溫度傳感器（temperature transducer），利用物質(zhì)各種物理性質(zhì)隨溫度變化的規(guī)律把溫度轉(zhuǎn)換為可用輸出信號。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?，F(xiàn)代的溫度傳感器外形非常得小，這樣更加讓它廣泛應(yīng)用在生產(chǎn)實踐的各個領(lǐng)域中，也為我們的生活提供了數(shù)的便利和功能。

一、溫度的相關(guān)知識

溫度是用來表征物體冷熱程度的物理量。溫度的高低要用數(shù)字來量化，溫標就是溫度的數(shù)值表示方法。常用溫標有攝氏溫標和熱力學溫標。

攝氏溫標是把標準大氣壓下，沸水的溫度定為100攝氏度，冰水混合物的溫度定為0攝氏度，在100攝氏度和0攝氏度之間進行100等份，每一等份為1攝氏度。熱力學溫標是威廉湯姆提出的，以熱力學第二定律為基礎(chǔ)，建立溫度僅與熱量有關(guān)而與物質(zhì)關(guān)的熱力學溫標。由于是開爾文總結(jié)出來的，所以又稱為開爾文溫標。

二、溫度傳感器的分類

根據(jù)測量方式不同，溫度傳感器分為接觸式和非接觸式兩大類。接觸式溫度傳感器是指傳感器直接與被測物體接觸，從而進行溫度測量。這也是溫度測量的基本形式。其中接觸式溫度傳感器又分為熱電偶溫度傳感器、熱電阻溫度傳感器、半導體熱敏電阻溫度傳感器等。

非接觸式溫度傳感器是測量物體熱輻射發(fā)出的紅外線，從而測量物體的溫度，可以進行遙測。

三、溫度傳感器的工作原理

（一）熱電偶溫度傳感器。熱電偶溫度傳感器結(jié)構(gòu)簡單，僅由兩根不同材料的導體或半導體焊接而成，是應(yīng)用廣泛的溫度傳感器。

熱電偶溫度傳感器是根據(jù)熱電效應(yīng)原理制成的：把兩種不同的金屬A、B組成閉合回路，兩接點溫度分別為t1和t2，則在回路中產(chǎn)生一個電動勢。

熱電偶也是由兩種不同材料的導體或半導體A、B焊接而成，焊接的一端稱為工作端或熱端。與導線連接的一端稱為自由端或冷端，導體A、B稱為熱電極，總稱熱電偶。測量時，工作端與被測物相接觸，測量儀表為電位差計，用來測出熱電偶的熱電動勢，連接導線為補償導線及銅導線。

從測量儀表上，我們觀測到的便是熱電動勢，而要想知道物體的溫度，還需要查看熱電偶的分度表。

為了保證溫度測量結(jié)果足夠精確，在熱電極材料的選擇方面也有嚴格的要求：物理、化學穩(wěn)定性要高；電阻溫度系數(shù)??；導電率高；熱電動勢要大；熱電動勢與溫度要有線性或簡單的函數(shù)關(guān)系；復現(xiàn)性好；便于加工等。根據(jù)我們常用的熱電極材料，熱電偶溫度傳感器可分為標準化熱電偶和非標準化熱電偶。鉑銠-鉑熱電偶是常用的標準化熱電偶，熔點高，可用于測量高溫，誤差小，但價格昂貴，一般適用于較為精密的溫度測量。鐵-康銅為常用的非標準化熱電偶，測溫上限為600攝氏度，易生銹，但溫度與熱電動勢線性關(guān)系好，靈敏度高。

（二）電阻式溫度傳感器。熱電偶溫度傳感器雖然結(jié)構(gòu)簡單，測量準確，但僅適用于測量500攝氏度以上的高溫。而要測量-200攝氏度到500攝氏度的中低溫物體，就要用到電阻式溫度傳感器。

電阻式溫度傳感器是利用導體或者半導體的電阻值隨溫度變化而變化的特性來測量溫度的。大多數(shù)金屬在溫度升高1攝氏度時，電阻值要增加0.4%到0.6%。電阻式溫度傳感器就是要將溫度的變化轉(zhuǎn)化為電阻值的變化，再通過測量電橋轉(zhuǎn)換成電壓信號送至顯示儀表。

（三）半導體熱敏電阻。半導體熱敏電阻的特點是靈敏度高，體積小，反應(yīng)快，它是利用半導體的電阻值隨溫度顯著變化的特性制成的?？煞譃槿N類型：（1）NTC熱敏電阻，主要是Mn，Co，Ni，F(xiàn)e等金屬的氧化物燒結(jié)而成，具有負溫度系數(shù)。（2）CTR熱敏電阻，用V，Ge，W，P等元素的氧化物在弱還原氣氛中形成燒結(jié)體，它也是具有負溫度系數(shù)的。（3）PTC熱敏電阻，以鈦酸鋇摻和稀土元素燒結(jié)而成的半導體陶瓷元件，具有正溫度系數(shù)。也正是因為PTC熱敏電阻具有正溫度系數(shù)，也制作成溫度控制開關(guān)。

（四）非接觸式溫度傳感器。非接觸式溫度傳感器的測溫元件與被測物體互不接觸。目前常用的是輻射熱交換原理。這種測溫方法的主要特點是：可測量運動狀態(tài)的小目標及熱容量小或變化迅速的對象，也可用來測量溫度場的溫度分布，但受環(huán)境溫度影響比較大。

四、溫度傳感器的應(yīng)用舉例

（一）溫度傳感器在汽車上的應(yīng)用。溫度傳感器的作用是測量發(fā)動機的進氣，冷卻水，燃油等的溫度，并把測量結(jié)果轉(zhuǎn)換為電信號輸送給ECU.對于所有的汽油機電控系統(tǒng)，進氣溫度和冷卻水溫度是ECU進行控制所必須的兩個溫度參數(shù)，而其他的溫度參數(shù)則隨電控系統(tǒng)的類型及控制需要而不盡相同。進氣溫度傳感器通常安裝在空氣流量計或從空氣濾清器到節(jié)氣門體之間的進氣道或空氣流量計中，水溫傳感器則布置在發(fā)動機冷卻水路，汽缸蓋或機體上上的適當位置.可以用來測量溫度的傳感器有繞線電阻式，擴散電阻式，半導體晶體管式，金屬芯式，熱電偶式和半導體熱敏電阻式等多種類型，目前用在進氣溫度和冷卻水溫度測量中應(yīng)用廣泛的是熱敏電阻式溫度傳感器。

（二）利用溫度傳感器調(diào)節(jié)衛(wèi)生間的溫度。溫度傳感器還能調(diào)節(jié)衛(wèi)生間內(nèi)的溫度，尤其是在洗澡的時候，能自動調(diào)節(jié)衛(wèi)生間內(nèi)的溫度是很有必要的。通過溫濕度傳感器和氣體傳感器就能很好的控制衛(wèi)生間內(nèi)的環(huán)境從而使我們能夠擁有一個舒適的生活?，F(xiàn)在大部分旅館和一些公共場所都實現(xiàn)了自動調(diào)節(jié)，而普通家庭的衛(wèi)生間都還是人工操作，尚未實現(xiàn)自動調(diào)節(jié)這主要是一般客戶不知道能夠利用傳感器實現(xiàn)自動化，隨著未來人們的進一步了解，普通家庭的衛(wèi)生間也能實現(xiàn)自動調(diào)節(jié)。