热电偶温度传感器
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。
流体力学实验装置的温度测量技术
流体力学实验装置的温度测量技术在流体力学实验中，温度是一个至关重要的参数，它直接影响着流体的性质和实验结果。
因此，准确可靠地测量流体实验装置中的温度是非常关键的。
本文将介绍几种常用的温度测量技术，以及它们在流体力学实验装置中的应用。
1. 热电偶温度传感器热电偶是一种常用的温度传感器，它基于热电效应来测量温度。
热电偶由两种不同的金属导体组成，当两种导体的焊点处温度发生变化时，将会在热电偶的两端产生一个电动势，从而实现对温度的测量。
在流体力学实验中，热电偶常常被用于测量流体的温度。
通过将热电偶传感器放置在流体中，可以实时监测流体的温度变化，帮助研究人员更好地理解流体性质。
2. 热敏电阻温度传感器热敏电阻是一种随温度变化而变化电阻值的半导体器件，它的电阻值随温度的升高而减小。
通过监测热敏电阻的电阻值变化，可以准确地测量温度。
在流体力学实验装置中，热敏电阻温度传感器被广泛应用于测量流体的温度。
由于其响应速度快、精度高且体积小，热敏电阻传感器可以有效地监测流体的温度变化，为实验结果的准确性提供保障。
3. 红外线测温技术红外线测温技术是一种非接触式测温方法，通过测量目标物体发出的红外辐射能量来计算其温度。
这种技术适用于高温、难以接触的情况下的温度测量。
在流体力学实验中，红外线测温技术能够实现对流体温度的快速、准确测量。
通过设置合适的红外线测温设备，研究人员可以迅速获取流体各处的温度分布情况，为实验数据的分析提供便利。
综上所述，流体力学实验装置的温度测量技术有多种选择，每种技术都具有自己的优势和适用范围。
研究人员可以根据实际需要和实验条件选择合适的温度测量技术，确保实验结果的准确性和可靠性。
热电偶温度传感器原理
热电偶温度传感器原理热电偶温度传感器是一种常见的温度测量装置，其工作原理基于热电效应。
热电效应是指当两种不同金属的接触点处于不同温度时，会产生电动势。
利用这一原理，热电偶温度传感器可以测量被测物体的温度。
热电偶温度传感器由两根不同金属的导线组成，一般常用的金属有铜和铠，这两种金属具有较大的热电效应。
两根导线的一端通过焊接或者紧固连接在一起，形成一个热电偶的测量点。
另一端则与温度显示仪器连接，用于读取并显示温度数值。
当热电偶的测量端与被测物体接触时，由于两种金属的热电效应不同，两端之间就会产生一个微小的电势差。
这个电势差与被测物体的温度成正比，即温度升高，电势差增大；温度降低，电势差减小。
通过测量这个电势差，可以确定被测物体的温度。
热电偶温度传感器的测量精度主要取决于两个方面：一是热电偶的材料选择，二是温度显示仪器的精度。
热电偶的材料选择需要满足被测物体的温度范围，并且具有较大的热电效应。
常用的热电偶材料有K型、J型、T型等，它们适用于不同的温度范围。
在实际应用中，为了提高测量精度，常常采取一些校准和补偿方法。
热电偶温度传感器在测量前需要进行零点校准和线性校准，以消除传感器本身的误差。
同时，由于热电偶的输出信号受到环境温度的影响，还需要进行冷端补偿，以提高测量精度。
热电偶温度传感器具有许多优点，首先是其响应速度快，可以实时测量温度变化。
其次，热电偶温度传感器结构简单，成本较低，可靠性高。
此外，热电偶温度传感器的温度范围广，可测量的温度范围一般在-200℃到+2000℃之间。
然而，热电偶温度传感器也存在一些限制和注意事项。
首先，热电偶温度传感器的输出信号较小，需要进行放大和滤波处理。
其次，热电偶温度传感器对外部电磁干扰较为敏感，需要采取屏蔽措施。
此外，在测量过程中需要注意测量点与被测物体之间的热接触，以确保温度测量的准确性。
热电偶温度传感器是一种常用的温度测量装置，其工作原理基于热电效应。
通过测量两种不同金属的导线之间的电势差，可以确定被测物体的温度。
热电偶温度传感器的测温原理
热电偶温度传感器的测温原理
热电偶温度传感器是一种利用电子原理测量和监测温度的特殊器件，它主要利用了热电效应的原理，它的工作原理是运用原子层的原理，建立一个由热电材料中两个热电片之间的电位耦合系统，当电流穿过两个热电片时，热电片的温度不一的情况下电位的值是不同的，这种差异值可以转换成一定的电位值通过多参数模型分析，从而计算出温度值，使用温度传感器测量可以完成对温度环境变化的快速反应，比较精准的实现高精度的测量。
热电偶温度传感器主要由包括几部分组成：由热电材料生成的热电片，触点装置，一个支架，和输入模块。
热电材料由两个热电片，用特殊产生的负温度系数和热电阻器，这样当他们之间的温度不一致时，热电效应便会产生，即当温度变化时，当这两个热电片之间的温度发生变化时，他们之间就会产生出电位差，可以根据电位差判断出温度变化幅度。
支架和输入模块则会将两个热电片芯片固定在一起，用来将热电片的信号转换成有效输出对应的电压和电流，从而可以方便的被主机计算机进行采集，进而实现温度高精度的测量。
热电偶温度传感器是多用途的，相比于其他的温度计，在它的尺寸小，重量轻，可靠性、稳定性高的同时具有很强的噪声抑制能力等特点，因此，在一些重要位置要求高精度测温的场合，热电偶温度传感器时最为理想的选择。
热电偶温度传感器
●热电偶温度传感器介绍
标准化热电偶温度传感器我国从1988年1月1日起，热电 偶温度传感器和温度传感器热电阻全部按IEC国际标准生 产，并指定S、B、E、K、R、J、T七种标准化热电偶温度 传感器为我国统一设计型热电偶温度传感器。
●热电偶温度传感器介绍
2. K型热电偶温度传感器
K型热电偶作为一种温度传感器，K型热电偶通常和显示仪表，记录仪表和电 子调节器配套使用[1]。K型热电偶可以直接测量各种生产中从0℃到1300℃范 围的液体蒸汽和气体介质以及固体的表面温度。K型热电偶通常由感温元件、 安装固定装置和接线盒等主要部件组成。K型热电偶是目前用量最大的廉金属 热电偶，其用量为其他热电偶的总和。K型热电偶丝直径一般为1.2～4.0mm。 正极（KP）的名义化学成分为：Ni：Cr=90:10，负极（KN）的名义化学成分 为：Ni:Si=97：3，其使用温度为-200~1300℃。K型热电偶具有线性度好，热 电动势较大，灵敏度高，稳定性和均匀性较好，抗氧化性能强，价格便宜等 优点，能用于氧化性惰性气氛中广泛为用户所采用。K型热电偶不能直接在高 温下用于硫，还原性或还原，氧化交替的气氛中和真空中，也不推荐用于弱 氧化气氛.
常用热电偶温度传感器可分为标准热电偶温度传感器和非标准热电偶温度 传感器两大类。所调用标准热电偶温度传感器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热电偶温度传感器，它 有与其配套的显示仪表可供选用。非标准化热电偶温度传感器在使用范围或 数量级上均不及标准化热电偶温度传感器，一般也没有统一的分度表，主要 用于某些特殊场合的测量。
●热电偶温度传感器介绍
3.热电偶温度传感器的价格参考
CEM/华盛昌NR38
标准价：179
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。
以热电阻或热电偶作为传感元件的温度传感器有哪些类型？
热电阻和热电偶是两种常见的温度传感器，它们都可以用来测量温度。
热电阻是一种电阻随温度变化的元件，而热电偶则是一种将温度变化转换为电压信号的元件。
根据不同的应用场景和需求，热电阻或热电偶作为传感元件的温度传感器可以分为以下几种类型：
1. 普通型温度传感器：这种类型的温度传感器主要用于测量一般的温度范围，如0℃~100℃。
它们通常具有较高的精度和稳定性，适用于各种工业应用。
2. 高温型温度传感器：这种类型的温度传感器主要用于测量高温环境，如100℃~300℃。
它们通常采用特殊的材料和结构设计，以承受高温环境下的工作条件。
3. 低温型温度传感器：这种类型的温度传感器主要用于测量低温环境，如-200℃~0℃。
它们通常采用特殊的材料和结构设计，以承受低温环境下的工作条件。
4. 高精度型温度传感器：这种类型的温度传感器主要用于测量高精度的温度值，如±0.1℃。
它们通常采用先进的技术和工艺，以提高测量精度和稳定性。
5. 快速响应型温度传感器：这种类型的温度传感器主要用于测量快速变化的温度值，如每秒几十次到几百次。
它们通常采用高速响应的电路和算法，以实现快速测量和控制。
耐高温的温度传感器
耐高温的温度传感器耐高温的温度传感器概述温度传感器是一种常见的测量和监测设备，用于测量和监控物体的温度。
在许多工业和非工业应用中，需要使用能够承受高温的温度传感器。
耐高温的温度传感器可以在高温环境下保持稳定工作，确保准确的温度测量和监测。
本文将介绍耐高温的温度传感器的原理、应用和相关技术。
一、耐高温温度传感器的原理耐高温温度传感器根据不同的工作原理可以分为多种类型，常见的有热电偶、热电阻、红外温度传感器等。
以下将介绍几种常见的耐高温温度传感器原理：1. 热电偶：热电偶是一种基于热电效应的温度传感器。
它由两种不同金属或合金构成的导线组成，当两个导线连接处存在温差时，会产生电动势，从而测量温度。
热电偶具有耐高温、快速响应、线性输出等特点，常用于高温熔炉、热处理等工业场合。
2. 热电阻：热电阻是基于电阻与温度之间的关系来测量温度的传感器。
常见的热电阻材料有铂、镍、铜等。
在高温环境下，铂热电阻是最常用的一种。
热电阻具有较高的准确性和稳定性，适用于高温炉、烟道测量等场合。
3. 红外温度传感器：红外温度传感器通过测量物体辐射的红外辐射来确定温度。
它适用于许多高温工作环境，例如玻璃窑、钢铁冶炼等。
红外温度传感器具有非接触、快速响应、避免污染等特点。
二、耐高温温度传感器的应用耐高温的温度传感器广泛应用于以下领域：1. 工业领域：耐高温温度传感器在许多工业过程中起着至关重要的作用。
例如，在炼油、化工、钢铁等行业，需要测量和监控高温反应器、高温熔炉、高温煅烧等过程中的温度变化，以确保生产的安全性和质量。
2. 能源领域：耐高温温度传感器也被广泛应用于能源行业，例如燃气轮机、核电站等。
在这些领域，需要测量高温涡轮进气口、高温涡轮排气口等处的温度，以监测设备的运行状态。
3. 汽车行业：在汽车发动机等部件中，由于高温环境的存在，常常需要使用高温传感器来测量和监测各种液体和气体的温度。
这些数据对发动机的性能和耐久性具有重要影响。
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2. 温差电势 Thomson电势
温差电动势的大小取决于导体的材料及两端的温度。eA
e A T，T0 A dT
T T0
传感器与检测技术
e (T，T ) — 导体A两端温度为T、T 时形成的温差电
A
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
0
0
T，T0 σA
动势； — 高低端的绝对温度； — 汤姆逊系数，表示导体A两端的温度差 为1℃时所产生的温差电动势，例如在 0℃时，铜的σ =2μV/℃。 11
3
一、热电偶的特点 温度测量范围宽
性能稳定、准确可靠 信号可以远传和纪录
传感器与检测技术
4
二、热电偶的分类
1 按材料分类 2 按用途和结构分类
廉价金属 普通工业类 铁－康铜、铜－康铜、镍铬 直形、角形、锥形 －考铜、 …… 专用类 贵重金属 铂铑10－铂、铂铑传感器与检测技术 10－铂铑6 难熔金属 钨铼系、钨钼系、…… 非金属 二碳化钨－二碳化钼、石墨 ＝碳化物 ……
5
三、 工作原理
1821年，德国物理学家 塞贝克发现，在两种不 同的金属所组成的闭合 回路中，当两接触处的 温度不同时，回路中会 传感器与检测技术 产生一个电势，这就是 热电效应，也称作“塞 贝克效应（Seebeck effect）”。
Thomas Johann Seebeck 9 April 1770 – 10 December 1831
NBT0 —— 导体 B 在结点温度为 T0 时的电子密度；
A —— 导体 A 的汤姆逊系数； B —— 导体 B 的汤姆逊系数。
13
3. 回路总电势
由于在金属中自由电子数目很多，温度对自由电子密度 的影响很小，故温差电动势可以忽略不计，在热电偶回 路中起主要作用的是接触电动势。NAT和NAT0可记做NA， 传感器与检测技术 NBT和NBT0可记做NB ，则 有
目录
•测温原理 •相关性质
传感器与检测技术
•冷端补偿
1
传感器与检测技术
2
一、热电偶测温原理 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 传感器与检测技术 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。
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四点结论：
★ 热电偶回路热电势只与组成热电偶的材料及 两端温度有关；与热电偶的长度、粗细无关。 ★ 只有用不同性质的导体(或半导体)才能组合 传感器与检测技术 成热电偶；相同材料不会产生热电势，因为 当A、B两种导体是同一种材料时， ln (NA/NB) = 0
也即
EAB(T，T0) = 0
16
四点结论：
★ 只有当热电偶两端温度不同，热电偶的两导 体材料不同时才能有热电势产生。
★ 导体材料确定后，热电势的大小只与热电偶 传感器与检测技术 两端的温度有关。如果使 EAB(T0)=常数， 则回路热电势EAB(T，T0)就只与温度T有关， 而且是T 的单值函数，这就是利用热电偶测 温的原理。 E (T , T ) E (T ) E (T )
NA k E AB (T ,T0 ) ≈e AB (T )－e AB (T0 ) = (T－T0 )ln e NB
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对于有几种不同材料串联组成的闭合回
路，接点温度分别为T1、T2 、 …、Tn ，冷端
温度为零度的热电势。其热电势为
传感器与检测技术
E ABN e AB T1 eBC T2 eNA TN
T kT N AT kT0 N AT 0 ln － ln Ｂ－ Ａ dT T0 e N BT e N BT 0
传感器与检测技术
NAT —— 导体 A 在结点温度为 T 时的电子密度；
NAT0 —— 导体 A在结点温度为 T0 时的电子密度； NBT —— 导体 B 在结点温度为 T 时的电子密度；
3. 回路总电势
由导体材料 A 、 B 组成的闭合回路，其接 点温度分别为 T、T0 ,如果 T ＞ T0 ，则必存在 着两个接触电势和两个温差电势，回路总电势：
传感器与检测技术
12
3. 回路总电势
如果 T ＞ T0 ，回路总电势：
E AB T ,T0 e AB T －e AB T0 eB T ,T0 －e A T ,T0
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四、热电偶回路的性质（基本定律） 1. 均质导体定律 由一种均质导体组成的闭合回路，不论 其导体是否存在温度梯度，回路中没有电流 ( 传感器与检测技术 即不产生电动势)； 反之，如果有电流流动，此材料则一定 是非均质的，即热电偶必须采用两种不同材 料作为电极。
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2. 中间导体定律
中间导体定则： 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，则回路中总的热电动 势不变 传感器与检测技术 C
6
三、 工作原理
热端
传感器与检测技术
冷端
回路中所产生的电动势，叫热电势。热电势由两 部分组成，即温差电势和接触电势。
7
1. 接触电势 Peltier电势
传感器与检测技术
eAB T
接触电势原理图
8
1. 接触电势 Peltier电势
kT NA e AB T ln e NB
e
AB
传感器与检测技术 (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 ；
NA、NB —— 导体A、B在温度为T 时的自由电子密度。
接触电势的大小与温度高低及导体中的电子密度有关。
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2. 温差电势 Thomson电势
ＥA(T)
T A
传感器与检测技术
T0
温差电势原理图
AB 0 AB AB 0
f (T ) C (T )
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逆向赛贝克效应
电荷载体在导体中运动形成电流。由于电荷载体在不同 的材料中处于不同的能级，当它从高能级向低能级运动 时，便释放出多余的能量；相反，从低能级向高能级运 传感器与检测技术 动时，从外界吸收能量。能量在两材料的交界面处以热 的形式吸收或放出