溫度傳感器（temperature transducer），利用物質(zhì)各種物理性質(zhì)隨溫度變化的規(guī)律把溫度轉(zhuǎn)換為可用輸出信號(hào)。溫度傳感器是溫度測(cè)量?jī)x表的核心部分，品種繁多。按測(cè)量方式可分為接觸式和非接觸式兩大類。現(xiàn)代的溫度傳感器外形非常得小，這樣更加讓它廣泛應(yīng)用在生產(chǎn)實(shí)踐的各個(gè)領(lǐng)域中，也為我們的生活提供了數(shù)的便利和功能。

一、溫度的相關(guān)知識(shí)

溫度是用來(lái)表征物體冷熱程度的物理量。溫度的高低要用數(shù)字來(lái)量化，溫標(biāo)就是溫度的數(shù)值表示方法。常用溫標(biāo)有攝氏溫標(biāo)和熱力學(xué)溫標(biāo)。

攝氏溫標(biāo)是把標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，沸水的溫度定為100攝氏度，冰水混合物的溫度定為0攝氏度，在100攝氏度和0攝氏度之間進(jìn)行100等份，每一等份為1攝氏度。熱力學(xué)溫標(biāo)是威廉湯姆提出的，以熱力學(xué)第二定律為基礎(chǔ)，建立溫度僅與熱量有關(guān)而與物質(zhì)關(guān)的熱力學(xué)溫標(biāo)。由于是開爾文總結(jié)出來(lái)的，所以又稱為開爾文溫標(biāo)。

二、溫度傳感器的分類

根據(jù)測(cè)量方式不同，溫度傳感器分為接觸式和非接觸式兩大類。接觸式溫度傳感器是指?jìng)鞲衅髦苯优c被測(cè)物體接觸，從而進(jìn)行溫度測(cè)量。這也是溫度測(cè)量的基本形式。其中接觸式溫度傳感器又分為熱電偶溫度傳感器、熱電阻溫度傳感器、半導(dǎo)體熱敏電阻溫度傳感器等。

非接觸式溫度傳感器是測(cè)量物體熱輻射發(fā)出的紅外線，從而測(cè)量物體的溫度，可以進(jìn)行遙測(cè)。

三、溫度傳感器的工作原理

（一）熱電偶溫度傳感器。熱電偶溫度傳感器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，僅由兩根不同材料的導(dǎo)體或半導(dǎo)體焊接而成，是應(yīng)用廣泛的溫度傳感器。

熱電偶溫度傳感器是根據(jù)熱電效應(yīng)原理制成的：把兩種不同的金屬A、B組成閉合回路，兩接點(diǎn)溫度分別為t1和t2，則在回路中產(chǎn)生一個(gè)電動(dòng)勢(shì)。

熱電偶也是由兩種不同材料的導(dǎo)體或半導(dǎo)體A、B焊接而成，焊接的一端稱為工作端或熱端。與導(dǎo)線連接的一端稱為自由端或冷端，導(dǎo)體A、B稱為熱電極，總稱熱電偶。測(cè)量時(shí)，工作端與被測(cè)物相接觸，測(cè)量?jī)x表為電位差計(jì)，用來(lái)測(cè)出熱電偶的熱電動(dòng)勢(shì)，連接導(dǎo)線為補(bǔ)償導(dǎo)線及銅導(dǎo)線。

從測(cè)量?jī)x表上，我們觀測(cè)到的便是熱電動(dòng)勢(shì)，而要想知道物體的溫度，還需要查看熱電偶的分度表。

為了保證溫度測(cè)量結(jié)果足夠精確，在熱電極材料的選擇方面也有嚴(yán)格的要求：物理、化學(xué)穩(wěn)定性要高；電阻溫度系數(shù)小；導(dǎo)電率高；熱電動(dòng)勢(shì)要大；熱電動(dòng)勢(shì)與溫度要有線性或簡(jiǎn)單的函數(shù)關(guān)系；復(fù)現(xiàn)性好；便于加工等。根據(jù)我們常用的熱電極材料，熱電偶溫度傳感器可分為標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶和非標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶。鉑銠-鉑熱電偶是常用的標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶，熔點(diǎn)高，可用于測(cè)量高溫，誤差小，但價(jià)格昂貴，一般適用于較為精密的溫度測(cè)量。鐵-康銅為常用的非標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶，測(cè)溫上限為600攝氏度，易生銹，但溫度與熱電動(dòng)勢(shì)線性關(guān)系好，靈敏度高。

（二）電阻式溫度傳感器。熱電偶溫度傳感器雖然結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，測(cè)量準(zhǔn)確，但僅適用于測(cè)量500攝氏度以上的高溫。而要測(cè)量-200攝氏度到500攝氏度的中低溫物體，就要用到電阻式溫度傳感器。

電阻式溫度傳感器是利用導(dǎo)體或者半導(dǎo)體的電阻值隨溫度變化而變化的特性來(lái)測(cè)量溫度的。大多數(shù)金屬在溫度升高1攝氏度時(shí)，電阻值要增加0.4%到0.6%。電阻式溫度傳感器就是要將溫度的變化轉(zhuǎn)化為電阻值的變化，再通過(guò)測(cè)量電橋轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)送至顯示儀表。

（三）半導(dǎo)體熱敏電阻。半導(dǎo)體熱敏電阻的特點(diǎn)是靈敏度高，體積小，反應(yīng)快，它是利用半導(dǎo)體的電阻值隨溫度顯著變化的特性制成的?？煞譃槿N類型：（1）NTC熱敏電阻，主要是Mn，Co，Ni，F(xiàn)e等金屬的氧化物燒結(jié)而成，具有負(fù)溫度系數(shù)。（2）CTR熱敏電阻，用V，Ge，W，P等元素的氧化物在弱還原氣氛中形成燒結(jié)體，它也是具有負(fù)溫度系數(shù)的。（3）PTC熱敏電阻，以鈦酸鋇摻和稀土元素?zé)Y(jié)而成的半導(dǎo)體陶瓷元件，具有正溫度系數(shù)。也正是因?yàn)镻TC熱敏電阻具有正溫度系數(shù)，也制作成溫度控制開關(guān)。

（四）非接觸式溫度傳感器。非接觸式溫度傳感器的測(cè)溫元件與被測(cè)物體互不接觸。目前常用的是輻射熱交換原理。這種測(cè)溫方法的主要特點(diǎn)是：可測(cè)量運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的小目標(biāo)及熱容量小或變化迅速的對(duì)象，也可用來(lái)測(cè)量溫度場(chǎng)的溫度分布，但受環(huán)境溫度影響比較大。

四、溫度傳感器的應(yīng)用舉例

（一）溫度傳感器在汽車上的應(yīng)用。溫度傳感器的作用是測(cè)量發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣，冷卻水，燃油等的溫度，并把測(cè)量結(jié)果轉(zhuǎn)換為電信號(hào)輸送給ECU.對(duì)于所有的汽油機(jī)電控系統(tǒng)，進(jìn)氣溫度和冷卻水溫度是ECU進(jìn)行控制所必須的兩個(gè)溫度參數(shù)，而其他的溫度參數(shù)則隨電控系統(tǒng)的類型及控制需要而不盡相同。進(jìn)氣溫度傳感器通常安裝在空氣流量計(jì)或從空氣濾清器到節(jié)氣門體之間的進(jìn)氣道或空氣流量計(jì)中，水溫傳感器則布置在發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水路，汽缸蓋或機(jī)體上上的適當(dāng)位置.可以用來(lái)測(cè)量溫度的傳感器有繞線電阻式，擴(kuò)散電阻式，半導(dǎo)體晶體管式，金屬芯式，熱電偶式和半導(dǎo)體熱敏電阻式等多種類型，目前用在進(jìn)氣溫度和冷卻水溫度測(cè)量中應(yīng)用廣泛的是熱敏電阻式溫度傳感器。

（二）利用溫度傳感器調(diào)節(jié)衛(wèi)生間的溫度。溫度傳感器還能調(diào)節(jié)衛(wèi)生間內(nèi)的溫度，尤其是在洗澡的時(shí)候，能自動(dòng)調(diào)節(jié)衛(wèi)生間內(nèi)的溫度是很有必要的。通過(guò)溫濕度傳感器和氣體傳感器就能很好的控制衛(wèi)生間內(nèi)的環(huán)境從而使我們能夠擁有一個(gè)舒適的生活?，F(xiàn)在大部分旅館和一些公共場(chǎng)所都實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)調(diào)節(jié)，而普通家庭的衛(wèi)生間都還是人工操作，尚未實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)節(jié)這主要是一般客戶不知道能夠利用傳感器實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，隨著未來(lái)人們的進(jìn)一步了解，普通家庭的衛(wèi)生間也能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)節(jié)。