温度传感器型号有哪些 温度传感器都有哪些？

温度传感器都有哪些？

温度是生活中最常见的测量变量之一，因此测量它的方法有很多，包括接触式和非接触式。相应的传感器也有很多，今天就来简单分类介绍一下。

红外线是一种电磁波，具有与无线电波及可见光一样的本质。红外线的波长在0.76～100μm之间，位于无线电波与可见光之间。任何物体，只要它的温度比零下273.15度高，就无一例外地发射出红外线。因此，通过对物体自身辐射的红外能量的测量，便能准确地测定它的表面温度，这就是红外辐射测温所依据的客观基础。

红外温度传感器可以测量一个点的温度，典型应用就是红外体温枪；也可以做成一个阵列进行红外成像，比如红外热像仪。它们的特点就是非接触式快速测温，在一些不便于接触测温的场合非常适用。

热电偶是工业中常用的一种温度传感器。它的工作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。

热电偶按照金属热电极材料的不同可以分为以下几种类型：

热电偶有以下特点：

温度相同时，不同类型的热电偶所产生的热电动势也不同，但这只跟热电极材料有关，与热电偶长度、直径无关。

当热电偶的类型确定后，其热电动势只与热电偶工作端与冷端的温度差有关，如果热电偶冷端温度不变，则热电动势是工作端温度的单值函数。但实际使用时，冷端温度不可能保持不变，因此一般都需要进行冷端补偿，也就是需要一种其它类型的温度传感器测量冷端的温度。很多用于热电偶信号采集的AD芯片已经在内部集成了温度传感器，可以用作冷端补偿。

3.热电阻（RTD）

热电阻（RTD）是一种温度传感器件，通常由铂、镍或铜制成，其中以铂电阻最为常见（PT100/PT1000）。RTD可以采用许多不同的形状，例如绕线，薄膜，它的电阻随温度而线性变化。以PT100为例，其在0℃时阻值为100Ω，温度每增加（减少）1度，阻值增加（减少）0.385Ω。测量范围可达-200℃～+850℃

通过测量阻值即可实现温度测量，常用的方法有恒流法、电压比例法、电桥法等。使用时需要注意流过传感器的电流不宜过大，否则会产生自发热影响测量精度。

4.热敏电阻

热敏电阻也是一种传感器电阻，但与RTD不同的是，它通常采用锰，钴，铀等的陶瓷材料制成，是一种半导体器件。按照温度系数不同分为正温度系数热敏电阻（PTC）和负温度系数热敏电阻（NTC）。它的阻值一般比较大，且与温度的关系是非线性的，一般通过查表法来进行温度测量。

其特点是，在一定范围内灵敏度很高，温度系数比RTD大几十倍，因此可以实现较高分辨率的温度测量。

另外，正温度系数热敏电阻（PTC）根据其特性，还可以用于电路的过流保护。

5.温度传感器芯片

芯片类型的温度传感器可以分为两种：模拟输出和数字输出。模拟输出的一般输出电压或电流信号，与温度成正比，比如AD590，输出电流随温度变化，系数为1 µA/K。LMT90，输出电压信号，系数为+10.0mV/°C 。数字输出最常见的有DS18B20，单总线接口，也有一些I2C、Uart等接口的芯片。

芯片类温度传感器一般是通过PN结的温度特性来实现的，晶体二极管或三极管的PN结的结电压是随温度而变化的。例如硅管的PN结的结电压在温度每升高1℃时，下降-2mV。利用这种特性再结合信号调理电路封装成芯片。这种传感器的特点是测温范围相对较小，一般在-40℃~125℃左右，精度和分辨率也有限，能满足生活中的普通需求。

结语

上面介绍的是几种常用类型的传感器的特点，后面会对每种传感器的使用方法进行具体的介绍，敬请期待。

各类温度传感器类型及优缺点

介绍四种类型的温度传感器（电阻式温度检测器（RTD）、热电偶、热敏电阻器以及具有数字和模拟接口的集成电路（IC）传感器）并讨论每种传感器的优点与缺点。

从系统级的立足点来看，温度传感器是否适合您的应用将取决于所需的温度范围、准确度、线性度、解决方案成本、功能、功耗、解决方案尺寸、安装法（表面贴装法与通孔插装法以及电路板外安装法）还有必要支持电路的易设计程度。

RTD当一边测量RTD的电阻一边改变它的温度时，响应几乎是线性的，表现得像一个电阻器。如图1所示，该RTD的电阻曲线并非完全呈线性，而是有极度的偏差（示出了一条用作参考的直线）——但却是高度可预测并可复验的。为了对这种轻微的非线性进行补偿，大多数设计人员都会对测得的电阻值进行数字化处理，并使用微控制器内的查找表以便应用校正因子。这种宽温度范围（大约-250℃至+750℃）内的可复验性和稳定性使RTD在高精度应用（包括在管道和大容器内测量液体或气体的温度）中极为有用。

图1：RTD的电阻与温度

用来处理RTD模拟信号的电路的复杂度基本上根据应用而变化。放大器和模数转换器（ADC）等组件（这些组件会产生它们自己的误差）是不可或缺的。只有当测量必要时才给传感器供电——通过该方法您也可实现低功耗运行，但这会使该电路复杂得多。而且，使传感器通电所需的功率还会提高其内部的温度，从而影响测量准确度。仅仅几毫安的电流，这种自加热效应就会产生温度误差（这些误差是可纠正的，但需要进一步的斟酌考量）。另外，请谨记：线绕式铂RTD或薄膜RTD的成本可能相当高，尤其当与IC传感器的成本进行比较时。

热敏电阻器

热敏电阻器是另一种类型的电阻式传感器。有多种多样可用的热敏电阻器，从物美价廉的产品到高精度产品，不一而足。低成本、低精度的热敏电阻器可执行简单的测量或闽值检测功能——这类电阻器需多个组件（如比较器、参考和分立式电阻器），但非常便宜，并具有非线性的电阻-温度属性，如图2所示。如果您需要测量宽范围的温度，您将需进行大量的线性化处理工作。对几个温度点进行校准可能是必要的。为实现更高的精度，可用更昂贵且公差更紧的热敏电阻阵列来帮助解决这种非线性难题，但这种阵列通常比单个热敏电阻器灵敏度低。

图2：热敏电阻器的电阻与温度

因为多跳变电系统增加了复杂度和成本，所以低成本热敏电阻器一般仅用于具有最少功能要求的应用，包括烤面包器、咖啡机、电冰箱和吹风机。此外，热敏电阻器还会遭受自加热问题的困扰（通常在较高温度下，此时它们的电阻较低）。和RTD的情况一样，尚未发现不能在低电源电压下使用热敏电阻器的根本原因

——但请记住，满量程输出越低，它根据模数转换器（ADC）特性直接转化成的系统灵敏度越低。小功率应用还需要提高电路复杂度，以便能对噪声引起的误差非常敏感。热敏电阻器可在-100℃至+500℃的温度范围内运行，虽然大多数热敏电阻器的额定最高工作温度范围是+100℃至+150℃。

热电偶

热电偶包括由不同材料制成的两根电线的接点。例如，型热电偶是由铁和康铜制成的。如图3所示，接点1位于待测量的温度处，而接点2和接点3则被置于用LM35模拟温度传感器测定的不同温度处。输出电压与这两个温度值的差大致成比例。

图3：将LM35用于热电偶冷接点补偿

因为热电偶的灵敏度相当低（在每摄氏度几十微伏的量级上），所以您将需要低偏移放大器来产生可用的输出电压。在热电偶的工作范围内，温度至电压传递函数中的非线性往往需要补偿电路或查找表，正如RTD和热电偶一样。然而，尽管有这些缺点，热电偶仍非常流行，尤其适用于烤箱、水加热器、窑炉、测试设备和其它工业处理——原因是热电偶的热质量很低且工作温度范围（工作温度可扩展至2300℃以上）很宽泛。

IC传感器

IC传感器可在-55℃至+150C的温度范围内工作——精选的几种IC传感器工作温度可高达+200℃。有各种类型的集成式IC传感器，不过四种最常见的集成式IC传感器当属模拟输出器件、数字接口器件、远程温度传感器以及那些具有温控器功能的集成式IC传感器（温度开关）。模拟输出器件（一般是电压输出，但有些也具有电流输出）在其需要ADC来对输出信号进行数字化处理时最像无源解决方案。数字接口器件最常使用两线接口（l2C或PMBus），并具有内置的ADC。

除了也包括一个局部温度传感器外，远程温度传感器还具有一路或多路输入以便监测远程二极管温度——

它们最常被置于高度集成的数字IC（例如，处理器或现场可编程门阵列【FPGA】）中。当达到温度阈值时，温控器可提供简单的警报。

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。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。

经验丰富的电路板设计人员将根据最终产品要求来使用最合适的解决方案。表1展示了每种温度传感器的相对优势/劣势。

表1：RTD、热敏电阻器、热电偶和IC传感器的相对优势与劣势

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来源：网络

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