sensor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。
温度感测器种类
温度感测器种类
温度感测器种类有以下几种：
1. 热电偶（Thermocouple）：基于热电效应的温度传感器，具有
广泛的测量范围和良好的抗干扰能力，但精度相对较低。
2. 热敏电阻（Thermistor）：基于热电阻效应的温度传感器，分为
负温度系数热敏电阻（NTC）和正温度系数热敏电阻（PTC），
具有较高的精度和响应速度。
3. 红外温度传感器（Infrared temperature sensor）：基于物体辐射
红外线的原理进行测量，可以实现非接触测温，广泛应用于工业、医疗等领域。
4. 硅基温度传感器（Silicon-based temperature sensor）：采用硅材
料制成的传感器，主要有热敏电阻和压阻两种类型，具有较高的
精度和稳定性。
5. 纳米温度传感器（Nanotemperature sensor）：基于纳米技术制备的温度传感器，具有极高的灵敏度和响应速度，可应用于微型设
备和生物医学领域。
6. 光纤温度传感器（Fiber optic temperature sensor）：利用光纤中
的光学特性来测量温度变化，具有抗干扰能力强和远距离传输的
特点。
7. MEMS温度传感器（MEMS temperature sensor）：基于微机电
系统技术制造的温度传感器，具有体积小、功耗低和响应速度快
等特点，广泛应用于消费电子产品。
传感器测量的名词解释
传感器测量的名词解释引言：在现代科技与业务发展的日益蓬勃的时代，传感器已经成为我们生活中不可或缺的一部分。
无论是智能手机、智能家居、自动驾驶汽车还是工业设备，几乎所有的电子产品和系统都依赖于传感器来获取各种类型的物理量，并将其转化成电信号进行处理和应用。
然而，对于传感器测量所涉及的名词和概念，很多人仍然存在一些模糊和困惑。
本文旨在对传感器测量的相关名词进行解释和阐述，帮助读者更好地理解和应用传感器技术。
一、传感器（Sensor）的定义与作用1.1 传感器的定义传感器是一种能够感知和测量各种物理量（如温度、湿度、压力、光照、加速度等）并将其转换为相应的电信号输出的装置。
传感器通常由感知元件和信号转换电路组成，可以通过接口与计算机、控制器或其他设备进行通信。
1.2 传感器的作用传感器的作用是实现物理量到电信号的转换，使得我们能够获取到对应的物理量数据，并进一步进行计算、分析、控制等操作。
传感器的广泛应用使得我们可以更好地监测、控制和优化各种系统和设备。
二、常用传感器类型与相关名词解释2.1 温度传感器（Temperature Sensor）温度传感器是一种能够感知和测量周围环境或物体的温度的传感器。
它通常由热敏元件组成，当环境温度改变时，热敏元件会产生相应的电信号输出。
2.2 湿度传感器（Humidity Sensor）湿度传感器是一种用来感知和测量周围环境或物体的湿度水平的传感器。
它通常使用电容、电阻或共振频率等原理来感知和测量湿度，并将其转换为对应的电信号输出。
2.3 压力传感器（Pressure Sensor）压力传感器是一种用来感知和测量周围环境或物体的压力的传感器。
它通常采用电阻、电容、压电效应等不同原理来感知和测量压力，并将其转换为相应的电信号输出。
2.4 光照传感器（Light Sensor）光照传感器是一种用来感知和测量周围环境光照强度的传感器。
它通常使用光敏元件，如光敏二极管或光敏电阻等进行感知，并将光照强度转换为相应的电信号输出。
sensor的工作原理
sensor的工作原理
传感器是一种能够感知和检测环境中某些特定参数或物理量的设备。
不同类型的传感器根据其工作原理的不同，可以用于测量温度、压力、湿度、光线强度、加速度等各种物理量。
光传感器是一种常见的传感器类型，其工作原理基于光敏材料的光电效应。
当光线照射到光敏材料上时，光子会激发材料中的电子，并导致电流的产生。
测量光电流的大小可以间接反映出光的强度或光源的亮度。
温度传感器则是根据物质的热膨胀原理设计的。
这种传感器通常由导线或半导体材料构成。
当温度升高时，导线或半导体中的电阻值会发生变化。
通过测量电阻值的变化，可以确定当前环境的温度。
压力传感器利用物体受力产生弹性形变的原理。
一种常见的设计是将压力作用在柔性膜上，导致膜的形状变化。
这种变形可以通过电阻、电容或电感等方式进行测量，从而获得环境中的压力值。
加速度传感器可以测量物体的加速度或振动情况。
其基本原理是利用质量的惯性和弹簧的弹性特性。
当物体受到加速度或振动时，质量会因为惯性而发生位移，弹簧则会因为受力而发生形变。
这种位移或形变可以转化为电信号，从而测量出加速度或振动的幅度和频率。
总而言之，不同类型的传感器根据其工作原理的不同，可以实
现对不同物理量的测量和监测。
这些传感器通过将环境中的物理变化转化为电信号，进而实现对环境参数的检测和控制。
sensor 翻译
sensor 翻译sensor 翻译为传感器，是一种能够感知和测量环境中各种物理量和信号的装置或设备。
传感器通常用于将物理量转换为电信号，然后通过电子电路进行处理和分析。
它广泛应用于各个领域，包括工业自动化、医疗、交通、农业等。
以下是一些常见的传感器及其用法和中英文对照例句：1. 温度传感器 (Temperature Sensor)：用于测量环境或物体的温度。
- The temperature sensor accurately measures the room temperature. (温度传感器准确地测量室温。
)- The car's engine temperature sensor alerted the driver of overheating. (汽车引擎温度传感器提醒驾驶员发生过热。
)2. 光传感器(Light Sensor)：用于检测光照强度或光线的存在与否。
- The light sensor automatically adjusts the screen brightness based on ambient light. (光传感器根据环境光自动调节屏幕亮度。
)- The security system's light sensor triggered the outdoor lights when it detected movement. (安全系统的光传感器在检测到运动时触发室外灯光。
)3. 压力传感器 (Pressure Sensor)：用于测量物体或环境的压力。
- The pressure sensor in the car's tire warns the driver whenthe tire pressure is low. (汽车轮胎的压力传感器在轮胎压力过低时警告驾驶员。
)- The pressure sensor accurately measures the fluid pressure in the pipeline. (压力传感器准确测量管道中的流体压力。
传感器分类及20种常见传感器
传感器分类及20种常见传感器目录1.常用传感器的分类 (1)1.1.按被测物理量分类 (1)1.2.按工作的物理基础分类 (2)2. 20种常见的传感器 (2)2. 1. 温度传感器(TemPeratUreSenSor)： (2)2. 2. 湿度传感器(HUmidity Sensor) ： (2)2. 3. 光敏传感器(Light Sensor)： (2)2. 4. 声音传感器(SoUnd Sensor) ： (3)2. 5. 压力传感器(PreSSUre Sensor)： (3)2. 6. 位移传感器(PoSition Sensor)： (3)2. 7.加速度传感器(ACCelerometer)： (3)2. 8. 磁感应传感器(MagnetiC Sensor) ： (4)2. 9. 接近传感器(ProXirnity Sensor) ： (4)2. 10. 电容传感器(CaPaCitiVe Sensor)： (4)2. 11. 气体传感器(GaSSenSor)： (5)2. 12. 颜色传感器(ColOrSenSor)： (6)2. 13. 生物传感器(BiOIogiCaISenSor)： (7)2. 14. 速度传感器(SPeedSenSor)： (8)2. 15. 重量传感器(WeightSenSor)： (9)2. 16. 红外传感器(InfraredSenSor)： (9)2. 17. 压敏传感器(PreSSUre-SenSitiVeSenSOr)： (10)2. 18.射频识别传感器(RFlD)： (11)2. 19. 光电传感器(PhotOdeteCtOr)： (13)2. 20.位角传感器(AngUIar Position Sensor)： (14)1.常用传感器的分类Ll.按被测物理量分类机械量：长度、厚度、位移、速度、加速度、转数、质量，重量、力、压力、力矩;声：声压、噪声;温度：温度、热量、比热;磁：磁通、磁场;光：亮度、色彩。
sensor传感器原理及应用资料
3.可与计算机相连，进行数据的自动运算、分析和 处理 传感器将非电物理量转换成电信号后，通过接口电 路变成计算机能够处理的信号，进行自动运算、分 析和处理。 4.品种繁多，应用广泛 现代信息系统中待测的信息量很多，一种待测信息 可由几种传感器来测量，一种传感器也可测量多种 信息，因此传感器种类繁多，应用广泛，从航空、 航天、兵器、交通、机械、电子、冶炼、轻工、化 工、煤炭、石油、环保、医疗、生物工程等领域， 到农、林、牧、副、渔业，以及人们的衣、食、住、 行等生活的方方面面，几乎无处不使用传感器，无 处不需要传感器。
长江工程职业技术学院自动化教研室
三、传感器的发展趋势
1．新材料的开发、应用
如：半导体材料 、功能陶瓷材料 、功能金属、功能 有机聚合物、非晶态材料、固体材料及薄膜材料等， 都可进一步提高传感器的产品质量，降低生产成本。 2．新工艺、新技术的应用 将半导体的精密细微加工技术应用在传感器的制造中， 可极大提高传感器的性能指标，并为传感器的集成化、 超小型化提供技术支撑。借助半导体的蒸镀技术、扩 散技术、光刻技术、静电封闭技术、全固态封接技术， 也可取得类似的功效。
说
明
为了配合电子工业出版社2011年1月出版的《传 感器原理及应用》（书号：ISBN 978-7-121-12723-6 杨少春主编）教材的教学，我们制作了本教材配套的 多媒体课件，由于时间紧迫，制作者水平有限，课件 中难免有不足之处，恳请广大读者批评指正。
长江工程职业技术学院 武汉职业技术学院
周海波 杨少春
长江工程职业技术学院自动化教研室
根据以上定义可画出传感器的组成框图，如图1-1 所示。
图1研室
六、传感器的分类与特点
传感器常用的分类方法有两种，一种是按被测输入 量划分，另一种是按传感器的工作原理划分。
sensor传感器原理及应用
医疗领域
医疗设备
传感器用于监测患者的生理参数，如心率、血压、 血氧饱和度等，为医生提供准确的数据支持。
医疗器械
传感器用于控制和监测医疗器械，如呼吸机、输 液泵等，提高医疗设备的准确性和可靠性。
康复治疗
传感器用于监测患者的康复情况，为康复治疗提 供数据支持，帮助患者更快地恢复健康。
3
安全与隐私保护
加强物联网传感器安全和隐私保护技术的研究， 保障数据安全和用户隐私。
THANKS
感谢观看
智能家居领域
智能家电
传感器用于控制和监测智 能家电，如智能冰箱、智 能空调等，提高家电的智 能化程度和用户体验。
智能安防
传感器用于监测家庭安全 状况，如门窗是否关闭、 烟雾报警等，提高家庭安 全防范能力。
智能照明
传感器用于控制和调节家 庭照明系统，实现智能化 照明和节能减排。
环境监测领域
大气监测
按输出信号
可以分为模拟输出和数字 输出。
传感器工作原理
电阻式传感器
基于电阻的变化来检 测物理量，如热电阻、 光电阻等。
电容式传感器
基于电容的变化来检 测物理量，如差压电 容式传感器。
电感式传感器
基于电感的变化来检 测物理量，如差动变 压器式传感器。
压电式传感器
基于压电效应来检测 物理量，如石英晶体 压电式传感器。
智能化传感器采用微处理器和人工智 能技术，能够实现自适应和自学习功 能，根据环境变化自动调整参数，提 高传感器适应性和智能化水平。
微型化
微型化传感器是指体积小巧、重量轻便的传感器，具有便携 、灵活、可穿戴等特点，适用于医疗、环保、军事等领域。
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接 触 式
热电效应 接 触 式 频率变化 光学特性 声学特性 非 接 触 式 亮度法 热辐射 — 全辐射法 比色法 红外法 气流变化
3.2 膨胀式传感器
1.玻璃温度计 2.压力温度计 3.双金属温度计 膨胀式测温是基于物体受热时产生膨胀的原理 膨胀式温度计种类很多，按膨胀基体可分成液 体膨胀式玻璃温度计、液体或气体膨胀式压力 温度计及固体膨胀式双金属温度计。
温度 ℃
0 100 200 300 400
（参考端温度为0℃）
60 70 80 90
0
10
20
30
40
50
热 电 动 势 mV 0.000 4.095 8.137 12.207 16.395 0.397 4.508 8.537 12.623 16.818 0.798 4.919 8.938 13.039 17.241 1.203 5.327 9.341 13.456 17.664 1.611 5.733 9.745 13.874 18.088 2.022 6.137 10.151 14.292 18.513 2.436 6.539 10.560 14.712 18.938 2.850 6.939 10.969 15.132 19.363 3.266 7.338 11.381 15.552 19.788 3.681 7.737 11.793 15.974 20.214
E AB (T , T0 ) E AC (T , T0 ) ECB (T , T0 )
A A C — T B
T
B
T0 = T
C
T0
T0
由于铂的物理化学性质稳定、人们多采用铂作为热电偶测温回路中TC为热电极上某点温度； 热电偶在温度为T、T0 时的热电势EAB（T，T0 ）等于接 点温度 T、TC 和 TC、T0 时的热电势的代数和， A-B热电偶的热电势为：
固体长度随温度变化的情况可用下式表示：
L1 L0 1 k t1 t0
基于固体受热膨胀原理，测量温度通常是把两 片线膨胀系数差异相对很大的金属片叠焊在一 起，构成双金属片感温元件当温度变化时，因 双金属片的两种不同材料线膨胀系数差异相对 很大而产生不同的膨胀和收缩，导致双金属片 产生弯曲变形。下图是双金属温度计原理图：
这类压力温度计其毛细管细 而长(规格为1—60m)它的作 • 电接点压力式温度 计 用主要是传递压力，长度愈 长，则使温度计响应愈慢， 在长度相等条件下，管愈细， 则准确度愈高。 压力温度计和玻璃温度计相 比，具有强度大、不易破损、 读数方便，但准确度较低、 耐腐蚀性较差等特点。
3.2.3双金属温度计
A
B
热电偶热端温度为T时，两个接点的接触电势分别为 热端接触电势为： KT N A E AB (T ) ln e e NB
、
冷端接触电势为：
E AB (T0 ) e KT0 N A ln e NB
式中：A、B 代表不同材料； T，T0 为两端温度；
N A , NB
是A、B 材料的自由电子浓 ＿电子电荷量； K ＿波尔兹曼常数； 度。
EAB T , T0 EAB T , TC EAB TC ,T0
☻ 实际测量时，利用这一性 质，
对冷端温度不为零度时的热 电势修正以及冷端延伸引线进 行的补偿。
如何由热电偶的热电势查热端温度值
一 零度法：
查出热端的温度tx
冷端为0C，根据以下电路中的毫伏表的示值及K热电偶的分度表，
第三章 温度传感器
主要内容：
3.1 温度传感器的分类及温标 3.2 热膨胀 3.3 热电偶 3.4 热电阻、热敏电阻 3.5 红外温度传感器
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。·
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。
500
600 700 800 900 1000 1100 1200 1300
20.640
24.902 29.128 33.277 37.325 41.269 45.108 48.826 52.398
21.066
25.327 29.547 33.686 37.724 41.657 45.486 49.192 52.747
3.2.1 玻璃温度计
玻璃液体温度计简称玻璃温度计，是一种直读 式仪表。水银是玻璃温度计最常用的液体，其 凝固点为-38.9℃、测温上限为538℃。 玻璃温度计特点：结构简单，制作容易，价格 低廉，测温范围较广，安装使用方便，现场直 接读数，一般无需能源，易破损，测温值难自 动远传记录，精度差（0.2 ℃ ），抗震能力差。
e
在闭合回路中，总的接触电势为
NA K E e AB (T , T0 ) T T0 ln e NB
3.3.1 热电效应
2. 温差电势（汤姆逊电势） 对单一金属如果两边温度不同，两端有温度梯度也 产生温差电动势； 产生这个电势是由于导体内自由电子在高温端具有 较大的动能，会向低温端扩散，由于高温端失去电 子带正电，低温端得到电子带负电。
eA T , T0 eB T , T0 ( A B )dT
T0 T
3.3.1 热电效应
☻
根据两导体的接触电势和温差电势， 热电偶总的热电势为接触电势、温差电势之和：
T NA K E AB T , T0 T T0 ln ( A B )dT e N B T0
双金属温度计原理图
双金属温度计的感温 双金属元件的形状是 螺旋型，其测温范围 大致为-80℃—600℃， 精度等级通常为1.5 级左右。 双金属温度计抗振性 好，读数方便，响应 速度快，但精度不太 高，温度受限，只能 用做一般的工业用仪 表。
第三章
3.3 热电偶
温度传感器
3.3.1 热电效应
Ｔ＞Ｔ０
＋
－
3.3.1 热电效应
Ａ、Ｂ两个导体的单一导体的温差电势分别为
eA T , T0 A t dT
T0 T
eB T , T0 B t dT
T0
T
式中： A
B
是泽贝克系数，是材料和位置的函数。
A、B 两导体构成闭合回路总的温差电势为：
玻璃温度计的分类： • 全浸式：测温准确度高， 但读刻度困难，使用操 作不便。 • 局浸式：读数容易，但 测量误差较大，即使采 取修正措施其误差比全 浸式仍要大好几倍或更 多。
•
V形工业玻璃温度计
3.2.2 压力温度传感器
压力温度计是根据一 定质量的液体、气体、 在体积不变的条件下 其压力与温度呈确定 函数关系的原理实现 其测温功能的。 压力温度计的典型结 构示意图
☻ 热电效应：为两种不同类型的金属导体，导体两端分别接 在一起构成闭合回路，当两个结点温度不等有温差时回路 里会产生热电势，形成电流，这种现象称为热电效应。
电极A
热端： 工作端
热电势 A
电极B
冷端： 自由端
B
3.3.1 热电效应
金属的热电势由两部分组成： 接触电势和温差电势。
• 1. 接触电势——将同温度的两 种不同的金属互相接触。由于 两种金属内自由电子的密度不 同，在两金属A和B的接触处会 发生自由电子的扩散现象，自 由电子将从密度大的金属扩散 到密度小的金属。A金属失去电 子带正电，金属B得到电子带负 电，扩散引起的自建电场阻碍 扩散的进一步进行，当达到平 衡时，将形成电势差。
Ｔ
Ａ
3.3.2 热电偶基本定律
T０ (1) 中间导体定律 Ｔ０ 如果将热电偶T0端断开，接入第三导体 ， KT 0 NB KT 0 C NC EBC (To) ln , ECA (To) ln , e NC e NA 回路中电势应写为：
Ｔ
Ａ
Ｂ
Ｂ
Ｔ０
Ｃ Ｃ
测量仪器
Ｔ
EABC T , T0 E ECA T0 e AB T E e BC T0 e
。
中间导体定律
二 计算修正:
E(t,0)=E(t,t0)+E(t0,0)
中间温度定律
例，S型热电偶工作时自由端温度25℃现测 得电势为7.3mv，求实际温度。分度表查得 E(25,0)=0.143mv，所以： E(t,0)=E(t,25)+E(25,0)=7.3+0.143=7.443 再查表得对应的实际温度809 ℃。
三、热电偶冷端温度补偿
• 电桥补偿法
四、补偿导线法
第三章
温度传感器
3.3.3 热电偶的结构和种类
1. 热电偶种类 • 贵金属热电偶 铂铑 — 铂铑（600～1700）℃ 铂铑 — 铂 （0～1600）℃ 普通金属热电偶 镍铬 — 镍硅（-200～1200）℃ 镍铬 — 镍铜（-40～750）℃， 铁 — 康铜（0～400）℃
模拟图：在一个密闭的空间里，气体分子在高温时的 运动速度比低温时快！
第三章 温度传感器
3.1.1. 温度单位 为定量描述温度的高低，必须建立温度标尺（温标）， 各种温度计和温度传感器的温度数值均由温标确定。 热力学温度是国际上公认的最基本温度，我国目前部分 实行的是1990年国际温标 (ITS — 90） • • • (ITS—90）定义: 国际开尔文温度（T90）： 单位，开尔文（符号K ） 摄氏温度（t90）： 单位，摄氏（符号℃） 两者关系为： 或表示为 华氏度：冰点是32°F, 沸点为212°F
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。 因此，人类离不开温度，当然也离不开温度传感器。
温度传感器是实现温度检测和控制的重要器件。在种类 繁多的传感器中，温度传感器是应用最广泛、发展最快 的传感器之一。