溫度傳感器有哪些類型?溫度傳感器的類型

溫度傳感器有四種主要類型：熱電偶、熱敏電阻、電阻溫度檢測器(RTD)和IC溫度傳感器。IC溫度傳感器又包括模擬輸出和數字輸出兩種類型。接觸式溫度傳感器的檢測部分與被測對象有良好的接觸，又稱溫度計。
溫度計通過傳導或對流達到熱平衡，從而使溫度計的示值能直接表示被測對象的溫度。一般測量精度較高。在一定的測溫範圍內，溫度計也可測量物體內部的溫度分布。但對於運動體、小目標或熱容量很小的對象則會產生較大的測量誤差，常用的溫度計有雙金屬溫度計、玻璃液體溫度計、壓力式溫度計、電阻溫度計、熱敏電阻和溫差電偶等。它們廣泛應用於工業、農業、商業等部門。在日常生活中人們也常常使用這些溫度計。隨著低溫技術在國防工程、空間技術、冶金、電子、食品、醫藥和石油化工等部門的廣泛應用和超導技術的研究，測量120K以下溫度的低溫溫度計得到了發展，如低溫氣體溫度計、蒸汽壓溫度計、聲學溫度計、順磁鹽溫度計、量子溫度計、低溫熱電阻和低溫溫差電偶等。低溫溫度計要求感溫元件體積小、準確度高、複現性和穩定性好。利用多孔高矽氧玻璃滲碳燒結而成的滲碳玻璃熱電阻就是低溫溫度計的一種感溫元件，可用於測量1.6～300K範圍內的溫度。
　　非接觸式溫度傳感器的敏感元件與被測對象互不接觸，又稱非接觸式測溫儀表。這種儀表可用來測量運動物體、小目標和熱容量小或溫度變化迅速(瞬變)對象的表麵溫度，也可用於測量溫度場的溫度分布。最常用的非接觸式測溫儀表基於黑體輻射的基本定律，稱為輻射測溫儀表。輻射測溫法包括亮度法(見光學高溫計)、輻射法(見輻射高溫計)和比色法(見比色溫度計)。各類輻射測溫方法隻能測出對應的光度溫度、輻射溫度或比色溫度。隻有對黑體(吸收全部輻射並不反射光的物體)所測溫度才是真實溫度。如欲測定物體的真實溫度，則必須進行材料表麵發射率的修正。而材料表麵發射率不僅取決於溫度和波長，而且還與表麵狀態、塗膜和微觀組織等有關，因此很難精確測量。在自動化生產中往往需要利用輻射測溫法來測量或控製某些物體的表麵溫度，如冶金中的鋼帶軋製溫度、軋輥溫度、鍛件溫度和各種熔融金屬在冶煉爐或坩堝中的溫度。在這些具體情況下，物體表麵發射率的測量是相當困難的。對於固體表麵溫度自動測量和控製，可以采用附加的反射鏡使與被測表麵一起組成黑體空腔。附加輻射的影響能提高被測表麵的有效輻射和有效發射係數。利用有效發射係數通過儀表對實測溫度進行相應的修正，最終可得到被測表麵的真實溫度。最為典型的附加反射鏡是半球反射鏡。球中心附近被測表麵的漫射輻射能受半球鏡反射回到表麵而形成附加輻射，從而提高有效發射係數：式中ε為材料表麵發射率，ρ為反射鏡的反射率。至於氣體和液體介質真實溫度的輻射測量，則可以用插入耐熱材料管至一定深度以形成黑體空腔的方法。通過計算求出與介質達到熱平衡後的圓筒空腔的有效發射係數。在自動測量和控製中就可以用此值對所測腔底溫度(即介質溫度)進行修正而得到介質的真實溫度。
　　非接觸測溫優點：測量上限不受感溫元件耐溫程度的限製，因而對最高可測溫度原則上沒有限製。對於1800℃以上的高溫，主要采用非接觸測溫方法。隨著紅外技術的發展，輻射測溫逐漸由可見光向紅外線擴展，700℃以下直至常溫都已采用，且分辨率很高。

1、接觸式溫度傳感器
2、非接觸式溫度傳感器
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，由於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。
非接觸式溫度傳感器主要是利用被測物體熱輻射而發出紅外線，從而測量物體的溫度，可進行遙測。其製造成本較高，測量精度卻較低。優點是：不從被測物體上吸收熱量；不會幹擾被測對象的溫度場；連續測量不會產生消耗；反應快等。
此外，還有微波測溫溫度傳感器、噪聲測溫溫度傳感器、溫度圖測溫溫度傳感器、熱流計、射流測溫計、核磁共振測溫計、穆斯保爾效應測溫計、約瑟夫遜效應測溫計、低溫超導轉換測溫計、光纖溫度傳感器等。這些溫度傳感器有的已獲得應用，有的尚在研製中。
（一）接觸式溫度傳感器
1．常用熱電阻
範圍：-260～＋850℃；精度：0.001℃。改進後可連續工作2000h，失效率小於1％，使用期為10年。
2．管纜熱電阻 測溫範圍為-20～＋500℃，最高上限為1000℃，精度為0.5級。
3．陶瓷熱電阻 測量範圍為–200～+500℃，精度為0.3、0.15級。
4．超低溫熱電阻 兩種碳電阻，可分別測量–268.8～253℃-272.9～272.99℃的溫度。
5．熱敏電阻器 適於在高靈敏度的微小溫度測量場合使用。經濟性好、價格便宜。
（二）非接觸式溫度傳感
l．輻射高溫計 用來測量 1000℃以上高溫。分四種：光學高溫計、比色高溫計、輻射高溫計和光電高溫計。
2．光譜高溫計 前蘇聯研製的YCI—I型自動測溫通用光譜高溫計,其測量範圍為400～6000℃,它是采用電子化自動跟蹤係統,保證有足夠準確的精度進行自動測量。
3．超聲波溫度傳感器 特點是響應快(約為10ms左右)，方向性強。目前國外有可測到5000℉的產品。
4．激光溫度傳感器 適用於遠程和特殊環境下的溫度測量。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％。美國麻省理工學院正在研製一種激光溫度計，最高溫度可達8000℃，專門用於核聚變研究。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。