溫度傳感器應用廣泛，涵蓋食品加工、HVAC 環(huán)境控制、醫(yī)療器械、化學品處理和汽車引擎罩下監(jiān)控（如冷卻劑、進氣管、氣缸蓋溫度等）。溫度傳感器用于測量熱度，以確保某個過程在應對極端高溫、危險或無法接觸的測量點時，要么能在一定范圍內保持穩(wěn)定，使應用安全，要么滿足一個強制性條件的要求。

　　溫度傳感器分為接觸式和非接觸式兩大類。接觸式傳感器包括與待測物體接觸的熱電偶和熱敏電阻，非接觸式傳感器則通過測量熱源產(chǎn)生的熱輻射來確定其溫度。非接觸式傳感器進行遠距離測量，通常用于危險環(huán)境。

　　溫度傳感器的類型

　　熱電偶

　　熱電偶 (TC) 是由兩種不同的非相似金屬組成的一對結。 其中，一個結代表參考溫度，另一個結則代表待測溫度。當溫差產(chǎn)生電壓時熱電偶工作（賽貝克效應），這個電壓由溫度決定并被轉換成溫度讀數(shù)。TC 成本低廉、性能可靠、堅固耐用且不需要電池，工作溫度范圍大，因此得以廣泛使用。熱電偶在 2,750°C 高溫下也能實現(xiàn)良好性能，甚至能在低至 –250° 的低溫以及達到 3,000°C 的高溫下短時工作。

　　熱電偶的優(yōu)勢和面臨的挑戰(zhàn)包括：

　　• 測量自身溫度。

　　• 被測物體的溫度必須推測得出，用戶必須保證它們之間沒有熱流動。

　　• 長時間使用易產(chǎn)生讀數(shù)誤差。 原因何在？ 是否潮濕或者熱條件使導線絕緣失效，或者是否環(huán)境中存在化學品、核輻射或者機械干擾。

　　• 因為是電氣導體，所以不能接觸其它電源。

　　• 不在結上測量。

　　• 比電阻式溫度計反應迅速。

　　熱敏電阻

　　熱敏電阻類似熱電偶，使用簡單，是現(xiàn)成的低成本、自適應溫度傳感器。 然而，這些器件僅用于簡單的溫度測量，而非高溫應用。 熱敏電阻由半導體材料制成，其電阻率對溫度尤其敏感。 熱敏電阻的電阻值隨著溫度的升高而減小，因此溫度變化時可預測電阻變化。 熱敏電阻大量應用于浪涌電流限制器、溫度傳感器、自復位過流保護器和自調節(jié)熱元件中。

　　熱敏電阻與電阻式溫度探測器 (RTD) 有兩點不同：(1) RTD 采用純金屬材料；(2) 兩者的溫度響應方式不同。 根據(jù) K 值的正負，熱敏電阻分為兩類（該函數(shù)引用了 Steinhart-Hart 熱敏電阻方程，將熱敏電阻的電阻值轉換為開氏溫度值）。 如 K 值為正，則電阻值隨著溫度升高而增大，該器件稱作正溫度系數(shù) (PTC) 熱敏電阻。 如 K 值為負，則電阻值隨著溫度升高而減小，該器件稱作負溫度系數(shù) (NTC) 熱敏電阻。

　　我們以 GE 的 MA 型系列熱敏電阻組件為例來考察 NTC 熱敏電阻，該系列專用于間歇或者連續(xù)監(jiān)測患者體溫。 這種應用要求設備具有可重復性和快速響應性能，尤其在用于嬰幼兒以及全身麻醉期間。

　　MA300利用了將患者皮膚作為體溫指示器這一便利，能有效地對患者進行常規(guī)的連續(xù)體溫監(jiān)測。 所用的不銹鋼外殼可用于重復應用和一次性應用，同時保持了最大的患者舒適度。 25°C 時的標稱電阻值為 2,252 Ω、3,000 Ω、5,000 Ω 和 10,000 Ω。

　　電阻式溫度探測器

　　電阻式溫度探測器 (RTD) 是采用了特殊電阻器的溫度傳感器，該電阻器的電阻值會隨溫度的變化而變化。 RTD 器件以其精確性和可重復性而著稱，擁有非常寬的工作溫度范圍，其薄膜型為 -50°C 至 500°C，繞線型為 -200°C 至 850°C。

　　薄膜型 RTD 元件的基材上有一薄層鉑。 器件制造時采用了一種能形成一個電路的形式，且該電路經(jīng)調整后能產(chǎn)生一個特定的電阻值。 連接引線后進行涂層處理，以保護薄膜層和連接部分。 相比之下，繞線元件可做成線圈并封裝在陶瓷或玻璃管中，或者直接纏繞到玻璃或陶瓷材料上。

　　我們以 Honewell 的 TD 系列為例討論 RTD，該系列可用于許多應用，如 HVAC（房間、風道、制冷劑溫度）、電機過載保護、汽車（空氣或油溫）。 在 TD 系列中，TD4A 液態(tài)溫度傳感器采用雙端子螺紋式陽極氧化鋁外殼。 這種環(huán)境密封式液態(tài)溫度傳感器旨在簡化安裝，如安裝在卡車一側，但不是完全浸入式。 時間參數(shù)相同時，靜止在空氣中的典型響應時間為 4 分鐘，靜止在水中時則為 15 秒。

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