温度传感器:它们是什么?(类型和实例)

什么是温度传感器?

一个温度传感器是一种将热量转换成任何物理量的装置，如机械能、压力和电信号等。例如，在热电偶的电位差是由于其两端的温差而产生的。热电偶是一种温度传感器。

温度传感器的主要特点

• 它们的输入总是热量
• 它们通常将热量转化为电量
• 它们通常用于测量温度和热流

温度传感器的基本方案

温度传感器的基本方案如下所示
传感元件。

感应元件在温度传感器是其性质随温度变化而变化的元素。随着温度的变化，元素的某些性质也会发生相应的变化。

示例-在电阻温度检测器(RTD)感应元件是铂金属。

选择传感元件的理想条件如下

• 改变单位电阻材料的每单位温度变化应该很大
• 这种材料应该有一个高电阻率所以建造时使用的材料是最小的体积
• 材料应与温度保持连续稳定的关系
• 转导元素
  正是这种元件将传感元件的输出转换为电量。传感元件特性的变化作为其输出。它测量了传感元件特性的变化。输出的转导元件，然后校准，给出的输出表示热量的变化。

例子-在热电偶潜在的差异所产生的两个终端被测量电压表和的大小电压校准后产生的温度变化的概念。

温度传感器的类型

接触温度传感器类型

在这些元件中，感测元件与热源直接接触。它们利用导热来传递热能。

非接触式温度传感器类型

在非接触式温度传感器中，元件不与热源直接接触(类似于非接触式电压测试仪或电压笔）.非接触式温度传感器采用对流热流原理。下面介绍几种常用的温度传感器:

热敏电阻

这个词热敏电阻可称为热电阻。因此，顾名思义，它是一种电阻随温度变化而变化的器件。由于其高灵敏度，它们被广泛用于温度测量。它们通常被称为理想温度传感器。热敏电阻一般由金属氧化物的混合物组成。

热敏电阻的特性

• 它们具有负的热系数，即热敏电阻随温度的升高而减小
• 它们是由半导体材料
• 它们比RTD(电阻温度计)和热电偶
• 电阻在0.5Ω到0.75 MΩ之间
• 它们通常用于测量温度范围为-60的应用场合^oC - 15^oC。

电阻温度计

另一种类型的温度传感器是电阻温度探测器或RTD。RTD的精度温度传感器由高纯度的导电金属如铂、铜或镍缠绕成线圈而制成的电阻随着温度的变化而变化，类似于热敏电阻的变化。

阻力变化关系为:

R =给定温度下元件的电阻
α =元素的热系数
R_o=元件在0处的电阻^oC

RTD的主要特点

• 与热敏电阻和热电偶相比，它们具有很高的灵敏度和非常便宜的价格
• 他们可以测量到零下182.96度的温度^oC到630.74^oC

热电偶

热电偶是温度传感器，基本上是由两个不同的金属连接，如铜和康铜焊接。一个结保持恒定的温度，称为参考(冷)结，而另一个测量(热)结。当两个结处于不同的温度时，在结上产生一个电压，用来测量温度。

热电偶的原则

当两种金属(如铜和康铜)的接点连接在一起时，它们之间就产生电位差。这种现象被称为塞贝克效应由于沿导线产生温度梯度，产生电动势。热电偶的输出电压是温度变化的函数。

热电偶的主要特点

• 极端温度在零下200度之间^oC到+2000^oC可以用热电偶测量，这比RTD和热敏电阻都有优势
• 它们是主动换能器，所以它们不需要任何外部源来测量温度，如RTD和热敏电阻。
• 它们比RTD和热敏电阻都便宜。
• 与RTD和热敏电阻相比，这些具有较小的精度，所以通常它们不用于高精度工作。

集成电路温度传感器

这些是温度传感器，它使用带有单片电子电路的温度传感元件作为温度测量的组合。
他们有以下类型

• lm335 -它提供了10 mV/的输出^oK
• lm34 -它提供了一个10 mV/的输出^oF
• ad592 -它提供一个1µa /的当前输出^oK

lm335系列的描述

LM335是温度敏感型齐纳二极管时，则反向偏入其击穿区域传感器感知温度变化，输出如下，

θ =温度^oC

集成温度传感器的主要特点

• 他们都是线性的温度传感器
• 它们很便宜
• 它们的工作范围在0 - 200之间很小^o这是他们的主要缺点。