传感器原理及应用第三章温度传感器概要
传感器原理及应用温度传感器
传感器原理及应用温度传感器一、传感器原理传感器是将非电信号转化为电信号的装置，它通过测量其中一被测量物理量（如温度、压力、湿度等）的变化，并将其转换为可用的电信号输出。
温度传感器是一种用来测量温度的传感器，它通常由敏感元件和信号处理电路组成。
敏感元件接受来自被测对象的温度变化，并将其转化为电信号，信号处理电路进一步处理该电信号并输出。
常见的温度传感器有热电偶、热电阻、半导体温度传感器等。
1.热电偶：热电偶是利用两种不同金属的热电极在温度差下产生热电势的原理进行温度测量的。
当两个不同金属的连接点分别处在不同温度下时，会在连接点间产生热电势，称为温差电动势，通过对热电势的测量，可以得到被测温度。
热电偶具有响应快、测量范围广、结构简单等优点，常用于高温环境下的温度测量。
2.热电阻：热电阻是利用材料的电阻随温度变化的特性进行温度测量的。
热电阻通常由金属或半导体材料制成，在不同温度下，其电阻值会发生变化，通过测量电阻值的变化，可以得到被测温度。
常见的热电阻有铂电阻，具有精度高、稳定性好等特点，广泛应用于精密温度测量领域。
3.半导体温度传感器：半导体温度传感器是利用半导体材料的电阻随温度变化的特性进行温度测量的。
半导体温度传感器通常由硅基芯片制成，其电阻值随温度变化呈现一定的规律。
通过测量电阻值，可以得到被测温度。
半导体温度传感器具有体积小、响应快、价格低等优点，广泛应用于家电、电子产品等领域。
二、温度传感器应用温度传感器在各个行业和领域有着广泛的应用。
1.工业领域：温度传感器在工业领域中被广泛应用于监测加热设备、冷却系统、炉温控制等。
它可以帮助实时监测设备的温度变化，避免因温度过高或过低导致设备故障或损坏。
2.电子产品：温度传感器在电子产品中应用广泛，如智能手机、电脑、平板电脑等。
它可以用于监测设备的温度，防止设备因温度过高而损坏。
3.汽车行业：温度传感器在汽车行业中被用于发动机温度的监测，以及空调系统、冷却系统等的温度控制。
温度传感器原理与应用
温度传感器原理与应用一、热敏电阻温度传感器原理：热敏电阻是一种灵敏度随温度变化的电阻，常见的热敏电阻材料有铂、镍、铜、铁氧体等。
其原理是根据材料的电阻随温度的变化来测量温度。
当温度升高时，热敏电阻的电阻值减小，反之则增大。
通过测量电阻的变化，可以得到温度的变化情况。
热敏电阻温度传感器的应用十分广泛，常见的应用场景包括家电、汽车、医疗设备等。
例如，室内恒温器上常用的NTC温度传感器，它可以测量室内的温度，并根据温度的变化来控制空调的开关机，以保持室内的舒适温度。
二、热电偶温度传感器原理：热电偶是利用两种不同金属导体的热电效应来测量温度的装置，常见的热电偶材料有铜/铜镍、铬/铝、铬/铜等。
其原理是根据热电效应，当两个不同材料的接触点处温度不同时，会在金属导体中产生电势差。
通过测量电势差的大小，可以得到温度的变化情况。
热电偶温度传感器具有较宽的测量范围和较高的测量精度，常用于工业领域的温度测量。
例如，高温炉、燃气炉等工业设备上经常使用热电偶来测量温度。
此外，医疗领域中血温测量也常用到热电偶。
三、热电阻温度传感器原理：热电阻是一种温度感应器件，利用电阻材料在温度变化时的电阻变化来测量温度。
常用的材料有铂、镍、铜等。
其中，铂热电阻是最常见和最稳定的热电阻材料之一、其原理是根据金属电阻温度系数的变化来测量温度。
热电阻温度传感器具有高精度和稳定性，广泛应用于科研实验、工业自动化等领域。
例如，实验室中的温度控制、反应釜中的温度监控以及环境监测等都使用了热电阻温度传感器。
总结而言，温度传感器根据不同的原理，如热敏电阻、热电偶和热电阻等，能够测量环境、物体或系统的温度。
其应用范围广泛，包括家电、汽车、医疗设备、工业自动化等领域。
温度传感器的发展为人们提供了更加方便、准确的温度测量手段，推动了科技的进步和人类社会的发展。
温度传感器概述、应用及原理(热敏电阻器、电阻温度探测器、热电偶、固态热传感器)
温度传感器概述、应用及原理（热敏电阻器、电阻温度探测器、热电偶、固态热传感器）热敏电阻器用来测量温度的传感器种类很多，热敏电阻器就是其中之一。
许多热敏电阻具有负温度系数(NTC)，也就是说温度下降时它的电阻值会升高。
在所有被动式温度传感器中，热敏电阻的灵敏度(即温度每变化一度时电阻的变化)最高，但热敏电阻的电阻/温度曲线是非线性的。
表1是一个典型的NTC热敏电阻器性能参数。
这些数据是对Vishay-Dale热敏电阻进行量测得到的，但它也代表了NTC热敏电阻的总体情况。
其中电阻值以一个比率形式给出(R/R25)，该比率表示当前温度下的阻值与25℃时的阻值之比，通常同一系列的热敏电阻器具有类似的特性和相同电阻/温度曲线。
以表1中的热敏电阻系列为例，25℃时阻值为10KΩ的电阻，在0℃时电阻为28.1KΩ，60℃时电阻为4.086KΩ;与此类似，25℃时电阻为5KΩ的热敏电阻在0℃时电阻则为14.050KΩ。
图1是热敏电阻的温度曲线，可以看到电阻/温度曲线是非线性的。
虽然这里的热敏电阻数据以10℃为增量，但有些热敏电阻可以以5℃甚至1℃为增量。
如果想要知道两点之间某一温度下的阻值，可以用这个曲线来估计，也可以直接计算出电阻值，计算公式如下：这里T指开氏绝对温度，A、B、C、D是常数，根据热敏电阻的特性而各有不同，这些参数由热敏电阻的制造商提供。
热敏电阻一般有一个误差范围，用来规定样品之间的一致性。
根据使用的材料不同，误差值通常在1%至10%之间。
有些热敏电阻设计成应用时可以互换，用于不能进行现场调节的场合。
例如一台仪器，用户或现场工程师只能更换热敏电阻而无法进行校准，这种热敏电阻比普通的精度要高很多，也要贵得多。
图2是利用热敏电阻测量温度的典型电路。
电阻R1将热敏电阻的电压拉升到参考电压，一般它与ADC的参考电压一致，因此如果ADC的参考电压是5V，Vref也将是5V。
热敏电阻和电阻串联产生分压，其阻值变化使得节点处的电压也产生变化，该电路的精度取决于热敏电阻和电阻的误差以及参考电压的精度。
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。
温度传感器的应用和原理
温度传感器的应用和原理一、温度传感器的基本原理温度传感器是一种用于测量环境温度的设备。
它通过感知物体的温度变化并将其转换为电信号，从而实现对温度的测量。
常见的温度传感器有热电偶、热电阻、半导体温度传感器等。
1. 热电偶传感器热电偶传感器是利用两种不同金属导体的热电效应产生的电动势来测量温度的传感器。
当两个接触的金属导体温度不同时，会产生一个温差电动势。
通过测量这个电动势，我们可以计算出温度的变化。
2. 热电阻传感器热电阻传感器是利用电阻材料的温度系数来测量温度变化的传感器。
常见的热电阻材料有铂金、镍铜等。
随着温度的变化，热电阻材料的电阻值也会发生变化。
通过测量电阻的变化，我们可以得知温度的变化。
3. 半导体温度传感器半导体温度传感器是利用半导体材料的电阻与温度之间的关系来测量温度的传感器。
半导体材料的电阻与温度呈非线性关系，因此需要使用转换电路进行校准。
半导体温度传感器具有体积小、响应快、价格低廉等优点，广泛应用于家电、汽车电子等领域。
二、温度传感器的应用1. 工业自动化领域在工业自动化领域，温度传感器被广泛应用于温度监控和控制系统中。
通过实时监测温度变化，可以保证工业生产过程的稳定性和安全性。
温度传感器可以用于监测机器设备的温度，控制冷却设备的运行，避免过热造成的故障。
2. 医疗行业温度传感器在医疗行业中扮演着重要角色。
例如，在体温计中使用的传感器可以精确测量人体的体温，并帮助医生判断病情，进行正确的治疗。
此外，温度传感器还被用于监测医疗设备的工作温度，确保设备安全运行。
3. 环境监测温度传感器广泛应用于环境监测领域。
例如，气象站使用温度传感器测量气温，帮助预测天气变化。
温度传感器还可以用于建筑物的温度监测，帮助调节室内温度，提高能源利用效率。
4. 汽车电子在汽车电子领域，温度传感器被广泛应用于引擎、变速器和制动系统等关键部位。
通过实时监测温度变化，可以避免因温度过高而引起的故障。
温度传感器还可以用于驾驶员座椅的温度调节，提供舒适的驾驶环境。
简述温度传感器的测温原理及应用
简述温度传感器的测温原理及应用一、温度传感器的测温原理1. 热电测温原理•利用热电效应，将温度转换为电压或电流信号进行测量。
•常见热电测温原理有热电偶和热电阻。
2. 热敏测温原理•利用材料的热敏性质，即温度对电阻或电导率的敏感程度进行测量。
•常见热敏测温原理有热敏电阻和热敏电导。
3. 热电偶测温原理•由两种不同金属/合金所组成，当连接处温度变化时，产生电动势。
•常用的热电偶有K型、J型、T型等。
4. 热电阻测温原理•利用材料的电阻随温度的变化而变化的特性进行测温。
•常见的热电阻有铂电阻、镍电阻等。
二、温度传感器的应用1. 工业自动化•温度传感器广泛应用于工业生产过程中的温度测量与控制。
•可用于测量液体、气体、固体等各种介质的温度。
2. 环境监测•温度传感器可用于室内温度监测、气象站温度测量等环境监测应用。
•可用于建筑物、办公室、仓库等多个场所的温度控制。
3. 医疗领域•医疗设备中常用温度传感器进行体温测量、手术过程中的温度监控等。
•温度传感器还可用于药品储存和运输过程中的温度监测。
4. 农业生产•温度传感器可用于农业生产中的温室控制、水培温度监测等应用。
•可实现对温室内温度的精确控制，提高农产品生产效率。
5. 热风炉控制•温度传感器在热风炉设备中的应用，可用于监测和控制炉内的温度。
•通过温度传感器的测量，可以实现热风炉的稳定运行和节能控制。
6. 汽车工业•温度传感器在汽车工业中的应用，主要用于发动机和冷却系统的温度监测。
•可实现对汽车引擎的温度控制，保证发动机的正常工作和延长寿命。
三、小结温度传感器是一种常见的传感器，根据不同的测温原理可以选择适合的传感器类型。
其应用范围广泛，包括工业自动化、环境监测、医疗领域、农业生产、热风炉控制、汽车工业等。
通过温度传感器的测量和控制，可以提高生产效率、保证安全性，满足不同领域的需求。
温度传感器的原理和应用
温度传感器的原理和应用概述温度传感器是一种将温度信号转换成电信号的装置。
它通过测量物体的温度，将温度转化为相应的电信号，可以广泛应用于各种领域，如工业自动化、医疗设备、环境监测等。
原理热敏电阻传感器（Thermistor）热敏电阻是一种温度变化时电阻值发生明显改变的电阻。
其工作原理是基于热敏材料在温度变化下电阻值发生变化。
温度升高时，热敏电阻的电阻值减小，温度降低时，电阻值增大。
热电偶传感器（Thermocouple）热电偶传感器是利用两种不同金属线的热电势差来测量温度的传感器。
当两种金属线连接成回路后，形成的热电偶，在两个接点处产生的温差会产生电动势，通过测量这个电动势可以推算出温度。
热电阻传感器（RTD）热电阻传感器是利用金属电阻温度系数的差异来测量温度的传感器。
它使用的是金属电阻的电阻值随温度的变化而变化。
最常用的材料是铂金（PT100或PT1000），具有较高的精度和稳定性。
应用工业自动化在工业自动化领域，温度传感器被广泛应用于各种设备和过程中。
例如，在化工厂中，温度传感器可以监测反应器中的温度变化，以控制反应的进程和安全。
在制造业中，温度传感器可以用于控制设备的温度，以确保产品的质量和安全性。
医疗设备在医疗设备中，温度传感器可以用于测量患者的体温，以监测身体的健康状况。
温度传感器还可以用于监测医疗设备的工作温度，以确保设备的正常运行和安全性。
环境监测温度传感器在环境监测中起着重要作用。
例如，在气象站中，温度传感器可以测量空气温度，以便预测天气和气候变化。
在室内环境监测系统中，温度传感器可以用于测量室内温度，以提供舒适的居住环境。
汽车工业温度传感器在汽车工业中也具有重要意义。
例如，在汽车发动机中，温度传感器可用于监测冷却液的温度，以防止发动机过热。
温度传感器还可用于监测车内温度和车外气温，以调节空调系统的工作。
总结温度传感器是一种将温度信号转换成电信号的装置，其原理主要包括热敏电阻传感器、热电偶传感器和热电阻传感器。
无线温度传感器原理及应用
无线温度传感器原理及应用无线温度传感器是一种能够实时测量和传输温度数据的装置，通过无线通信技术，将温度数据传输到接收器，从而实现对温度变化的监测和控制。
无线温度传感器的工作原理可以简单归纳为三个步骤：感知温度、转换信号、传输数据。
首先，传感器通过感温元件（如热敏电阻、热电偶或半导体温度传感器）感知环境温度，并将其转换为电信号。
然后，这个电信号经过模拟-数字转换器（ADC）转换为数字信号，在经过处理器进行处理和编码后，通过无线通信模块（如蓝牙、Wi-Fi或射频模块）将数据传输到接收器。
最后，接收器接收到传感器发送的数据并进行解码，将温度数据显示在接收设备（如计算机、手机或监控仪表）上。
无线温度传感器的应用非常广泛。
以下是一些常见的应用场景：1. 家庭和办公室的温度监控和控制：可以将无线温度传感器安装在各个房间或区域，实时监测温度变化，并通过智能设备（如手机或电脑）进行远程控制，实现温度调节和节能管理。
2. 工业生产过程中的温度监测：无线温度传感器可以广泛应用于各种工业场景，如制造业、化工、石油和天然气等领域，监测和控制生产环境的温度变化，确保产品质量和生产安全。
3. 冷链物流温度监测：无线温度传感器可以安装在冷链运输车辆或冷库中，实时监测货物的温度变化，及时发出预警并采取措施，保证货物的质量和安全。
4. 医疗领域的温度监测：无线温度传感器可以用于医院病房、手术室和药品储存等地方，监测和记录患者的体温变化，保证医疗环境的卫生和安全。
5. 农业温室监控：在温室种植环境中安装无线温度传感器，可以实时监测温室内外的温度变化，并通过温室自动化系统进行温度调节和湿度控制，提高农作物的生长效果和产量。
总之，无线温度传感器通过无线通信技术实现了温度数据的实时监测和传输，具有应用范围广、安装方便、操作简单等优点。
在家庭、工业、医疗、物流和农业等领域都有着重要的应用价值，为我们的生活和工作带来了便利和安全保障。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
非接触式温度传感器（热辐射）
利用被测物体热辐射而发出红外线，从而测量物体的温度，
可进行遥测。其制造成本较高，测量精度却较低。优点是：不从
被测物体上吸收热量；不会干扰被测对象的温度场；连续测量不
会产生消耗；反应快等。
（P106~P107 表3-2、3-3）
EXIT
ch3 温度传感器
传感器与测试技术
接触式与非接触式测温方法及其特点
传感器与测试技术
➢现代生活中准确的温度是不可缺少的信息内容，如 家用电器有：电饭煲、电冰箱、空调、微波炉这些 家用电器中都少不了温度传感器。
EXIT
ch3 温度传感器
传感器与测试技术
第一节 概 论
温度是反映物体冷热状态的物理参数。
温度是与人类生活息息相关的物理量。 在2000多年前，就开始为检测温度进行了各种努力，并开始使 用温度传感器检测温度。 人类社会中，工业、农业、商业、科研、国防、医学及环保等 部门都与温度有着密切的关系。 工业生产自动化流程，温度测量点要占全部测量点的一半左右。
ch3 温度传感器
第三章
传感器与测试技术
温度传感器
教学目的与要求：要求学生了解集成温度传感器的原理及 应用;掌握热电偶、热敏电阻、铂电阻等 常用测温传感器的原理、特性及应用。
教学重点：热电偶、热敏电阻、铂电阻的工作电路及应用 教学难点：热电偶的冷端温度补偿、热电阻的三线制接法
EXIT
ch3 温度传感器
传感器与测试技术
介绍几种温度测量方法
示温涂料（变色涂料）
装满热水后图案变得 清晰可辨
EXIT
ch3 温度传感器
传感器与测试技术
变色涂料在电脑内部温度中的示温作用
CPU散热风 扇
温度升高后变为红色
低温时显示蓝 色
EXIT
ch3 温度传感器
体积热膨胀式
传感器与测试技术
不需要电源，耐用；但感温部 件体积较大。
计，结构简单，应用广泛； • 家电、汽车上使用的传感器，价格便宜、用量大、成本低、
性能差别不大； • 工业上使用的温度传感器，性能价格差别比较大，因为传
感器的精度直接关系到产品质量和控制过程，通常价格比 较昂贵。
EXIT
ch3 温度传感器
传感器与测试技术
➢ 按工作原理主要有以下几类：
• 热电偶：利用金属温差电动势，有耐高温、精度高的特点； • 热电阻：利用导体随温度变化，测温不高； • 热敏电阻：利用半导体材料随温度变化测温，体积小、灵敏
测量方式 仪表名称 测温原理 精度范围
特点
测温范围/℃
双金属 固体热膨胀变形 温度计 量随温度变化
1~2.5
结构简单，指示清楚，读数方 -100~600
便；精度较低，不能远传
一般-80~600
接 触
压力式 温度计
气(汽)体、液体 在定容条件下， 压力随温度变化
1~2.5
结构简单可靠，可较远距离传 输<50 m；精度较低，受环境温 度影响较大
因此，人类离不开温度，当然也离不开温度传感器。
EXIT
ch3 温度传感器
传感器与测试技术
EXIT
ch3 温度传感器
传感器与测试技术
EXIT
ch3 温度传感器
传感器与测试技术
二、温度传感器的特点与分类
1、温度传感器的物理原理
随物体的热膨胀相对变化而引起的体积变化； 蒸气压的温度变化； 电极的温度变化 热电偶产生的电动势； 光电效应 热电效应 介电常数、导磁率的温度变化； 物质的变色、融解； 强性振动温度变化； 热放射； 热噪声。
EXIT
ch3 温度传感器
传感器与测试技术
2、温度传感器的分类
温度传感器的种类很多，分类方法有多种。
➢ 根据所用测温物质的不同和测温范围不同
有煤油温度计、酒精温度计、水银温度计、气体温度计、 电阻温度计、温差温度计、辐射温度计、光测温度计等等。
➢ 按价格和性能可分为： • 热膨胀温度传感器，有液体、气体的玻璃式温度计、体温
EXIT
ch3 温度传感器
传感器与测试技术
一、热电偶的工作原理
1、热电效应 将两种不同材料的导体A和B串接成一个闭合回路，
当两个接点温度不同时，在回路中就会产生热电势，形成 电流，此现象称为热电效应。
热电极
测量端 工作端 热端
0~600 一般0~300
式 测 温
玻璃管 液体 温度计
液体热膨胀体积 量随温度变化
0.1~2.5
结构简单，精度较高；读数不 便，不能远传
-200~600 一般-100~600
仪
表
热电阻 温度计
金属或半导体电 阻值随温度变化
0.5~3.0
精度高；便于远传；需外加电 源
-258~1200 一般-200~650
度高、稳定性差；
• 集成温度传感器：利用晶体管PN结电流、电压随温度变化，
有专用集成电路，体积小、响应快、价 廉，测量150℃以下温度。
EXIT
ch3 温度传感器
传感器与测试技术
按测温方法不同：
接触式温度传感器：（热平衡）
传感器直接与被测物体接触进行温度测量，由于被测物体的 热量传递给传感器，降低了被测物体温度，特别是被测物体热容 量较小时，测量精度降低。因此采用这种方式要测得物体的真实 温度的前提条件是被测物体的热容量要足够大。
热电偶 温度计
热电效应
0.5~1.0
测温范围大，精度高，便于远 传；低温测量精度较差
-269~2800 一般200~1800
EXIT
ch3 温度传感器
传感器与测试技术
（续）
测量方式 仪表名称 测温原理 精度范围
特点
测温范围/℃
非 接 触
光学 高温计
物体单色辐射 强度及亮度随 温度变化
1.0~1.5
结构简单，携带方便，不破坏对 象温度场；易产生目测主观误差， 外界反射辐射会引起测量误差
200~3200 一般600~2 400
式
测
温 仪
辐 射 物体全辐射能 高温计 随温度变化Fra bibliotek1.5
结构简单，稳定性好，光路上环 100~3 200 境介质吸收辐射，易产生测量误差 一般700~2 000
表
EXIT
ch3 温度传感器
气体的体积与热力 学温度成正比
EXIT
ch3 温度传感器
红外温度计
传感器与测试技术
EXIT
ch3 温度传感器
传感器与测试技术
第二节 热电偶温度传感器
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点的温度。微型热电偶还 可用于快速及动态温度的测量。