溫度是與人類(lèi)的生活、工作關(guān)系*為密切的物理量。溫度傳感器是把非電量溫度轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的傳感器，它的種類(lèi)很多，常用的有熱電阻、熱電偶、集成溫度傳感器等。

1.熱電阻

金屬熱電阻傳感器也稱(chēng)為熱電阻傳感器，是利用金屬導(dǎo)體的電阻值隨溫度變化而變化的原理進(jìn)行測(cè)溫的。一般的熱電阻傳感器由熱電阻、連接導(dǎo)線(xiàn)顯示儀表組成。熱電阻廣泛用來(lái)測(cè)量?220～850℃范圍內(nèi)的溫度，少數(shù)情況下，低溫可測(cè)量至1K（?272℃），高溫可測(cè)量至1000℃。金屬熱電阻大都由純金屬材料制成，目前主要采用的材料是鉑和銅，也有用錳、銠、碳等材料制作熱電阻的。

（1）鉑熱電阻

鉑熱電阻的特點(diǎn)是測(cè)溫精度高、穩(wěn)定性好，是制造熱電阻的*好材料。鉑熱電阻的應(yīng)用范圍為?200～850℃。

因?yàn)殂K材料價(jià)格昂貴，因此一般工程測(cè)量中多采用銅作為熱電阻材料。銅的*大優(yōu)點(diǎn)是價(jià)格低廉，易于提純，在?50～150℃的范圍內(nèi)，溫度特性的線(xiàn)性較好。其缺點(diǎn)是銅的電阻率僅為鉑的幾分之一，因此，銅熱電阻所用材料細(xì)而且長(zhǎng)，機(jī)械強(qiáng)度較差，熱慣性較大，在溫度高于100℃以上或在侵蝕性介質(zhì)中使用時(shí)，易氧化，穩(wěn)定性較差。因此，銅熱電阻只能用于測(cè)量精度要求不高且溫度不高（100℃以下）及無(wú)侵蝕性的介質(zhì)中。

（2）熱敏電阻

半導(dǎo)體熱敏電阻簡(jiǎn)稱(chēng)熱敏電阻，是一種新型的半導(dǎo)體測(cè)溫元件，熱敏電阻是利用某些金屬氧化物或單晶鍺、硅等材料，按特定工藝制成的感溫元件。熱敏電阻可分為3種類(lèi)型，即正溫度系數(shù)（PTC）熱敏電阻、負(fù)溫度系數(shù)（NTC）熱敏電阻以及在某一特定溫度下電阻值會(huì)發(fā)生突變的臨界溫度電阻器（CTR）。目前使用較多的熱敏電阻是NTC型熱敏電阻。熱敏電阻與金屬熱電阻比有以下幾點(diǎn)不同。

① 熱敏電阻的溫度系數(shù)值遠(yuǎn)大于金屬熱電阻，所以半導(dǎo)體溫度計(jì)的靈敏度很高。

② 同溫度情況下，熱敏電阻阻值遠(yuǎn)大于金屬熱電阻。所以連接導(dǎo)線(xiàn)電阻對(duì)測(cè)量誤差的影響極小，適用于遠(yuǎn)距離測(cè)量。

③ 熱敏電阻溫度曲線(xiàn)非線(xiàn)性相當(dāng)嚴(yán)重，所以其測(cè)量溫度范圍遠(yuǎn)小于金屬熱電阻，一般在?50～300℃。

④ 半導(dǎo)體熱敏電阻的性能不夠穩(wěn)定、互換性差、精度較低，這是它的主要缺點(diǎn)。

2.熱電偶

熱電偶的原理基于熱電效應(yīng)。當(dāng)A、B兩種不同材料的導(dǎo)體組成一個(gè)閉合電路時(shí)，若兩接點(diǎn)T、T0的溫度不同，則在該電路中會(huì)產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)并形成電流，這種現(xiàn)象稱(chēng)為熱電效應(yīng)，該電動(dòng)勢(shì)稱(chēng)為熱電動(dòng)勢(shì)。圖中的兩個(gè)接點(diǎn)，一個(gè)稱(chēng)為測(cè)量端T，或稱(chēng)為熱端；另一個(gè)稱(chēng)為參考端T0，也稱(chēng)為冷端。熱電偶就是利用上述的熱電效應(yīng)來(lái)測(cè)量溫度的。

實(shí)驗(yàn)證明：熱電動(dòng)勢(shì)與熱電偶兩端的溫度差成比例。

按結(jié)構(gòu)形式不同，熱電偶通常分為普通熱電偶、鎧裝式熱電偶和薄膜熱電偶3類(lèi)。

（1）普通熱電偶

普通熱電偶應(yīng)用于工業(yè)上測(cè)量液體、氣體等介質(zhì)的溫度。它一般由熱電偶絲、絕緣套管、保護(hù)套管和接線(xiàn)盒組成，實(shí)驗(yàn)室使用時(shí)可以不用保護(hù)套管，以減小熱慣性。

（2）鎧裝式熱電偶

鎧裝式熱電偶是由熱電偶絲、絕緣材料、金屬套管三者組合成一體的具有特殊結(jié)構(gòu)的熱電偶。它可以做得很細(xì)很長(zhǎng)，可以彎曲。根據(jù)熱端形狀的不同，它又可分為多種結(jié)構(gòu)形式，不同的結(jié)構(gòu)形式，響應(yīng)時(shí)間和應(yīng)用場(chǎng)合及特點(diǎn)不同。這類(lèi)熱電偶的突出優(yōu)點(diǎn)是可小型化、使用方便、使用壽命長(zhǎng)、熱慣性小。此外，這類(lèi)傳感器還具有強(qiáng)度高、耐壓、耐振動(dòng)和耐沖擊等優(yōu)點(diǎn)，并可根據(jù)需要制成不同長(zhǎng)度，*長(zhǎng)可達(dá)100m。

（3）薄膜熱電偶

薄膜熱電偶是用真空蒸鍍等方法使兩種熱電極材料蒸鍍到絕緣板上，上面再蒸鍍一層二氧化硅作為絕緣和保護(hù)層，形成薄膜狀熱電偶，其熱接點(diǎn)極?。?/span>0.01～0.1μm），因此特別適用于快速測(cè)量物體壁面的溫度。安裝時(shí)用黏合劑將它黏結(jié)在被測(cè)物體壁面上即可。

3.集成溫度傳感器

它是把感溫元件（多為PN結(jié)）與有關(guān)的電子線(xiàn)路集成在很小的硅片上封裝而成的。由于PN結(jié)不能耐高溫，所以集成溫度傳感器通常只能測(cè)量 150℃以下的溫度，典型的工作溫度范圍是?50～150℃。集成溫度傳感器具有體積小、線(xiàn)性好、反應(yīng)靈敏等優(yōu)點(diǎn)，所以應(yīng)用十分廣泛。

集成溫度傳感器按輸出電量不同可分為電壓型、電流型和頻率型幾類(lèi)。電壓型傳感器的優(yōu)點(diǎn)是直接輸出電壓，且輸出阻抗低，易于與信號(hào)處理電路相連接。電流型傳感器的輸出阻抗極高，因此可以簡(jiǎn)單地使用雙股絞線(xiàn)傳輸數(shù)百米遠(yuǎn)，而不必考慮傳輸導(dǎo)線(xiàn)的電阻，特別適合于遠(yuǎn)距離晶密溫度遙感和遙測(cè)。頻率輸出型傳感器除了具有與電流輸出型傳感器相似的優(yōu)點(diǎn)外，還便于與微型計(jì)算機(jī)連接。