行业知识 | 工业生产中常用的温度传感器是如何运作的？

 

温度作为国际单位制的七个基本量之一，是工业现场一种需要重点监控的参数。

在工业生产中，温度传感器常用于监测机器和设备的温度，以确保它们在正常工作范围内运行。那么，工业温度传感器有哪些呢？小明今天就来给大家科普一下~

 

 

温度传感器（Temperature Sensor）是指能感受温度并转换成可用的输出信号的传感器。温度传感器是温度测量仪表的核心部分，品种繁多，按测量方式可分为接触式和非接触式两大类，目前工业上常用的温度传感器有四类，分别为热电偶、热电阻RTD、热敏电阻及集成电路温度传感器。

 

 

热电偶

测量范围广、性价比高

热电偶（thermocouple）是把两种不同材料的金属(金属A和金属B)的一端连接起来，当热电偶一端受热时，热电偶电路中就有电势差。可用测量的电势差来计算温度。如下图：

它是温度测量中最常用的温度传感器。其主要好处是宽温度范围和适应各种大气环境，而且结实、价低，无需供电，也是最便宜的。

热电偶型温度传感器具有量程大、成本低、响应速度快、耐久性好等特点，被广泛的应用于工业现场的温度测量。不过，它们也存在着输出电压小、容易遭受来自导线环路的噪声影响以及漂移较高的缺陷。

简而言之，热电偶是最简单和最通用的温度传感器，但它并不适合高精度的的测量和应用。

 

 

热电阻RTD

最稳定精确

RTD通常由铂制成，所以RTD也叫铂电阻，也有部分是由镍或铜制成的，电阻随温度而变化，只要测量出感温热电阻的阻值变化，就可以测量出温度。RTD可以采用许多不同的形状，例如绕线，薄膜等。

 

RTD是最精确和最稳定的温度传感器，它的线性度优于热偶和热敏电阻。

因此RTD最适合对精度有严格要求的应用领域。

 

 

 热敏电阻 

尺寸小巧，响应快

热敏电阻通常由陶瓷材料制成，例如镀在玻璃中的镍、锰或钴的氧化物，这使得它们很容易损坏。原理是金属随着温度变化，其电阻值也发生变化，对于不同金属来说，温度每变化一度，电阻值变化是不同的，而电阻值又可以直接作为输出信号。

 

 

热敏电阻因为采用的是半导体，所以大多是负温度系统，即阻值随温度增加而降低，而温度小的变化会造成大的阻值改变，因此它是最灵敏的温度传感器。

但热敏电阻线性度极差，表现出高度非线性电阻-温度曲线。热敏电阻体积非常小，对温度变化的响应快，对自热误差极为敏感，精度较高，但需要使用电流源，测温范围较小，价格也较高。

 

 

  集成IC 

 

IC型温度传感器（温度集成电路）是一种数字温度传感器，它有非常线性的电压 ∕ 电流—温度关系。

 

集成的温度传感器可以轻松解决-55至200ºC温度范围内的大部分温度感测难题。因为温度IC需要有外电源，所以通常嵌入在电路中，而不用于独立探测。

 使用IC传感器有许多好处，包括：功耗低；可提供小型封装产品（有些尺寸小到0.8mm×0.8mm）；还可在某些应用中实现低器件成本。此外，由于IC传感器在生产测试过程中都经过校准，因此没有必要进一步校准，使用起来非常便捷。它们通常用于健身跟踪应用、可佩戴式产品、计算系统、数据记录器和汽车应用。