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在我们的日常生活中，各人应该城市经常见到温度计、热水器、微波炉、冰箱等。那些城市应用到一个重要的器件--温度传感器，那篇文章就来给各人介绍一下温度传感器、温度传感器原理、温度传感器的类型。
一、什么是温度传感器？温度传感器是一种丈量物体冷热水平的设备，以可读的形式通过电信号供给温度丈量。比力常见的是热电偶和电阻温度检测器。
二、温度传感器类型在现实应用中，有许多的温度传感器能够用，按照现实应用具有差别的特征，温度传感器由两种根本物理类型构成：
1、接触式温度传感器类型那些类型的温度传感器需要与被感测对象物理接触，并利用传导来监测温度变革。它们可用于在很宽的温度范畴内检测固体、液体或气体。
2、非接触式温度传感器类型那些类型的温度传感器利用对流和辐射来监测温度变革。它们可用于检测液体和气体，那些液体和气体跟着热量的升高和冷在对流中沉降到底部而发射辐射能，或者检测以红外辐射（太阳）形式从物体传输的辐射能。
接触式和非接触式温度传感器进一步分为以下温度传感器，接下来将对那些温度传感器的原理停止解释
三、温度传感器原理 1、恒温器恒温器是一种接触式温度传感器，由两种差别金属（如铝、铜、镍或钨）构成的双金属条构成。
两种金属的线性膨胀系数的差别招致它们在受热时产活力械弯曲运动。
恒温器实物图2、双金属恒温器
恒温器由两种热度差别的金属背靠背粘在一路构成。当气候冰冷时，触点闭合，电畅通过恒温器。当它变热时，一种金属比另一种金属膨胀得更多，粘合的双金属条向上（或向下）弯曲，翻开触点，避免电流活动。
双金属恒温器实物图有两种次要类型的双金属条，次要基于它们在遭到温度变革时的运动。有在设定温度点对电触点产生瞬时“开/关”或“关/开”类型动做的“速动”类型，以及逐步改动其位置的较慢“蠕变”类型跟着温度的变革。
双金属恒温器工做原理图速动型恒温器凡是用于我们家中，用于控造烤箱、熨斗、浸入式热水箱的温度设定点，也能够在墙上找到它们来控造家庭供暖系统。
爬行器类型凡是由双金属线圈或螺旋构成，跟着温度的变革迟缓展开或盘绕。一般来说，爬行型双金属条对温度变革比尺度的按扣开/关类型更敏感，因为条更长更薄，十分合适用于温度计和表盘等。
3、热敏电阻热敏电阻凡是由陶瓷质料造成，例如镀在玻璃中的镍、锰或钴的氧化物，那使得它们很容易损坏。与速动类型比拟，它们的次要优势在于它们对温度、准确性和可反复性的任何变革的响应速度。
大大都热敏电阻具有负温度系数（NTC），那意味着它们的电阻跟着温度的升高而降低。但是，有一些热敏电阻具有正温度系数 (PTC)，而且它们的电阻跟着温度的升高而增加。
热敏电阻实物图热敏电阻的额定值取决于它们在室温下的电阻值（凡是为 25 o C）、它们的时间常数（对温度变革做出反响的时间）以及它们相关于流过它们的电流的额定功率。与电阻一样，热敏电阻在室温下的电阻值从 10 兆欧到几欧姆不等，但出于传感目标，凡是利用以千欧为单元的那些类型。
4、温度传感器示例 No1以下热敏电阻在 25℃ 时的电阻值为 10KΩ，在 100℃时的电阻值为 100Ω 。当与 1kΩ 电阻器串联时，计算热敏电阻两头的电压降，从而计算两种温度下的输出电压 (Vout)跨过 12v 电源。
温度传感器示例图25摄氏度
100摄氏度
通过将 R2 的固定电阻值（在我们的示例中为 1kΩ）更改为电位计或预设值，能够在预定的温度设定点获得电压输出，例如 60℃ 时的 5v 输出，并通过改动电位计获得特定的输出电压程度能够在更宽的温度范畴内获得。
但是需要留意的是，热敏电阻长短线性器件，差别热敏电阻在室温下的尺度电阻值是差别的，那次要是因为它们是由半导体质料造成的。热敏电阻随温度呈指数变革，因而具有 Beta 温度常数 ( β )，可用于计算任何给定温度点的电阻。
然而，当与串联电阻一路利用时，例如在分压器收集或惠斯通电桥型安插中，响应于施加到分压器/电桥收集的电压而获得的电流与温度成线性关系。然后，电阻两头的输出电压与温度成线性关系。
5、电阻式温度检测器（RTD）RTD 是切确的温度传感器，由高纯度导电金属（如铂、铜或镍）绕成线圈造成。RTD 的电阻变革类似于热敏电阻。也可供给薄膜 RTD。那些器件有一层薄薄的铂膏堆积在白色陶瓷基板上。
电阻温度检测器或RTD实物图电阻式温度检测器具有正温度系数 (PTC)，但与热敏电阻差别，它们的输出十分线性，可产生十分准确的温度丈量值。
但是，它们的热灵敏度十分差，即温度变革只会产生十分小的输出变革，例如 1Ω/ o C。
更常见的 RTD 类型由铂造成，称为铂电阻温度计或PRT，此中最常见的是 Pt100 传感器，其在 0 ℃时的尺度电阻值为 100Ω。缺点是铂价格高贵，那种设备的次要缺点之一是其成本。
与热敏电阻一样，RTD 是无源电阻器件，通过使恒定电畅通过温度传感器，能够获得随温度线性增加的输出电压。典型的 RTD 在 0 ℃ 时的基极电阻约为 100Ω，在 100 ℃ 时增加到约 140 Ω，工做温度范畴在 -200 至 +600 ℃ 之间。
因为 RTD 是一个电阻设备，我们需要让电畅通过它们并监控产生的电压。然而，当电流流过电阻线时，因为电阻线的自热引起的任何电阻变革， I2 R ，（欧姆定律）城市招致读数错误。为制止那种情况，RTD 凡是毗连到惠斯通电桥收集，该收集具有用于引线抵偿和/或毗连到恒流源的附加毗连线。
电阻式温度传感器实物图6、热电偶
最常见的温度传感器之一包罗热电偶，因为它们具有宽温度工做范畴、可靠性、准确性、简单性和灵敏度。次要是因为其体积小。热电偶还具有所有温度传感器中最宽的温度范畴，从低于 -200 ℃ 到远高于 2000 ℃ 。
热电偶凡是由焊接或压接在一路的差别金属（例如铜和康铜）的两个接头构成。此中一个称为冷端，连结在特定温度，而另一个是丈量端，称为热端。
在遭到温度影响时，会在结上产生电压降。
热电偶是热电传感器，根本上由焊接或压接在一路的差别金属（例如铜和康铜）的两个接头构成。一个结连结在恒温，称为参考（冷）结，而另一个为丈量（热）结。当两个结处于差别温度时，会在结上产生电压，用于丈量温度传感器，如下所示。
热电偶实物图热电偶构造
热电偶的工做原理十分简单和根本。当两种差别金属（例如铜和康铜）熔合在一路时，会产生“热电”效应，从而在它们之间产生只要几毫伏 (mV) 的恒定电位差。两个结之间的电压差称为“塞贝克效应”，因为沿导线产生温度梯度，从而产生电动势。那么热电偶的输出电压是温度变革的函数。
若是两个结处于不异温度，则两个结之间的电势差为零，换句话说，没有电压输出，因为V1 = V2。但是，当结点毗连在电路中而且都处于差别温度时，将检测到相关于两个结点之间的温差V1 – V2的电压输出。那种电压差会跟着温度的升高而增加，曲抵达到结的峰值电压程度，那是由所利用的两种差别金属的特征决定的。
热电偶放大
需要认真选择放大器的类型，无论是离散的仍是运算放大器的形式，因为需要优良的漂移不变性来避免热电偶频繁地从头校准。那使得斩波器和仪表类型的放大器更合适大大都温度传感应用。
热电偶放大图五、基于半导体的温度传感器
基于半导体的温度传感器与双集成电路 (IC) 一路工做。它们包罗两个具有温度敏感电压和电流特征的类似二极管，以有效丈量温度变革。
但是，它们供给线性输出，但在 1 °C 至 5 °C 时精度较低。它们还在最窄的温度范畴（-70 °C 至 150 °C）内表示出最慢的响应速度（5 秒至 60 秒）。
1、0V 型振弦式温度传感器0V型振弦式温度计用于丈量混凝土构造或水中的内部温度。它的分辩率优于 0.1°C，工做原理类似于热电偶温度传感器。它还具有 -20 o至 80 o C的高温范畴。
0V型振弦式温度计实物图2、ETT-10TH 型电阻热敏电阻探头
ETT-10TH 型电阻温度探头是一种低量量防水温度探头，用于丈量 –20 至 80°C 之间的温度。因为其低热量量，它具有快速响应时间。
ETT-10TH型电阻温度探头专为丈量钢材外表温度和丈量混凝土构造外表温度而设想。ETT-10TH 能够嵌入混凝土中，用于丈量混凝土内部的整体温度，以至能够在水下工做。
ETT-10TH 电阻温度探头是完全可互换的。在指定的工做温度范畴内，温度读数的差别不会超越 1°C。那允许单个指示器与任何 ETT-10TH 探头一路利用而无需从头校准。
ETT-10TH 型电阻温度探头实物图3、ETT-10TH 型电阻热敏电阻探头若何工做？
ETT-10TH 温度探头由一个电阻-温度曲线婚配的热敏电阻环氧树脂封拆在铜管中，以实现更快的热响应和情况庇护。管子的尖端是扁平的，因而它能够固定在任何相当平展的金属或混凝土外表上，以丈量外表温度。
借助容易获得的两部门环氧树脂粘合剂，探头的扁平尖端能够固定在大大都外表上。若是需要，探头也能够用螺栓固定在构造外表上。
3、ETT-10PT 型 RTD 温度探头ETT-10PT RTD（电阻温度检测器）温度探头由具有 DIN IEC 751（原 DIN 43760）欧洲曲线校准的陶瓷电阻元件 (Pt. 100) 构成。电阻元件安拆在封锁端巩固的不锈钢管中，可庇护元件免受湿气影响。
ETT-10PT RTD（电阻温度检测器）温度探头实物图ETT-10PT 型 RTD 温度探头若何工做？
电阻温度探头的工做原理是传感器电阻是感测温度的函数。铂 RTD 具有十分好的准确度、线性度、不变性和可反复性。
ETT-10PT 型电阻温度探头配有三芯屏障电缆。红线供给一个毗连，两根黑线一路供给另一个。因而，实现了对引线电阻和引线电阻温度变革的抵偿。利用数字 RTD 温度指示器能够轻松读取电阻温度传感器读数。
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