溫度傳感器是一種將溫度信號轉換為可測量電信號（如電壓、電流、電阻或數(shù)字信號）的裝置，廣泛應用于工業(yè)自動化、
消費電子、醫(yī)療設備、汽車電子、環(huán)境監(jiān)測等領域。
1. 溫度傳感器的分類
溫度傳感器可按測量方式和工作原理進行分類：
1.1 按測量方式分類
接觸式溫度傳感器
傳感器直接接觸被測物體，通過熱傳導測量溫度。優(yōu)點是測量精度高，適用于液體和固體溫度測量，但響應速度較慢，
受環(huán)境影響。典型應用包括熱電偶、RTD（熱電阻）和熱敏電阻。
非接觸式溫度傳感器
通過檢測物體發(fā)射的紅外輻射來測量溫度，無需物理接觸。優(yōu)點是響應速度快，不干擾被測物體，但測量精度受物體
發(fā)射率影響。典型應用包括紅外測溫儀和熱成像儀。
1.2 按工作原理分類
(1) 熱電偶（Thermocouple）
熱電偶基于塞貝克效應（Seebeck Effect），即兩種不同金屬在連接處因溫度差產(chǎn)生電動勢（EMF）。
特點
- 測量范圍廣（-200°C ~ 2300°C），適用于極端溫度環(huán)境。
- 響應速度快（毫秒級），耐高溫，抗振動。
- 但精度較低（±1°C ~ ±5°C），需冷端補償。
常見類型
- K型熱電偶（鎳鉻-鎳硅）：最常用，適用于-200°C~1260°C。
- J型熱電偶（鐵-銅鎳）：適用于還原性環(huán)境，0°C~760°C。
- T型熱電偶（銅-銅鎳）：適用于低溫測量，-200°C~350°C。
- S/R型熱電偶（鉑銠-鉑）：用于高溫測量（0°C~1600°C），高精度但成本高。
(2) 熱電阻（RTD, Resistance Temperature Detector）
RTD利用金屬（如鉑、銅、鎳）的電阻隨溫度變化的特性進行測量。
特點
- 精度高（±0.1°C ~ ±0.5°C），穩(wěn)定性好，適合長期監(jiān)測。
- 測量范圍較廣（-200°C ~ 850°C）。
- 但響應較慢（秒級），價格較高，需恒流源驅動。
常見類型
- PT100（鉑電阻，0°C時100Ω）：工業(yè)標準，線性度好。
- PT1000（鉑電阻，0°C時1000Ω）：靈敏度更高，適合長距離傳輸。
- Cu50（銅電阻，0°C時50Ω）：成本較低，但溫度范圍較窄。
(3) 熱敏電阻（Thermistor）
熱敏電阻是一種半導體器件，其電阻隨溫度顯著變化，分為NTC（負溫度系數(shù)）和PTC（正溫度系數(shù)）。
NTC熱敏電阻
電阻隨溫度升高而降低，靈敏度高（±0.05°C）。
- 但非線性強，需查表或Steinhart-Hart方程轉換。
典型應用：
- 電子體溫計、鋰電池溫度監(jiān)測。
PTC熱敏電阻
電阻在特定溫度急劇上升，常用于過溫保護。
典型應用：
電機過熱保護、自恢復保險絲。
(4) 數(shù)字溫度傳感器
數(shù)字溫度傳感器集成ADC和數(shù)字接口（如I2C、SPI、1-Wire），直接輸出數(shù)字信號，無需額外信號調理電路。
特點
- 抗干擾能力強，適合嵌入式系統(tǒng)。
- 無需校準，使用方便。
典型型號
- DS18B20（1-Wire接口，-55°C~125°C，±0.5°C）。
(5) 紅外溫度傳感器（IR Thermometer）
紅外傳感器通過檢測物體發(fā)射的紅外輻射（波長3~14μm）來測量溫度。
特點
- 非接觸測量，響應極快（毫秒級）。
- 但測量精度受物體表面發(fā)射率影響（如金屬需補償）。
典型應用
- 人體測溫槍（如MLX90614）。
- 工業(yè)設備熱成像（如FLIR熱像儀）。
溫度傳感器關鍵性能參數(shù)
- 測量范圍：傳感器能正常工作的溫度區(qū)間，如熱電偶可達2300°C，而NTC通常限于-50°C~150°C。
- 精度：測量誤差范圍，如RTD可達±0.1°C，熱電偶一般為±1°C~±5°C。
- 分辨率：最小可檢測溫度變化，高精度傳感器可達0.01°C。
- 響應時間：溫度變化到輸出穩(wěn)定的時間，熱電偶可達毫秒級，RTD通常為秒級。
- 線性度：輸出與溫度的關系是否線性，RTD線性較好，NTC非線性較強。
- 長期穩(wěn)定性：傳感器隨時間漂移的程度，鉑電阻<0.1°C/年。
溫度傳感器選型指南
1. 溫度范圍：高溫選熱電偶，低溫選RTD或NTC。
2. 精度需求：高精度選RTD，低成本選NTC。
3. 響應速度：快速測量選熱電偶或紅外傳感器。
4. 環(huán)境因素：腐蝕性環(huán)境選鎧裝熱電偶，潮濕環(huán)境選防水封裝。
5. 輸出信號：嵌入式系統(tǒng)優(yōu)先選數(shù)字傳感器（I2C/SPI）。
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