接触式温度传感器

接触式温度传感器的检测部分与被测对象有良好的接触，也称为温度计。

温度计通过传导和对流达到热平衡，温度计的显示值可直接表示被测定对象的温度。 一般测量精度高。 在一定的测温范围内，温度计还能测量物体内部的温度分布。 但是，运动体、小目标和热容量小的对象会产生大的测量误差，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，这些温度计也经常使用。 随着低温技术在国防工程、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，低温气体温度计、蒸汽压温度计、声温计、顺磁盐温度计、量子温度计、低温热阻和低温温差电偶等温度测量的低温温度计得到了发展。 低温温度计要求感温元件体积小、精度高、重现性和稳定性好。 用多孔高硅酸玻璃渗碳烧结的渗碳玻璃热阻是低温温度计的温感元件，可用于测量1.6~300K范围内的温度。

非接触式温度传感器

其传感器和被测量者互不接触，也称为非接触式测温计。 该仪器可用于测量运动物体、小目标和热容量或温度变化快(瞬变)的目标表面温度，也可用于测量温度场的温度分布。

zui中常用的非接触式测温计根据黑体辐射的基本规律，被称为辐射测温计。 辐射测温法有亮度法(参照光学温度计)、辐射法(参照辐射温度计)、比色温度计(参照比色温度计)。 各种辐射测温方法只能测定相应的光度温度、辐射温度或比色温度。 只有测量黑体(即使吸收了辐射全体也不会反射光的物体)的温度才是真正的温度。 测量物体的实际温度需要修正材料表面的放射率。 材料的表面放射率不仅取决于温度和波长，还取决于表面状态、涂膜和显微组织等，因此难以测定。 在自动生产中，有必要利用放射测温法测量或控制特定物体的表面温度，如冶金中的钢带轧制温度、轧辊温度、锻件温度、各种熔融金属在冶炼炉或坩埚中的温度等。 在这些具体情况下，物体表面的放射率的测定非常困难。 在固体表面温度的自动测定和控制中，可以使用附加的反射镜与被测定表面一起构成黑体空洞。 附加辐射的影响提高了受检表面的有效辐射和有效辐射系数。 通过利用有效辐射系数用仪表校正实测温度，zui最终能够得到被测表面的真实温度。 zui是典型的附加反射镜是半球反射镜。 球中心附近被测表面的扩散放射能被半球镜反射后返回表面形成追加放射，在有效放射系数式中&epsilon； 为了材料表面发射率，&rho； 反射镜的反射率。 关于气体和液体介质实际温度的辐射测量，有将耐热材料管插入一定深度形成黑体空洞的方法。 通过计算求出与介质达到热平衡后圆筒空洞的有效放射系数。 自动测量和控制可以修改使用此值测量的模腔底部温度(介质温度)，以获得介质的实际温度。

非接触测温的优点:由于测定上限不受温感元件的耐温度限制，因此zui高测温温度原则上没有限制。 对于1800℃以上的高温，主要采用非接触测温方法。 随着红外技术的发展，辐射测温逐渐从可见光扩散到红外线，从700℃以下到常温，分辨率高。

热电偶

在两个不同的导体和半导体a和b构成一个电路，其两端相互连接的情况下，只要两个节点的温度不同，就将一个温度称为t，将工作端或热端，将另一个温度称为TO，将自由端(也称为基准端)或冷端，在电路中产生电流，即，将电路中存在的电动势称为热电动势 因温度而产生电动势的现象叫做塞贝克效应。 与塞贝克相关的效果有两个。 一个是在两个不同的导体的连接部位流过电流时，在此吸收或放出热量(依赖于电流的方向)，由此被称为帕尔贴效应的第二个是在具有温度梯度的导体中流过电流时，导体吸收或放出热量(依赖于电流相对于温度梯度的方向)称为汤姆逊效应 两种不同的导体或半导体组合称为热电偶。 热电偶的热电势EAB(T，T0 )由接触电位和温差电位合成。 接触电位是两种不同的导体或半导体接触产生的电位，该电位与两种导体或半导体的性质和接触点的温度有关。 温度差电位是指相同的导体或半导体在温度不同的两端产生的电位，该电位仅与导体或半导体的性质和两端的温度有关，与导体的长度、截面的大小、沿其长度方向的温度分布无关。 接触电位和温度差电位都是集中在接触部位的电子数不同引起的电位，热电偶测定的热电势是两者的合成。 电路被切断后，切断部位a、b之间存在电动势差δv，其极性和大小与电路中的热电势一致。 冷端电流从a流向b时，规定a为正极，b为负极。 实验表明，δv小时，δv与δt成正比关系。 将δv对δt的微分热电势定义为热电势率，也称为塞贝克系数。 塞贝克系数的符号和大小取决于构成热电偶的两种导体的热电特性和节点的温差。

热阻

导体的电阻值根据温度变化而变化，通过测量其电阻值来推测被测定物的温度，利用该原理构成的传感器是电阻温度传感器，该传感器主要是在-200所使用的500℃温度范围内的温度测量。 纯金属是热阻的主要制造材料，热阻的材料应具有以下特性

①电阻温度系数大幅度稳定，电阻值与温度之间有良好的线性关系。

②电阻率高，热容量小，反应速度快。

③材料重现性和技术性好，价格低；。 热敏电阻温度特性

④在测温范围内化学物理特性稳定。

目前在工业中应用zui宽铂和铜，制备了标准测温电阻体。

发展趋势现代信息技术的三个基础是信息采集(即传感器技术)、信息传输(通信技术)和信息处理(计算机技术)。 传感器是信息技术的先进产品，特别是温度传感器广泛应用于工业农业生产、科研、生活等领域，居多传感器之首。 温度传感器的发展经历了大致如下3个阶段: (1)传统的分立式温度传感器(包括传感器)；(2)模拟集成温度传感器/控制器；(3)智能温度传感器。 国际上新型温度传感器正从模拟式向数字式、集成化向智能化、网络化发展。 1990年代中期zui早期发售的智能温度传感器采用了8比特的A/D转换器，其测温精度低，分辨率只能达到1°。 在国外，高精度、高分辨率的智能温度传感器相继发售了很多，使用的是9~12位的A/D转换器，分辨率一般达到0.5~0.0625°的c。 美国DALLAS半导体公司新开发的DS1624型高分辨率智能温度传感器可输出13位二进制数据，分辨率高达0.03125°，c，测温精度高达±； 0.2°； c。 有些芯片采用高速逐步近似A/D转换器以增加多信道智能温度传感器的转换率。 以AD7817型五通道智能温度传感器为例，向本地传感器、远程传感器的转换时间分别仅为27us、9us。 进入21世纪以来，智能温度传感器在高精度、多功能、总线标准化、高可靠性和安全性、虚拟传感器和网络传感器的开发、单板测温系统的开发等高科技方向上发展迅速。 目前智能温度传感器总线技术也实现了标准化、规范化，采用的总线主要为单线(1-Wire )总线、I2C总线、SMBus总线和spI总线。 温度传感器作为从站可通过专用总线接口与主机通信。