作为工控人工程人，你必须了解温度传感器

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，在人类社会中，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，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，下面让我们一起了解下温度传感器：

一.温度测量概述

1.1温度是表征物体冷热程度的物理量。

1.2温度不能直接测量，而是借助于某种物体的某种物理参数随温度冷热不同而明显变化的特性进行间接测量。

1.3温度的表示（或测量）须有温度标准，即温标。理论上的热力学温标，是当前世界通用的国际温标。

1.4热力学温标确定的温度数值为热力学温度（符号为T），单位为开尔文（符号为K）

1.5热力学温度是国际上公认的最基本温度。我国目前实行的为国际摄氏温度（符号为t）。两种温标的换算公式为：

t(℃)=T（K）-273.15K

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，如图示

二.温度传感器组成框图

2.1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。

三.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。

四.温度传感器的种类及特点

4.1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。

4.1.1常用热电阻 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。

4.1.2管缆热电阻 测温范围为-20～＋500℃，最高上限为1000℃，精度为0.5级。

4.1.3陶瓷热电阻 测量范围为–200～+500℃，精度为0.3、0.15级。

4.1.4超低温热电阻 两种碳电阻，可分别测量–268.8～253℃-272.9～272.99℃的温度。

4.1.5热敏电阻器 适于在高灵敏度的微小温度测量场合使用。经济性好、价格便宜。

4.2.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。

4.2.1辐射高温计 用来测量 1000℃以上高温。分四种：光学高温计、比色高温计、辐射高温计和光电高温计。

4.2.2光谱高温计 前苏联研制的YCI—I型自动测温通用光谱高温计，其测量范围为400～6000℃,它是采用电子化自动跟踪系统，保证有足够准确的精度进行自动测量。

4.2.3超声波温度传感器 特点是响应快(约为10ms左右)，方向性强。目前国外有可测到5000℉的产品。

4.2.4激光温度传感器 适用于远程和特殊环境下的温度测量。如NBS公司用氦氖激光源的激光做光反射计可测很高的温度，精度为1％。美国麻省理工学院正在研制一种激光温度计，最高温度可达8000℃，专门用于核聚变研究。瑞士Browa Borer研究中心用激光温度传感器可测几千开(K)的高温。

种类

温度传感器分类1

温度传感器分类2

温度传感器分类3

五.温度传感器的主要发展方向

1.超高温与超低温传感器，如+3000℃以上和–250℃以下的温度传感器。 2.提高温度传感器的精度和可靠性。 3.研制家用电器、汽车及农畜业所需要的价廉的温度传感器。 4.发展新型产品，扩展和完善管缆热电偶与热敏电阻；发展薄膜热电偶；研究节省镍材和贵金属以及厚膜铂的热电阻；研制系列晶体管测温元件、快速高灵敏CA型热电偶以及各类非接触式温度传感器。 5.发展适应特殊测温要求的温度传感器。 6.发展数字化、集成化和自动化的温度传感器。

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