1　　名词解释

　　温度传感器（temperature transducer）是指能感受温度并转换成可用输出信号的传感器。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，按照传感器材料及电子元件特性分为热电阻和热电偶两类。

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2　　简介

　　温度传感器是早开发，应用广的一类传感器。温度传感器的*大大超过了其他的传感器。  从17世纪初人们开始利用温度进行测量。在半导体技术的支持下，本世纪相继开发了半导体热电偶传感器、PN结温度传感器和集成温度传感器。与之相应，根据波与物质的相互作用规律，相继开发了声学温度传感器、红外传感器和微波传感器。

　　温度传感器是五花八门的各种传感器中为常用的一种，现代的温度传感器外形非常得小，这样更加让它广泛应用在生产实践的各个领域中，也为人们的生活提供了无数的便利和功能。

　　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温度传感器又包括模拟输出和数字输出两种类型。

　　功能和特点

　　1，检定K、E、J、N、B、S、R、T等多种型号的工作用热电偶

　　2，检定Pt100、Pt10、Cu50、Cu100等各种工作用热电阻，玻璃液体温度计、压力式温度计、双金属温度计

　　3，多路低电势自动转换开关，寄生电势≤0.4μV

　　4，控制1-4台高温炉

　　5，温场测试：可进行检定炉、油槽、水槽、低温恒温槽的温场测试

　　6，线制转换：可进行二线制、三线制、四线制电阻检定

　　7，软件具有比对实验、重复性实验、温场实验等相关实验功能

　　软件平台：

　　8，在Windows2000/XP以上平台，全中文界面，标准Windows操作系统，方便快捷。可实现：

　　a）设备自检、查线

　　b）屏幕显示并保存控温曲线≤0.4μV

　　c）检测数据自动采集

　　d）自动生成符合要求的检定记录

　　e）自动保存检定结果，且不可人工更改

　　f）查询各种热电偶、热电阻分度表及其它帮助

　　g）热电偶、热电阻所有历史检定数据、控温曲线查询 统计及计量的智能化管理功能

3　　类型判定

　　首先，必须选择传感器结构，使敏感元件规定测量时间之内达到所测流体或被测表面温度。温度传感器输出仅仅敏感元件温度。实 际上，要确保传感器指示温度即所测对象温度，常常很困难。

　　容器中流体温度般用热电偶或热电阻探头测量，但当整系统使用寿命比探头预计使用寿命长得多时，或者预计会相当频繁拆卸出探头以校准或 维修却能容器上开口时，容器壁上安装性热电偶套管。用热电偶套管会显着延长测量时间常数。当温度变化很慢且热导误差很小时，热电 偶套管会影响测量度，但如果温度变化很迅速，敏感元件跟踪上温度迅速变化，且导热误差又能增加时，测量度就会受到影响。因此 要权衡考虑维修性和测量精度这两因素。

　　热电偶或热电阻探头全部材料都应与能和它们接触流体适应。使用裸露元件探头时，必须考虑与所测流体接触各部件材料（敏感元件、连接引 线、支撑物、局部保护罩等）适应性，使用热电偶套管时，只需要考虑套管材料。

　　电阻式热敏元件浸入液位变送器体及多数气体时，通常密封，至少要涂层，裸露电阻元件能浸入导电或污染流体中，当需要其快速响应时，将 它们用于干燥空气和限几种气体及某些液位变送器体中。电阻元件如用停滞或慢速流动流体中，通常需某种壳体罩住以进行机械保护。

　　当管子、导管或容器能开口或禁止开口，因能使用探头或热电偶套管时，通过外壁钳夹或固定表面温度传感器方法进和测量。确保合理测量精 度，传感器必须与环境大气热隔离并与热辐射源隔离，且必须通过传感器适当设计与安装使壁对敏感元件热传导达到到佳状态。

4　　工作原理

　　温度是一个基本的物理量，自然界中的一切过程无不与温度密切相关。温度传感器是早开发，应用广的一类传感器。温度传感器的*大大超过了其他的传感器。从17世纪初人们开始利用温度进行测量。在半导体技术的支持下，本世纪相继开发了半导体热电偶传感器、PN结温度传感器和集成温度传感器。与之相应，根据波与物质的相互作用规律，相继开发了声学温度传感器、红外传感器和微波传感器。

　　两种不同材质的导体，如在某点互相连接在一起，对这个连接点加热，在它们不加热的部位就会出现电位差。这个电位差的数值与不加热部位测量点的温度有关，和这两种导体的材质有关。这种现象可以在很宽的温度范围内出现，如果测量这个电位差，再测出不加热部位的环境温度，就可以准确知道加热点的温度。由于它必须有两种不同材质的导体，所以称之为热电偶。不同材质做出的热电偶使用于不同的温度范围，它们的灵敏度也各不相同。热电偶的灵敏度是指加热点温度变化1℃时，输出电位差的变化量。对于大多数金属材料支撑的热电偶而言，这个数值大约在5～40微伏/℃之间。

　　热电偶传感器有自己的优点和缺陷，它灵敏度比较低，容易受到环境干扰信号的影响，也容易受到前置放大器温度漂移的影响，因此不适合测量微小的温度变化。由于热电偶温度传感器的灵敏度与材料的粗细无关，用非常细的材料也能够做成温度传感器。也由于制作热电偶的金属材料具有很好的延展性，这种细微的测温元件有*的响应速度，可以测量快速变化的过程。

　　温度传感器是五花八门的各种传感器中为常用的一种，现代的温度传感器外形非常得小，这样更加让它广泛应用在生产实践的各个领域中，也为我们的生活提供了无数的便利和功能。

　　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温度传感器又包括模拟输出和数字输出两种类型。

　　接触式温度传感器的检测部分与被测对象有良好的接触，又称温度计。

　　温度计通过传导或对流达到热平衡，从而使温度计的示值能直接表示被测对象的温度。一般测量精度较高。在一定的测温范围内，温度计也可测量物体内部的温度分布。但对于运动体、小目标或热容量很小的对象则会产生较大的测量误差，常用的温度计有双金属温度计、玻璃液体温度计、压力式温度计、电阻温度计、热敏电阻和温差电偶等。它们广泛应用于工业、农业、商业等部门。在日常生活中人们也常常使用这些温度计。随着低温技术在*、空间技术、冶金、电子、食品、医药和石油化工等部门的广泛应用和超导技术的研究，测量120K以下温度的低温温度计得到了发展，如低温气体温度计、蒸汽压温度计、声学温度计、顺磁盐温度计、量子温度计、低温热电阻和低温温差电偶等。低温温度计要求感温元件体积小、准确度高、复现性和稳定性好。利用多孔高硅氧玻璃渗碳烧结而成的渗碳玻璃热电阻就是低温温度计的一种感温元件，可用于测量1.6～300K范围内的温度。

　　非接触式温度传感器的敏感元件与被测对象互不接触，又称非接触式测温仪表。这种仪表可用来测量运动物体、小目标和热容量小或温度变化迅速（瞬变）对象的表面温度，也可用于测量温度场的温度分布。[1]

　　光纤温度传感器的基本工作原理是将来自光源的光经过光纤送入调制器，待测参数温度与进入调制区的光相互作用后，导致光的光学性质（如光的强度、波长、频率、相位等）发生变化，称为被调制的信号光。再经过光纤送入光探测器，经解调后，获得被测参数。

　　光纤温度传感器种类很多，但概括起来按其工作原理可分为功能型和传输型两种。功能型光纤温度传感器是利用光纤的各种特性（相位、偏振、强度等）随温度变换的特点，进行温度测定。这类传感器尽管具有传、感合一的特点，但也增加了增敏和去敏的困难。传输型光纤温度传感器的光纤只是起到光信号传输的作用，以避开测温区域复杂的环境。对待测对象的调制功能是靠其他物理性质的敏感元件来实现的。这类传感器由于存在光纤与传感头的光耦合问题，增加了系统的复杂性，且对机械振动之类的干扰比较敏感。[3]

5　　挑选方法

　　如果要进行可靠的温度测量，首先就需要选择正确的温度仪表，也就是温度传感器。其中热电偶、热敏电阻、铂电阻（RTD）和温度IC都是测试中常用的温度传感器。

　　以下是对热电偶和热敏电阻两种温度仪表的特点介绍。

　　1、热电偶

　　热电偶是温度测量中常用的温度传感器。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，也是便宜的。热电偶由在一端连接的两条不同金属线（金属A和金属B）构成，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。

　　不过，电压和温度间是非线性关系，温度由于电压和温度是非线性关系，因此需要为参考温度（Tref）作第二次测量，并利用测试设备软件或硬件在仪器内部处理电压-温度变换，以终获得热偶温度（Tx）。Agilent34970A和34980A数据采集器均有内置的测量了运算能力。

　　简而言之，热电偶是简单和通用的温度传感器，但热电偶并不适合高精度的的测量和应用。

　　2、热敏电阻

　　热敏电阻是用半导体材料， 大多为负温度系数，即阻值随温度增加而降低。  温度变化会造成大的阻值改变，因此它是灵敏的温度传感器。但热敏电阻的线性度极差，并且与生产工艺有很大关系。制造商给不出标准化的热敏电阻曲线。

　　热敏电阻体积非常小，对温度变化的响应也快。但热敏电阻需要使用电流源，小尺寸也使它对自热误差极为敏感。

　　热敏电阻在两条线上测量的是温度， 有较好的精度，但它比热偶贵， 可测温度范围也小于热偶。一种常用热敏电阻在25℃时的阻值为5kΩ，每1℃的温度改变造成200Ω的电阻变化。注意10Ω的引线电阻仅造成可忽略的 0.05℃误差。它非常适合需要进行快速和灵敏温度测量的电流控制应用。尺寸小对于有空间要求的应用是有利的，但必须注意防止自热误差。

　　热敏电阻还有其自身的测量技巧。热敏电阻体积小是优点，它能很快稳定，不会造成热负载。不过也因此很不结实，大电流会造成自热。由于热敏电阻是一种电阻性器件，任何电流源都会在其上因功率而造成发热。功率等于电流平方与电阻的积。因此要使用小的电流源。如果热敏电阻暴露在高热中，将导致性的损坏。

　　通过对两种温度仪表的介绍，希望对大家工作学习有所帮助。