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1　　名詞解釋

　　溫度傳感器（temperature transducer）是指能感受溫度并轉換成可用輸出信號的傳感器。溫度傳感器是溫度測量儀表的核心部分，品種繁多。按測量方式可分為接觸式和非接觸式兩大類，按照傳感器材料及電子元件特性分為熱電阻和熱電偶兩類。

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2　　簡介

　　溫度傳感器是早開發，應用廣的一類傳感器。溫度傳感器的*大大超過了其他的傳感器。  從17世紀初人們開始利用溫度進行測量。在半導體技術的支持下，本世紀相繼開發了半導體熱電偶傳感器、PN結溫度傳感器和集成溫度傳感器。與之相應，根據波與物質的相互作用規律，相繼開發了聲學溫度傳感器、紅外傳感器和微波傳感器。

　　溫度傳感器是五花八門的各種傳感器中為常用的一種，現代的溫度傳感器外形非常得小，這樣更加讓它廣泛應用在生產實踐的各個領域中，也為人們的生活提供了無數的便利和功能。

　　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。

　　功能和特點

　　1，檢定K、E、J、N、B、S、R、T等多種型號的工作用熱電偶

　　2，檢定Pt100、Pt10、Cu50、Cu100等各種工作用熱電阻，玻璃液體溫度計、壓力式溫度計、雙金屬溫度計

　　3，多路低電勢自動轉換開關，寄生電勢≤0.4μV

　　4，控制1-4臺高溫爐

　　5，溫場測試：可進行檢定爐、油槽、水槽、低溫恒溫槽的溫場測試

　　6，線制轉換：可進行二線制、三線制、四線制電阻檢定

　　7，軟件具有比對實驗、重復性實驗、溫場實驗等相關實驗功能

　　軟件平臺：

　　8，在Windows2000/XP以上平臺，全中文界面，標準Windows操作系統，方便快捷。可實現：

　　a）設備自檢、查線

　　b）屏幕顯示并保存控溫曲線≤0.4μV

　　c）檢測數據自動采集

　　d）自動生成符合要求的檢定記錄

　　e）自動保存檢定結果，且不可人工更改

　　f）查詢各種熱電偶、熱電阻分度表及其它幫助

　　g）熱電偶、熱電阻所有歷史檢定數據、控溫曲線查詢 統計及計量的智能化管理功能

3　　類型判定

　　首先，必須選擇傳感器結構，使敏感元件規定測量時間之內達到所測流體或被測表面溫度。溫度傳感器輸出僅僅敏感元件溫度。實 際上，要確保傳感器指示溫度即所測對象溫度，常常很困難。

　　容器中流體溫度般用熱電偶或熱電阻探頭測量，但當整系統使用壽命比探頭預計使用壽命長得多時，或者預計會相當頻繁拆卸出探頭以校準或 維修卻能容器上開口時，容器壁上安裝性熱電偶套管。用熱電偶套管會顯著延長測量時間常數。當溫度變化很慢且熱導誤差很小時，熱電 偶套管會影響測量度，但如果溫度變化很迅速，敏感元件跟蹤上溫度迅速變化，且導熱誤差又能增加時，測量度就會受到影響。因此 要權衡考慮維修性和測量精度這兩因素。

　　熱電偶或熱電阻探頭全部材料都應與能和它們接觸流體適應。使用裸露元件探頭時，必須考慮與所測流體接觸各部件材料（敏感元件、連接引 線、支撐物、局部保護罩等）適應性，使用熱電偶套管時，只需要考慮套管材料。

　　電阻式熱敏元件浸入液位變送器體及多數氣體時，通常密封，至少要涂層，裸露電阻元件能浸入導電或污染流體中，當需要其快速響應時，將 它們用于干燥空氣和限幾種氣體及某些液位變送器體中。電阻元件如用停滯或慢速流動流體中，通常需某種殼體罩住以進行機械保護。

　　當管子、導管或容器能開口或禁止開口，因能使用探頭或熱電偶套管時，通過外壁鉗夾或固定表面溫度傳感器方法進和測量。確保合理測量精 度，傳感器必須與環境大氣熱隔離并與熱輻射源隔離，且必須通過傳感器適當設計與安裝使壁對敏感元件熱傳導達到到佳狀態。

4　　工作原理

　　溫度是一個基本的物理量，自然界中的一切過程無不與溫度密切相關。溫度傳感器是早開發，應用廣的一類傳感器。溫度傳感器的*大大超過了其他的傳感器。從17世紀初人們開始利用溫度進行測量。在半導體技術的支持下，本世紀相繼開發了半導體熱電偶傳感器、PN結溫度傳感器和集成溫度傳感器。與之相應，根據波與物質的相互作用規律，相繼開發了聲學溫度傳感器、紅外傳感器和微波傳感器。

　　兩種不同材質的導體，如在某點互相連接在一起，對這個連接點加熱，在它們不加熱的部位就會出現電位差。這個電位差的數值與不加熱部位測量點的溫度有關，和這兩種導體的材質有關。這種現象可以在很寬的溫度范圍內出現，如果測量這個電位差，再測出不加熱部位的環境溫度，就可以準確知道加熱點的溫度。由于它必須有兩種不同材質的導體，所以稱之為熱電偶。不同材質做出的熱電偶使用于不同的溫度范圍，它們的靈敏度也各不相同。熱電偶的靈敏度是指加熱點溫度變化1℃時，輸出電位差的變化量。對于大多數金屬材料支撐的熱電偶而言，這個數值大約在5～40微伏/℃之間。

　　熱電偶傳感器有自己的優點和缺陷，它靈敏度比較低，容易受到環境干擾信號的影響，也容易受到前置放大器溫度漂移的影響，因此不適合測量微小的溫度變化。由于熱電偶溫度傳感器的靈敏度與材料的粗細無關，用非常細的材料也能夠做成溫度傳感器。也由于制作熱電偶的金屬材料具有很好的延展性，這種細微的測溫元件有*的響應速度，可以測量快速變化的過程。

　　溫度傳感器是五花八門的各種傳感器中為常用的一種，現代的溫度傳感器外形非常得小，這樣更加讓它廣泛應用在生產實踐的各個領域中，也為我們的生活提供了無數的便利和功能。

　　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。在一定的測溫范圍內，溫度計也可測量物體內部的溫度分布。但對于運動體、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。它們廣泛應用于工業、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*、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、復現性和穩定性好。利用多孔高硅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，可用于測量1.6～300K范圍內的溫度。

　　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）對象的表面溫度，也可用于測量溫度場的溫度分布。[1]

　　光纖溫度傳感器的基本工作原理是將來自光源的光經過光纖送入調制器，待測參數溫度與進入調制區的光相互作用后，導致光的光學性質（如光的強度、波長、頻率、相位等）發生變化，稱為被調制的信號光。再經過光纖送入光探測器，經解調后，獲得被測參數。

　　光纖溫度傳感器種類很多，但概括起來按其工作原理可分為功能型和傳輸型兩種。功能型光纖溫度傳感器是利用光纖的各種特性（相位、偏振、強度等）隨溫度變換的特點，進行溫度測定。這類傳感器盡管具有傳、感合一的特點，但也增加了增敏和去敏的困難。傳輸型光纖溫度傳感器的光纖只是起到光信號傳輸的作用，以避開測溫區域復雜的環境。對待測對象的調制功能是靠其他物理性質的敏感元件來實現的。這類傳感器由于存在光纖與傳感頭的光耦合問題，增加了系統的復雜性，且對機械振動之類的干擾比較敏感。[3]

5　　挑選方法

　　如果要進行可靠的溫度測量，首先就需要選擇正確的溫度儀表，也就是溫度傳感器。其中熱電偶、熱敏電阻、鉑電阻（RTD）和溫度IC都是測試中常用的溫度傳感器。

　　以下是對熱電偶和熱敏電阻兩種溫度儀表的特點介紹。

　　1、熱電偶

　　熱電偶是溫度測量中常用的溫度傳感器。其主要好處是寬溫度范圍和適應各種大氣環境，  而且結實、價低，無需供電，也是便宜的。熱電偶由在一端連接的兩條不同金屬線（金屬A和金屬B）構成，當熱電偶一端受熱時，熱電偶電路中就有電勢差。可用測量的電勢差來計算溫度。

　　不過，電壓和溫度間是非線性關系，溫度由于電壓和溫度是非線性關系，因此需要為參考溫度（Tref）作第二次測量，并利用測試設備軟件或硬件在儀器內部處理電壓-溫度變換，以終獲得熱偶溫度（Tx）。Agilent34970A和34980A數據采集器均有內置的測量了運算能力。

　　簡而言之，熱電偶是簡單和通用的溫度傳感器，但熱電偶并不適合高精度的的測量和應用。

　　2、熱敏電阻

　　熱敏電阻是用半導體材料， 大多為負溫度系數，即阻值隨溫度增加而降低。  溫度變化會造成大的阻值改變，因此它是靈敏的溫度傳感器。但熱敏電阻的線性度極差，并且與生產工藝有很大關系。制造商給不出標準化的熱敏電阻曲線。

　　熱敏電阻體積非常小，對溫度變化的響應也快。但熱敏電阻需要使用電流源，小尺寸也使它對自熱誤差極為敏感。

　　熱敏電阻在兩條線上測量的是溫度， 有較好的精度，但它比熱偶貴， 可測溫度范圍也小于熱偶。一種常用熱敏電阻在25℃時的阻值為5kΩ，每1℃的溫度改變造成200Ω的電阻變化。注意10Ω的引線電阻僅造成可忽略的 0.05℃誤差。它非常適合需要進行快速和靈敏溫度測量的電流控制應用。尺寸小對于有空間要求的應用是有利的，但必須注意防止自熱誤差。

　　熱敏電阻還有其自身的測量技巧。熱敏電阻體積小是優點，它能很快穩定，不會造成熱負載。不過也因此很不結實，大電流會造成自熱。由于熱敏電阻是一種電阻性器件，任何電流源都會在其上因功率而造成發熱。功率等于電流平方與電阻的積。因此要使用小的電流源。如果熱敏電阻暴露在高熱中，將導致性的損壞。

　　通過對兩種溫度儀表的介紹，希望對大家工作學習有所幫助。