温度传感器有哪几种类型 温度传感器工作原理

MEMS/传感技术

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  温度传感器有哪几种类型

  温度传感器有四种主要类型:热电偶、热敏电阻、电阻温度检测器(RTD)和IC温度传感器。IC温包括模拟输出和数字输出两种类型。

  1、热电偶传感器

  热电偶是一种感温元件,是一种仪表bai。它直接测量温度,并把温度信号转换成热电动势信号,通过电气仪表(二次仪表)转换成被测介质的温度。热电偶测温的基本原理是两种不同成份的材质导体组成闭合回路,当两端存在温度梯度时,回路中就会有电流通过,此时两端之间就存在电动势——热电动势,这就是所谓的塞贝克效应(Seebeckeffect)。

  2、热敏电阻传感器

  热敏电阻传感器主要元件是热敏电阻,当热敏材料周围有热辐射时,它就会吸收辐射热,产生温度升高,引起材料的阻值发生变化。

  3、电阻温度检测器(RTD)

  RTD通常用铂金、铜或镍。这几种金属的电阻-温度关系如图所示,它们的温度系数较大,随温度变化响应快,能够抵抗热疲劳,而且易于加工制造成为精密的线圈。

  RTD是目前*精确和*稳定的温度传感器。它的线性度优于热电偶和热敏电阻。但RTD也是响应速度较慢而且价格比较贵的温度传感器。因此RTD*适合对精度有严格要求,而速度和价格不太关键的应用领域。

  4、IC温度传感器

  (1)模拟集成温度传感器

  集成传感器是采用硅半导体集成工艺而制成的,因此亦称硅传感器或单片集成温度传感器。模拟集成温度传感器是在20世纪80年代问世的,它是将温度传感器集成在一个芯片上、可完成温度测量及模拟信号输出功能的专用IC。模拟集成温度传感器的主要特点是功能单一(仅测量温度)、测温误差小、价格低、响应速度快、传输距离远、体积小、微功耗等,适合远距离测温、控测,不需要进行非线性校准,外围电路简单。

  (2)数字输出传感器

  数字温度传感器是在20世纪90年代中期问世的。它是微电子技术、计算机技术和自动测试技术(ATE)的结晶。目前,国际上已开发出多种智能温度传感器系列产品。智能温度传感器内部都包含温度传感器、A/D转换器、信号处理器、存储器(或寄存器)和接口电路。有的产品还带多路选择器、中央控制器(CPU)、随机存取存储器(RAM)和只读存储器(ROM)。智能温度传感器的特点是能输出温度数据及相关的温度控制量,适配各种微控制器(MCU);并且它是在硬件的基础上通过软件来实现测试功能的,其智能化和谐也取决于软件的开发水平。

  温度传感器工作原理

  温度传感器的工作原理基于物质的热力学性质,它们基本上通过测量物体的温度来确定它们的电学特性。以下是一些常见的温度传感器和它们的工作原理:

  1. 热电偶:热电偶是基于热电效应的传感器,它们包含两种不同金属连接在一起,当它们被暴露在不同的温度下时会产生电压差。这个电压差随着温度变化而变化,因此可以用来测量温度。

  2. 热敏电阻:热敏电阻是一种基于电阻温度系数的传感器,电阻值随温度变化而变化。这些传感器通常使用金属或半导体材料制成,当被加热或冷却时,电阻值会随着温度变化而改变。

  3. B型热敏电阻:B型热敏电阻是一种特殊的热敏电阻,它可以在更广泛的温度范围内工作。它们通常由铂金属制成,其电阻值随着温度变化而线性变化。

  4. 热电池:热电池是一种类似于热电偶的传感器,它由两种不同的金属制成,在其中一个金属上加热或冷却后,会产生电压差。这个电压差随着温度变化而变化,因此可以用来测量温度。

  通过测量这些传感器的电学特性,就可以确定物体的温度。

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