温度传感器的测量原理及分类

温度传感器有哪些分类?温度传感器的测量原理是什么?

温度传感器是指能感受温度并转换成可用输出信号的传感器。温度传感器是温度测量仪表的核心部分,按测量方式可分为接触式和非接触式两大类,按照传感器材料及电子元件特性分为热电阻和热电偶两类。温度传感器的技术指标包括测量精度、分辨率、测量温度范围、时间常数等。

1 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,又称温度计。

温度计通过传导或对流达到热平衡,从而使温度计的示值能直接表示被测对象的温度。

一般测量精度较高。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。

2 热电偶和热敏电阻

1)热电偶

热电偶是温度测量中常用的温度传感器。其主要好处是宽温度范围和适应各种大气环境, 而且结实、价低,无需供电,也是便宜的。热电偶由在一端连接的两条不同金属线(金属A和金属B)构成,当热电偶一端受热时,热电偶电路中就有电势差。可用测量的电势差来计算温度。

2)热敏电阻

热敏电阻是用半导体材料,大多为负温度系数,即阻值随温度增加而降低。

温度变化会造成大的阻值改变,因此它是灵敏的温度传感器。但热敏电阻的线性度极差,并且与生产工艺有很大关系。制造商给不出标准化的热敏电阻曲线。

热敏电阻体积非常小,对温度变化的响应也快。但热敏电阻需要使用电流源,小尺寸也使它对自热误差极为敏感。

3 非接触式温度传感器

它的敏感元件与被测对象互不接触,又称非接触式测温仪表。可用来测量运动物体、小目标和热容量小或温度变化迅速(瞬变)对象的表面温度,也可用于测量温度场的温度分布。