溫度傳感器了解一下

當(dāng)今，隨著物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算、人工智能等新一代高新技術(shù)的高速發(fā)展。傳感器技術(shù)得到了飛快的發(fā)展。傳感器被應(yīng)用到了各行各業(yè)中來。溫度傳感器作為最常用的一種傳感器之一，得到了人們的高度關(guān)注。

溫度是與人類生活息息相關(guān)的物理量，在2000多年前，就開始為檢測溫度進行了各種努力，并開始使用溫度傳感器檢測溫度，在人類社會中，工業(yè)、農(nóng)業(yè)、商業(yè)、科研、國防、醫(yī)學(xué)及環(huán)保等部門都與溫度有著密切的關(guān)系，溫度傳感器是實現(xiàn)溫度檢測和控制的重要器件。在種類繁多的傳感器中，溫度傳感器是應(yīng)用最廣泛，發(fā)展最快的傳感器之一 ，工業(yè)生產(chǎn)自動化流程，溫度測量點要占全部測量點的一半左右，下面讓我們一起了解下溫度傳感器：

一.溫度測量概述

1.1溫度是表征物體冷熱程度的物理量。

1.2溫度不能直接測量，而是借助于某種物體的某種物理參數(shù)隨溫度冷熱不同而明顯變化的特性進行間接測量。

1.3溫度的表示(或測量)須有溫度標(biāo)準(zhǔn)，即溫標(biāo)。理論上的熱力學(xué)溫標(biāo)，是當(dāng)前世界通用的國際溫標(biāo)。

1.4熱力學(xué)溫標(biāo)確定的溫度數(shù)值為熱力學(xué)溫度(符號為T)，單位為開爾文(符號為K)

1.5熱力學(xué)溫度是國際上公認的最基本溫度。我國目前實行的為國際攝氏溫度(符號為t)。兩種溫標(biāo)的換算公式為：

t(℃)=T(K)-273.15K

2.1溫度傳感器的物理原理

隨物體的熱膨脹相對變化而引起的體積變化; 蒸氣壓的溫度變化; 電極的溫度變化 熱電偶產(chǎn)生的電動勢; 光電效應(yīng) 熱電效應(yīng) 介電常數(shù)、導(dǎo)磁率的溫度變化; 物質(zhì)的變色、融解; 強性振動溫度變化; 熱放射; 熱噪聲。

三.溫度傳感器應(yīng)滿足的條件

特性與溫度之間的關(guān)系要適中，并容易檢 測和處理，且隨溫度呈線性變化; 除溫度以外，特性對其它物理量的靈敏度要低; 特性隨時間變化要小; 重復(fù)性好，沒有滯后和老化; 靈敏度高，堅固耐用，體積小，對檢測對象的影響要小; 機械性能好，耐化學(xué)腐蝕，耐熱性能好; 能大批量生產(chǎn)，價格便宜; 無危險性，無公害等。

四.溫度傳感器的種類及特點

4.1接觸式溫度傳感器

接觸式溫度傳感器的特點：傳感器直接與被測物體接觸進行溫度測量，由于被測物體的熱量傳遞給傳感器，降低了被測物體溫度，特別是被測物體熱容量較小時，測量精度較低。因此采用這種方式要測得物體的真實溫度的前提條件是被測物體的熱容量要足夠大。

4.1.1常用熱電阻 范圍：-260～+850℃;精度：0.001℃。改進后可連續(xù)工作2000h，失效率小于1%，使用期為10年。

4.1.2管纜熱電阻 測溫范圍為-20～+500℃，最高上限為1000℃，精度為0.5級。

4.1.3陶瓷熱電阻 測量范圍為–200～+500℃，精度為0.3、0.15級。

4.1.4超低溫?zé)犭娮?兩種碳電阻，可分別測量–268.8～253℃-272.9～272.99℃的溫度。

4.1.5熱敏電阻器 適于在高靈敏度的微小溫度測量場合使用。經(jīng)濟性好、價格便宜。

4.2.非接觸式溫度傳感器主要是利用被測物體熱輻射而發(fā)出紅外線，從而測量物體的溫度，可進行遙測。其制造成本較高，測量精度卻較低。優(yōu)點是：不從被測物體上吸收熱量;不會干擾被測對象的溫度場;連續(xù)測量不會產(chǎn)生消耗;反應(yīng)快等。

4.2.1輻射高溫計 用來測量 1000℃以上高溫。分四種：光學(xué)高溫計、比色高溫計、輻射高溫計和光電高溫計。

4.2.2光譜高溫計 前蘇聯(lián)研制的YCI—I型自動測溫通用光譜高溫計，其測量范圍為400～6000℃,它是采用電子化自動跟蹤系統(tǒng)，保證有足夠準(zhǔn)確的精度進行自動測量。

4.2.3超聲波溫度傳感器 特點是響應(yīng)快(約為10ms左右)，方向性強。目前國外有可測到5000℉的產(chǎn)品。

4.2.4激光溫度傳感器 適用于遠程和特殊環(huán)境下的溫度測量。如NBS公司用氦氖激光源的激光做光反射計可測很高的溫度，精度為1%。美國麻省理工學(xué)院正在研制一種激光溫度計，最高溫度可達8000℃，專門用于核聚變研究。瑞士Browa Borer研究中心用激光溫度傳感器可測幾千開(K)的高溫。

五.溫度傳感器的主要發(fā)展方向

1.超高溫與超低溫傳感器，如+3000℃以上和–250℃以下的溫度傳感器。 2.提高溫度傳感器的精度和可靠性。 3.研制家用電器、汽車及農(nóng)畜業(yè)所需要的價廉的溫度傳感器。 4.發(fā)展新型產(chǎn)品，擴展和完善管纜熱電偶與熱敏電阻;發(fā)展薄膜熱電偶;研究節(jié)省鎳材和貴金屬以及厚膜鉑的熱電阻;研制系列晶體管測溫元件、快速高靈敏CA型熱電偶以及各類非接觸式溫度傳感器。 5.發(fā)展適應(yīng)特殊測溫要求的溫度傳感器。 6.發(fā)展數(shù)字化、集成化和自動化的溫度傳感器。