温度传感器简介和分类
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。
常用温度传感器解析,温度传感器的原理、分类及应用
常用温度传感器解析，温度传感器的原理、分类及应用温度传感器（temperature transducer）是指能感受温度并转换成可用输出信号的传感器。
温度传感器是温度测量仪表的核心部分，品种繁多。
按测量方式可分为接触式和非接触式两大类，按照传感器材料及电子元件特性分为热电阻和热电偶两类。
温度传感器的分类接触式接触式温度传感器的检测部分与被测对象有良好的接触，又称温度计。
温度计通过传导或对流达到热平衡，从而使温度计的示值能直接表示被测对象的温度。
一般测量精度较高。
在一定的测温范围内，温度计也可测量物体内部的温度分布。
但对于运动体、小目标或热容量很小的对象则会产生较大的测量误差，常用的温度计有双金属温度计、玻璃液体温度计、压力式温度计、电阻温度计、热敏电阻和温差电偶等。
它们广泛应用于工业、农业、商业等部门。
在日常生活中人们也常常使用这些温度计。
随着低温技术在国防工程、空间技术、冶金、电子、食品、医药和石油化工等部门的广泛应用和超导技术的研究，测量120K以下温度的低温温度计得到了发展，如低温气体温度计、蒸汽压温度计、声学温度计、顺磁盐温度计、量子温度计、低温热电阻和低温温差电偶等。
低温温度计要求感温元件体积小、准确度高、复现性和稳定性好。
利用多孔高硅氧玻璃渗碳烧结而成的渗碳玻璃热电阻就是低温温度计的一种感温元件，可用于测量 1.6～300K范围内的温度。
非接触式它的敏感元件与被测对象互不接触，又称非接触式测温仪表。
这种仪表可用来测量运动物体、小目标和热容量小或温度变化迅速（瞬变）对象的表面温度，也可用于测量温度场的温度分布。
最常用的非接触式测温仪表基于黑体辐射的基本定律，称为辐射测温仪表。
辐射测温法包括亮度法（见光学高温计）、辐射法（见辐射高温计）和比色法（见比色温度计）。
各类辐。
sensor温度传感器
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：
温度传感器的常见分类 温度传感器应用大全
温度传感器的常见分类温度传感器应用大全温度传感器在我们的日常生活中扮演着十分重要的角色，同时它也是使用范围最广，数量最多的传感器。
关于它你了解多少呢？本文主要介绍的就是各种温度传感器的分类及其原理，温度传感器的应用电路。
温度传感器从17世纪温度传感器首次应用以来，依次诞生了接触式温度传感器，非接触式温度传感器，集成温度传感器，近年来在智能温度传感器在半导体技术，材料技术等新技术的支持下，温度传感器发展迅速，由于智能温度传感器的软件和硬件的合理配合既可以大大增强传感器的功能、提高传感器的精度，又可以使温度传感器的结构更为简单和紧凑，使用也更加方便。
1、热电偶传感器：两种不同导体或半导体的组合称为热电偶。
热电势EAB(T，T0)是由接触电势和温差电势合成的，接触电势是指两种不同的导体或半导体在接触处产生的电势，此电势与两种导体或半导体的性质及在接触点的温度有关，当有两种不同的导体和半导体A和B组成一个回路，其相互连接时，只要两结点处的温度不同，一端温度为T，称为工作端，另一端温度为TO，称为自由端，则回路中就有电流产生，即回路中存在的电动势称为热电动势，这种由于温度不同而产生电动势的现象称为塞贝克效应。
2、热敏电阻传感器：热敏电阻是敏感元件的一类，热敏电阻的电阻值会随着温度的变化而改变，与一般的固定电阻不同，属于可变电阻的一类，广泛应用于各种电子元器件中，不同于电阻温度计使用纯金属，在热敏电阻器中使用的材料通常是陶瓷或聚合物，正温度系数热敏电阻器在温度越高时电阻值越大，负温度系数热敏电阻器在温度越高时电阻值越低，它们同属于半导体器件，热敏电阻通常在有限的温度范围内实现较高的精度，通常是-90℃〜130℃。
3、模拟温度传感器：HTG3515CH是一款电压输出型温度传感器，输出电流1～3.6V，精度为±3％RH，0～100％RH相对湿度范围，工作温度范围-40～110℃，5s响应时间，0±1％RH迟滞，是一个带。
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。
温度传感器简介
NTC温度传感器
规格型号表示方法： ××× - CWF ××× × ×××× × × ×××× × × ① ② ③ ④ ⑤ ⑥⑦ ⑧ ⑨ ⑩ ①公司标示记号； ②NTC热敏电阻负温度传感器标示符号； ③标称电阻值为25度时的数值,单位为欧姆，前两位数字表示电阻值的有效数字，第三位数字 表示其后零的个数； ④电阻值公差符号（%）； 记号 电阻值公差 E ±0.5 F ±1.0 G ±2.0 H ±3.0 J ±5.0 K ±10 X 特殊公差
热电阻传感器：金属随着温度变化，其电阻 值也发生变化。对于不同金属来说，温度每变化 一度，电阻值变化是不同的，电阻值可以直接作 为输出信号，从而测量出温度值。 优点：具有准确度高、输出信号大、灵敏度 高、测温范围广、稳定性好、无需参考点。 应用：在流程工业中有大量应用。
热电偶传感器：热电偶由两个不同材料的金属线组 成，两种导体接触在一块，结点处会有一个稳定的电动 势；同一导体，两端温度不同，两端间有一定大小的电 动势，就可以准确知道加热点的温度。其温度测量回路 由热电偶、补偿导线及测量仪表构成。 优点：具有工作可靠、响应较快、易于使用、成本 低、测温范围广、适于远距离测控 。 应用：在电力、化工、石油等工业场合应用较普遍， 广泛用来测量-200℃～1300℃范围内的温度。
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)
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长度m、时间s、质量kg、热力学温度（Kelvin 温度）K、电流单位A、光强度单位cd（坎德拉）、 物质量mol
温标
温标：温度的“标尺”——依据温标就是测量一定的标 准划分的温度标志，是一种人为的规定，或者叫做一种 单位制。 为了保证温度量值的准确和利于传递，需要建立一个衡 量温度的统一标准尺度。 温度不能直接测量，利用一些物质的某些物性(诸如尺寸 、密度、硬度、弹性模量、辐射强度等)随温度变化的规 律，通过这些量来对温度进行间接测量。 温标包括三个要素： 测温物质及其测温属性、定标点、分度法。
7
经验温标
华氏温标 1714 年德国人华伦海特 (Fahrenheit) 以水银为 测温介质，制成玻璃水银温度计。 按照华氏温标，则水的冰点为 32℉，沸点为 212℉。
8
摄氏温标 1740年瑞典人摄氏(Celsius)提出在标准大气压下， 把水的冰点规定为0摄氏度，水的沸点规定为100摄 氏度。 摄氏温度和华氏温度的关系为 T <℉>=9/5*t<℃>+ 32 t<℃>=5/9*（T <℉>- 32）
10
进行间接温度测量使用的温度传感器，通常 是由感温元件部分和温度显示部分组成。
温度传感器组成框图
11
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、溶解； 强性振动温度变化； 热放射； 热噪声。
9
热力学温标
热力学温标 • 热力学温标是由开尔文(Ketvin)在1848年提出的， 以卡诺循环为基础。
• 热力学温标是国际单位制中七个基本物理单位之 一。 • 热力学温标为了在分度上与摄氏温标相一致，把 标准大气压下，绝对零度与水的三相点温度分为 273.16份，每份为1 K (Kelvin) 。 • t(℃)=T（K）-273.15K
12
温度传感器应满足的条件
• 特性与温度之间的关系要适中，并容易检测和处理，且随温 度呈线性变化； • 除温度以外，特性对其它物理量的灵敏度要低； • 特性随时间变化要小； • 重复性好，没有滞后和老化； • 灵敏度高，坚固耐用，体积小，对检测对象的影响要小； • 机械性能好，耐化学腐蚀，耐热性能好； • 能大批量生产，价格便宜； • 无危险性，无公害等。
分 类 特 征 传 感 器 名 称 超高温用传感 器 1500℃以上 光学高温计、辐射传感器
高温用传感器
测 中高温用传感 温 器 范 中温用传感器 围 低温用传感器
1000～1500℃ 光学高温计、辐射传感器、热电偶
500～1000℃ 光学高温计、辐射传感器、热电偶
0～500℃
250～0℃
★
晶体管、热敏电阻、压力式玻璃温 度计
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温度测量传感器的分类
接触式温度传感器 非接触式温度传感器
接触式温度传感器的特点：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，测量精度较低。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。 非接触式温度传感器主要是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。 14
温度传感器
1
温度传感器概述 热电偶的工作 金属热电阻传感器 热敏电阻 集成温度传感器 温度传感器应用实例
2
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。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。
3
温度：是反映物体冷热状态的物 理参数。
4
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。
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！ 5
国际单位制
1960年10月十一届国际计量大会确定了国际通 用的国际单位制，简称SI制。 SI制有七个基本单位：
示温涂料（变色涂料）
装满热水后图案变 得清晰可辨
15
变色涂料在电脑内部温度中的示温作用
温度升高后变为红色
低温时显 示蓝色
16
红外温度计
17
体积热膨胀
物 理 现 象 分 类
1.气体温度计 2. 玻璃制水银温度计 3.玻璃制有机液体温度计 4.双金属温度计 5.液体压力温度计 6. 气体压力温度计 铂测温电阻、热敏电阻 热电偶 1．热铁氧体 2．Fe-Ni-Cu合金
测温范围宽
输出小
半导体集成电路传感器、
可控硅、石英晶体振动器、 压力式温度计、玻璃制温度计
温
特 性
指数型
函数 开关型 特性
测温范围窄ห้องสมุดไป่ตู้
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
21
极低温用传感 器
-270～-250℃ BaSrTiO3陶瓷
★ 热电偶、测温电阻器、热敏电阻、感温铁氧体、石英晶体振动器 、双金属温度计、压力式温度计、玻璃制温度计、辐射传感器、晶体 管、二极管、半导体集成电路传感器、可控硅
测温特性分类
分 类 特 征 传 感 器 名 称
测温电阻器、晶体管、热电偶 线性型 测
电阻变化 温差电现象 导磁率变化 电容变化 压电效应 超声波传播速度变化 物质 颜色 P–N结电动势 晶体管特性变化 可控硅动作特性变化 热、光辐射
BaSrTiO3陶瓷 石英晶体振动器 超声波温度计 示温涂料 液晶
半导体二极管 晶体管半导体集成电路温度传感器 可控硅 辐射温度传感器 光学高温计
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测温范围分类