温度传感器分类与特点共17页文档
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。
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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温度传感器分类与特点(共15张PPT)
例如：热电阻、热敏电阻、热电偶等。 除温度以外，特性对其它物理量的灵敏度要低； Classification and characteristics 例如：辐射高温计、辐射高温计等。
特 函数 性
开关型 特性
特征
测温范围宽、 输出小
传感器名称 测温电阻器、晶体管、热电偶、可控硅、 半导体集成电路传感器、石英晶体振动器、 压力式温度计、玻璃制温度计
测温范围窄、 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
1.4 温度传感器特性
分类
特征
传感器名称
超高温用 1500℃以上
温度传感器分类与特点
Classification and characteristics of temperature sensors
课程内容 Course Contents
1.1 温度传感器定义 1.2 温度传感器要求 1.3 温度传感器分类 1.4 温度传感器特性
课程内容 Course Contents
半导体集成电路传机感械器、性石能英好晶，体耐振化动学器腐、蚀，耐热性能好； 感温铁氧体、双金属温度计 光学高温计、辐射能传大感器批量生产，价格廉价；
半压导力体 式集温成度电计路、传玻感璃无器制危、温险石度性英计，晶无体振公动害器等、。
课程内容 Course Contents
1.1 温度传感器定义
1.2 温度传感器要求 1.3 温度传感器分类
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
(完整版)温度传感器的工作原理与分类
温度传感器的工作原理与分类一、温度传感器传感器热电偶热电偶的应用原理温度传感器温度传感器热电偶是工业上最常用的温度检测元件之一。
其优点是：①测量精度高。
因温度传感器热电偶直接与被测对象接触，不受中间介质的影响。
②测量范围广.常用的温度传感器热电偶从-50~+1600℃均可边续测量,某些特殊温度传感器热电偶最低可测到-269℃（如金铁镍铬），最高可达+2800℃(如钨—铼)。
③构造简单，使用方便。
温度传感器热电偶通常是由两种不同的金属丝组成，而且不受大小和开头的限制，外有保护套管，用起来非常方便。
1．温度传感器热电偶测温基本原理将两种不同材料的导体或半导体A和B焊接起来，构成一个闭合回路，当导体A和B的两个执着点1和2之间存在温差时，两者之间便产生电动势,因而在回路中形成一个大小的电流，这种现象称为热电效应。
温度传感器热电偶就是利用这一效应来工作的。
2．温度传感器热电偶的种类及结构形成（1)温度传感器热电偶的种类常用温度传感器热电偶可分为标准温度传感器热电偶和非标准温度传感器热电偶两大类.所谓标准温度传感器热电偶是指国家标准规定了其热电势与温度的关系、允许误差、并有统一的标准分度表的温度传感器热电偶，它有与其配套的显示仪表可供选用。
非标准化温度传感器热电偶在使用范围或数量级上均不及标准化温度传感器热电偶，一般也没有统一的分度表，主要用于某些特殊场合的测量。
标准化温度传感器热电偶我国从1988年1月1日起,温度传感器热电偶和温度传感器热电阻热电阻全部按IEC国际标准生产，并指定S、B、E、K、R、J、T七种标准化温度传感器热电偶为我国统一设计型温度传感器热电偶。
(2）温度传感器热电偶的结构形式为了保证温度传感器热电偶可靠、稳定地工作，对它的结构要求如下：① 组成温度传感器热电偶的两个热电极的焊接必须牢固；② 两个热电极彼此之间应很好地绝缘，以防短路；③ 补偿导线与温度传感器热电偶自由端的连接要方便可靠; ④ 保护套管应能保证热电极与有害介质充分隔离。
温度传感器简介
温度采用光纤光栅温度传感器，其耐久性好， 能绝对测量，测试精度为±0.1℃，温度传感器的布 设既考虑了温度在梁内的分布特点，同时也考虑了 光纤光栅应变传感器的温度补偿。
光纤光栅温度传感器传感探头
光纤光栅温度传感器在桥梁中的布设
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)
4、发展新产品，根据被测对象的环境，提 出了许多特殊的要求。如防硫、防爆、耐磨的热 电偶，钢水连续测温，火焰温度测量等。 5、检定自动化:由于温度校验装置将直接影 响温度仪表质量的提高，值得在这方面花大力气 进行研究。
温度传感器在桥梁检测的应用
桥梁在一个国家的交通运输和经济发展中占 有重要位置，桥梁缺陷检测和结构健康监测是保 证桥梁安全运营的重要手段。一般来说，桥梁对 于安全性、可靠性、耐用性、稳定性的需求是非 常之高的。 在桥梁的使用过程中，如何才能对桥梁经行 实时的监控呢？温度传感器就为我们解决了这个 难题，温度传感器应用在桥梁中可实现对桥梁结 构健康状况的长期实时监测，并为将来评估桥梁 的损伤状况提供依据。
记号
H
M
N
X 特殊B值
两温度点
25/75
25/100
100/200
不同原理的温度传感器
不同原理的温度传感器
温度传感器是一种测量环境温度的装置，根据工作原理的不同，可以分为以下几种类型：
1. 热电阻温度传感器：热电阻温度传感器利用材料电阻随温度变化的特性来测量温度。
常见的热电阻温度传感器有铂电阻温度传感器和镍电阻温度传感器。
2. 热敏电阻温度传感器：热敏电阻温度传感器使用热敏材料的电阻随温度变化的特点来实现温度测量。
根据材料的不同，可以分为正温系数热敏电阻和负温系数热敏电阻。
3. 热电偶温度传感器：热电偶温度传感器基于热电效应，利用两种不同金属在温度变化时产生的电势差来测量温度。
常用的热电偶材料有铜-常铜（K型热电偶）、铜-镍（E型热电偶）
和铁-铜镍（J型热电偶）等。
4. 热电集成电路温度传感器：热电集成电路温度传感器利用温度对PN结或场效应管等器件特性的影响来测量温度。
常见的
热电集成电路温度传感器有LM35、LM75等。
5. 光学温度传感器：光学温度传感器利用物质在不同温度下的物理性质变化来测量温度，常见的光学温度传感器有红外线温度传感器和光纤温度传感器。
6. 压阻式温度传感器：压阻式温度传感器根据材料的压阻特性来测量温度，常见的压阻式温度传感器有硅压阻温度传感器和
多晶硅温度传感器。
以上是一些常见的温度传感器的工作原理，它们各具特点，应用于不同的领域和场合，用于精确测量温度信息。
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
热电式温度传感器的优点是：实现了非接触式测值，不为红外线的 波长所左右，可获得稳定的检测灵敏度。可以实现对高、低温物体以及移 动中的气体、液体、固体状态的检测对象的远程温度测量。另外，这种温 度传感器使用简单、价格便宜。
机电一体化
图3-19 热敏电阻器的各种形状 表3-3示出了常用热敏电阻器的种类和特性，可以看出，随着温 度的升高，有在特定温度下阻抗急剧增加的PTC型，有在特定温度下阻 抗急剧减小的CTR型，以及阻抗随温度按指数规律减的NTC型等。PTC 型不能在宽广的温度范围内作为温度传感器使用，但是与NTC型相比 较，其温度系数高出接近一个数量级，因此常作为定温温度传感器使用。 作为定温温度传感器使用的还有CTR型，只是其阻抗在特定温度下不是 急剧增加，而是急剧减小。由于PTC型热敏电阻器具有特异的阻抗一温 度特性，因此广泛应用于电饭锅、干燥机、干燥器等很多种工业制品中， 作为温度传感器使用。
作为定温温度传感器使用的还有CTR型，只是其阻抗在特定温度下 不是急剧增加，而是急剧减小。由于PTC型热敏电阻器具有特异的阻抗 一温度特性，因此广泛应用于电饭锅、干燥机、干燥器等很多种工业制 品中，作为温度传感器使用。
表3-3 热敏阻器的种类与特性
种类 特性
NT 随着温度升高阻抗值 C 减小的负温度系数
热电偶具有以下优点：比较便宜、容易买到，测量方法简单、测 温精度高，测量时间上的滞后小，可以实现很宽范围内的温度测量( 与热敏电阻等相比)。可以选用与灵敏度和寿命等状况相适应的热电 偶类型。利用热电偶可以进行小型被测物和狭窄场所的测温，可以进 行较长距离(即被测物体与测温仪表之间的距离较远)的温度测量，对 于测量电路到测温仪表中间的电路，即使局部的温度发生变化，也基 本上不会对测定值造成影响。图3-22示出了典型热电偶的热电动势温度特性。
温度传感器
第一章温度传感器温度传感器为温度测量电路中的关键部件。
温度传感器有很多种类，根据测温的方式可分为接触式温度传感器和非接触式温度传感器两大类；接触式温度传感器是指被测物体与传感器直接进行接触的这类传感器，非接触式传感器则是被测物体与传感器不直接接触，被测物体通过辐射热量到传感器而进行测温的传感器。
根据不同用途和制造材料，温度传感器还可以分成多种种类，如热敏电阻（NTC、PTC、CTR）、铂电阻、热电偶、半导体温度传感器、量子温度传感器、集成温度传感器等。
温度传感器的分类如下。
第一节热敏电阻热敏电阻是利用半导体的阻值随温度变化这一特性而制成的，分为NTC（负温度系数Negative Temperature Coefficient）热敏电阻、PTC（正温度系数Positive Temperature Coefficient）热敏电阻两大类。
PTC热敏电阻阻值随温度升高而增大，NTC热敏电阻阻值随温度升高而降低。
根据用途不同，NTC热敏电阻又分为: 功率型NTC热敏电阻、补偿型NTC热敏电阻、测温型NTC热敏电阻。
PTC热敏电阻是具温度敏感性的半导体电阻，一旦超过一定的温度(居里温度)时，它的电阻值随着温度的升高几乎是呈阶跃式的增大。
PTC热敏电阻的制造材料是以BaTiO3或SrTiO3或PbTiO3为主要成分的烧结体，并掺入微量的Nb、Ta、Bi、Sb、Y、La等氧化物进行原子价控制而使之半导体化，常将这种半导体化的BaTiO3等材料简称为半导（体）瓷；同时还添加增大其正电阻温度系数的Mn、Fe、Cu、Cr氧化物，采用一般陶瓷工艺成形、高温烧结而使钛酸铂等及其固溶体半导化，从而得到正温度特性的热敏电阻材料。
根据制造材质的不同，PTC热敏电阻又分为：陶瓷PTC热敏电阻和有机高分子PTC热敏电阻；根据用途的不同，PTC热敏电阻分为：自动消磁用PTC热敏电阻、延时启动用PTC热敏电阻、恒温加热用PTC热敏电阻、过载保护用PTC热敏电阻、传感器用PTC热敏电阻。
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。
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31、园日涉以成趣，门虽设而常关。 32、鼓腹无所思。朝起暮归眠。 33、倾壶绝余沥，窥灶不见烟。
34、春秋满四泽，夏云多奇峰，秋月 扬明辉 ，冬岭 秀孤松 。 35、丈夫志四海，我愿不知老。
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26、要使整个人生都过得舒适、愉快，这是不可能的，因为人类必须具备一种能应付逆境的态度。——卢梭
▪பைடு நூலகம்
27、只有把抱怨环境的心情，化为上进的力量，才是成功的保证。——罗曼·罗兰
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28、知之者不如好之者，好之者不如乐之者。——孔子
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29、勇猛、大胆和坚定的决心能够抵得上武器的精良。——达·芬奇
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30、意志是一个强壮的盲人，倚靠在明眼的跛子肩上。——叔本华
谢谢！
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