量。
2、热电阻原理：热电阻主要利用金属电阻对温度变化的特性，即电阻值随着温度的变化而变化，高温时电阻值减小，低温电阻值升高，可以再结合内部的电路设计，将温度变化转化为模拟量输出，形成电信号，从而实现温度测量。
3、可变电阻原理：可变电阻元件包含一个电阻变阻器，温度传感器和温控电阻，它们都是利用物体温度变化特性实现温度测量，比如温度与它的阻值呈现正相关，当温度升高时，阻值也会降低，使电路流过电流增大，反之则减小，结合适当的电路，可把阻值转换为模拟量，输出电信号，从而可以实现温度测量。
温度传感器的基本原理
温度传感器的基本原理
温度传感器的基本原理是利用物质在温度变化下产生的一些特性来进行温度测量。
常见的温度传感器有热电偶、电阻温度计和半导体温度传感器。
热电偶是利用两种不同金属的热电势差随温度变化的特性来测量温度的。
当两种金属连接成回路后，接触处会产生一个电势差，这个电势差随温度变化而发生变化。
通过测量这个电势差，可以确定温度的值。
电阻温度计则是利用金属电阻在温度变化下产生的电阻变化特性来进行温度测量的。
通常使用铂电阻作为传感器材料，其电阻值随温度的变化呈现一定的关系。
通过测量电阻的大小，可以推算出温度的值。
半导体温度传感器则是利用半导体材料在温度变化下电阻或电压的变化特性来进行温度测量的。
半导体材料的电阻或电压与温度有一定的关系，通过测量这些变化，可以获得温度的数值。
这些温度传感器的基本原理都是利用物质在温度变化下产生的特性来实现温度的测量。
不同传感器的原理有所差异，但都能够根据物质的特性来准确地测量温度的变化。
温度传感器测温原理
温度传感器测温原理
温度传感器测温原理是基于物理特性的变化来测量环境温度的方法。
常见的温度传感器有热敏电阻、热电偶、热电阻和表面振动温度传感器等。
热敏电阻是一种电阻值随温度变化而变化的电阻器件。
它是利用材料的温度系数来实现温度测量的。
温度升高时，热敏电阻的电阻值会增大，温度降低时则会减小。
通过测量热敏电阻的电阻值变化，我们可以推算出环境的温度。
热电偶是由两种不同金属材料组成的线，当两处温度不同时，就会产生一个电动势。
这种电动势与温差呈线性关系，因此可以通过测量热电偶两端的电压来确定环境的温度。
热电阻是另一种能够根据温度改变电阻值的传感器。
它和热敏电阻类似，但是其温度系数更加稳定，可以提供更精确的测温结果。
表面振动温度传感器通过测量物体表面振动的频率变化来测量温度。
当温度升高时，物体的分子振动增强，频率也会相应增加。
利用这种关系，我们可以通过测量物体表面振动的频率来推算出环境的温度。
总而言之，温度传感器测温原理是利用温度对某种物理特性的影响来实现温度测量的方法，通过测量物理特性的变化，可以精确地获取环境的温度信息。
温度传感器原理
温度：反映了物体冷热的程度，与自然界中的 各种物理和化学过程相联系。
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。
接触式测温
温度敏感元件与被测对象接触，经过换热后两者温度相等。
(1) 膨胀式温度计 (3) 热电偶温度计
(2) 热电阻温度计 (4) 其他原理的温度计
ln
NA NB
k——玻耳兹曼常数，e——电子电荷量， T——接触处的温度，
4)中间温度定律
NA，NB——分别为导体A和B的自由电子 密度。
3.热电偶的材料
根据金属的热电效应原理，任意两种不同材料的导体 都可以作为热电极组成热电偶。
在实际应用中，用作热电极的材料应具备如下几 方面的条件：
(1)温度测量范围广
(3)物理化学性能好
(2)性能稳定
4.热电偶的材料
(1)按照电动势与温度的关系可分为标准化(常用)热电 偶和非标准化热电偶。（铂铑30-铂铑6热电偶，镍铬镍铝或镍铬-镍硅热电偶，铜-康铜热电偶等） (2)按热电偶的材质可分为金属热电偶、半导体热电偶 和非金属热电偶三类。 (3)按适用的测温范围可分为高温热电偶和低温热电偶 两类。
热敏电阻的主要参数
⑴ 标称电阻值RH 在环境温度为25±0.2℃时测得的电阻值，又称冷电阻。其大小取 决于热敏电阻的材料和几何尺寸。
⑵ 耗散系数H
指热敏电阻的温度与周围介质的温度相差1℃时热敏电阻所耗散的功
率，单位为mW /℃； ⑶ 热容量C 热敏电阻的温度变化1℃所需吸收或释放的热量，单位为J／℃；
6.型号表示
三.热电阻传感器
热电阻是中低温区最常用的一种温度检测器。它的
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一、温度传感器热电阻的应用原理
温度传感器热电阻是中低温区最常用的一种温度检测器。
它的主要特点是测量精度高，性能稳定。
其中铂热是阻的测量精确度是最高的，它不仅广泛应用于工业测温，而且被制成标准的基准仪。
1．温度传感器热电阻测温原理及材料
温度传感器热电阻测温是基于金属导体的电阻值随温度的增加而增加这一特性来进行温度测量的。
温度传感器热电阻大都由纯金属材料制成，目前应用最多的是铂和铜，此外，现在已开始采用甸、镍、锰和铑等材料制造温度传感器热电阻。
2．温度传感器热电阻的结构
（1）精通型温度传感器热电阻工业常用温度传感器热电阻感温元件（电阻体）的结构及特点见表2-1-11。
从温度传感器热电阻的测温原理可知，被测温度的变化是直接通过温度传感器热电阻阻值的变化来测量的，因此，温度传感器热电阻体的引出线等各种导线电阻的变化会给温度测量带来影响。
为消除引线电阻的影响同般采用三线制或四线制，有关具体内容参见本篇第三章第一节.
（2）铠装温度传感器热电阻铠装温度传感器热电阻是由感温元件（电阻体）、引线、绝缘材料、不锈钢套管组合而成的坚实体，如图2-1-7所示，它的外径一般为φ2~φ8mm，最小可达φmm。
与普通型温度传感器热电阻相比，它有下列优点：①体积小，内部无空气隙，热惯性上，测量滞后小；②机械性能好、耐振，抗冲击；③能弯曲，便于安装④使用寿命长。
（3）端面温度传感器热电阻端面温度传感器热电阻感温元件由特殊处理的电阻丝材绕制，紧贴在温度计端面，其结构如图2-1-8所示。
它与一般轴向温度传感器热电阻相比，能更正确和快速地反映被测端面的实际温度，适用于测量轴瓦和其他机件的端面温度。
（4）隔爆型温度传感器热电阻隔爆型温度传感器热电阻通过特殊结构的接线盒，把其外壳内部爆炸性混合气体因受到火花或电弧等影响而发生的爆炸局限在接线盒内，生产现场
不会引超爆炸。
隔爆型温度传感器热电阻可用于Bla~B3c级区内具有爆炸危险场所的温度测量。
3．温度传感器热电阻测温系统的组成
温度传感器热电阻测温系统一般由温度传感器热电阻、连接导线和显示仪表等组成。
必须注意以下两点：
①温度传感器热电阻和显示仪表的分度号必须一致
②为了消除连接导线电阻变化的影响，必须采用三线制接法。
具体内容参见本篇第三章。
（2）铠装温度传感器热电阻铠装温度传感器热电阻是由感温元件（电阻体）、引线、绝缘材料、不锈钢套管组合而成的坚实体，如图2-1-7所示，它的外径一般为φ2~φ8mm，最小可达φmm。
与普通型温度传感器热电阻相比，它有下列优点：①体积小，内部无空气隙，热惯性上，测量滞后小；
②机械性能好、耐振，抗冲击，③能弯曲，便于安装④使用寿命长。
（3）端面温度传感器热电阻端面温度传感器热电阻感温元件由特殊处理的电阻丝材绕制，紧贴在温度计端面，其结构如图2-1-8所示。
它与一般轴向温度传感器热电阻相比，能更正确和快速地反映被测端面的实际温度，适用于测量轴瓦和其他机件的端面温度。
（4）隔爆型温度传感器热电阻隔爆型温度传感器热电阻通过特殊结构的接线盒，把其外壳内部爆炸性混合气体因受到火花或电弧等影电阻体的断路修理必然要改变电阻丝的长短而影响电阻值，为此更换新的电阻体为好，若采用焊接修理，焊后要校验合格后才能使用
/cdbbs/2008-3/24/0832449FDA 9A40.html
随着时代的发展，科研、农业、暖通、纺织、机房、航空航天、电力等工业部门，越来越需要采用湿度传感器，对产品质量的要求越业越高，对环境温、湿度的控制以及对工业材料水份值的监测与分析都已成为比较普遍的技术条件之一。
湿度传感器产品及湿度测量属于90年代兴起的行业。
如何使用好湿度传感器，如何判断湿度传感器的性能，这对一般用户来讲，仍是一件较为复杂的技术问题。
下列此文供大家参考。
一、湿度传感器的分类及感湿特点
湿度传感器，分为电阻式和电容式两种，产品的基本形式都为在基片涂覆感湿材料形成感湿膜。
空气中的水蒸汽吸附于感湿材料后，元件的阻抗、介质常数发生很大的变化，从而制成湿敏元件。
国内外各厂家的湿度传感器产品水平不一，质量价格都相差较大，用户如何选择性能价格比最优的理想产品确有一定难度，需要在这方面作深入的了解。
湿度传感器具有如下特点：
1、精度和长期稳定性
湿度传感器的精度应达到±2%~±5%RH，达不到这个水平很难作为计量器具使用，湿度传感器要达到±2%~±3%RH的精度是比较困难的，通常产品资料中给出的特性是在常温（20
℃±10℃）和洁净的气体中测量的。
在实际使用中，由于尘土、油污及有害气体的影响，使用时间一长，会产生老化，精度下降，湿度传感器的精度水平要结合其长期稳定性去判断，一般说来，长期稳定性和使用寿命是影响湿度传感器质量的头等问题，年漂移量控制在1%RH水平的产品很少，一般都在±2%左右，甚至更高。
2、湿度传感器的温度系数
湿敏元件除对环境湿度敏感外，对温度亦十分敏感，其温度系数一般在0.2~0.8%RH/℃范围内，而且有的湿敏元件在不同的相对湿度下，其温度系数又有差别。
温漂非线性，这需要在电路上加温度补偿式。
采用单片机软件补偿，或无温度补偿的湿度传感器是保证不了全温范围的精度的，湿度传感器温漂曲线的线性化直接影响到补偿的效果，非线性的温漂往往补偿不出较好的效果，只有采用硬件温度跟随性补偿才会获得真实的补偿效果。
湿度传感器工作的温度范围也是重要参数。
多数湿敏元件难以在40℃以上正常工作。
3、湿度传感器的供电
金属氧化物陶瓷，高分子聚合物和氯化锂等湿敏材料施加直流电压时，会导致性能变化，甚至失效，所以这类湿度传感器不能用直流电压或有直流成份的交流电压。
必须是交流电供电。
4、互换性
目前，湿度传感器普遍存在着互换性差的现象，同一型号的传感器不能互换，严重影响了使用效果，给维修、调试增加了困难，有些厂家在这方面作出了种种努力，（但互换性仍很差）取得了较好效果。
5、湿度校正
校正湿度要比校正温度困难得多。
温度标定往往用一根标准温度计作标准即可，而湿度的标定标准较难实现，干湿球温度计和一些常见的指针式湿度计是不能用来作标定的，精度无法保证，因其要求环境条件非常严格，一般情况，（最好在湿度环境适合的条件下）在缺乏完善的检定设备时，通常用简单的饱和盐溶液检定法，并测量其温度。
二、对湿度传感器性能作初步判断的几种方法
在湿度传感器实际标定困难的情况下，可以通过一些简便的方法进行湿度传感器性能判断与检查。
1、一致性判定，同一类型，同一厂家的湿度传感器产品最好一次购买两支以上，越多越说明问题，放在一起通电比较检测输出值，在相对稳定的条件下，观察测试的一致性。
若进一步检测，可在24h内间隔一段时间记录，一天内一般都有高、中、低3种湿度和温度情况，可以较全面地观察产品的一致性和稳定性，包括温度补偿特性。
2、用嘴呵气或利用其它加湿手段对传感器加湿，观察其灵敏度、重复性、升湿脱湿性能，以及分辨率，产品的最高量程等。
3、对产品作开盒和关盒两种情况的测试。
比较是否一致，观察其热效应情况。
4、对产品在高温状态和低温状态（根据说明书标准）进行测试，并恢复到正常状态下检测和实验前的记录作比较，考查产品的温度适应性，并观察产品的一致性情况。
产品的性能最终要依据质检部门正规完备的检测手段。
利用饱和盐溶液作标定，也可使用名牌产品作比对检测，产品还应进行长期使用过程中的长期标定才能较全面地判断湿度
传感器的质量。
三、对市场上湿度传感器产品的几点分析
国内市场上出现了不少国内外湿度传感器产品，电容式湿敏元件较为多见，感湿材料种类主要为高分子聚合物，氯化锂和金属氧化物。
电容式湿敏元件的优点在于响应速度快、体积小、线性度好、较稳定，国外有些产品还具备高温工作性能。
但是达到上述性能的产品多为国外名牌，价格都较昂贵。
市场上出售的一些电容式湿敏元件低价产品，往往达不到上述水平，线性度、一致性和重复性都不甚理想，30%RH以下，80%RH以上感湿段变形严重。
有些产品采用单片机补偿修正，使湿度出现"阶跃"性的跳跃，使精度降低，出现一致性差、线性差的缺点。
无论高档次或低档次的电容式湿敏元件，长期稳定性都不理想，多数长期使用漂移严重，
湿敏电容容值变化为pF级，1%RH的变化不足0.5pF，容值的漂移改变往往引起几十RH%的误差，大多数电容式湿敏元件不具备40
℃以上温度下工作的性能，往往失效和损坏。
电容式湿敏元件抗腐蚀能力也较欠缺，往往对环境的洁净度要求较高，有的产品还存在光照失效、静电失效等现象，金属氧化物为陶瓷湿敏电阻，具有湿敏电容相同的优点，但尘埃环境下，陶瓷细孔被封堵元件就会失效，往往采用通电除尘的方法来处理，但效果不够理想，且在易燃易爆环境下不能使用，氧化铝感湿材料无法克服其表面结构"天然老化"的弱点，阻抗不稳定，金属氧物陶瓷湿敏电阻也同样存在长期稳定性差的弱点。
氯化锂湿敏电阻，具有最突出的优点是长期稳定性极强，因此通过严格的工艺制作，制成的仪表和传感器产品可以达到较高的精度，稳定性强是产品具备良好的线性度、精密度及一致性，是长期使用寿命的可靠保证。
氯化锂湿敏元件的长期稳定性其它感湿材料尚无法取代。
（注：素材和资料部分来自网络，供参考。
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