?溫度傳感器是一種能將溫度物理量轉換為可測量的電信號(如電壓、電流、電阻等)的裝置,廣泛應用于工業控制、智能家居、醫療設備、汽車電子等領域,是實現溫度監測與調控的核心部件。下面根據測溫原理和材質,溫度傳感器可分為以下幾類,適用場景差異顯著:
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1. 熱電偶(Thermocouple)
原理:兩種不同金屬導體組成閉合回路,兩端溫度不同時產生熱電勢(塞貝克效應),電勢差與溫差成正比。
特性:
測溫范圍廣(-270℃~1800℃,甚至更高),耐高壓、抗振動;
響應速度快(毫秒級),但精度較低(誤差 ±1℃~±5℃),需配合補償導線使用。
常見類型:
K 型(鎳鉻 - 鎳硅):常用,測溫 - 200℃~1300℃,適合工業爐、高溫管道;
J 型(鐵 - 康銅):測溫 - 40℃~750℃,成本低,適合民用設備。
2. 熱電阻(RTD,Resistance Temperature Detector)
原理:金屬(如鉑、銅)的電阻隨溫度升高而增大(正溫度系數),通過測量電阻值計算溫度。
特性:
精度高(誤差 ±0.1℃~±0.5℃),穩定性好,適合中低溫測量(-200℃~850℃);
響應速度較慢(秒級),需激勵電流(避免自熱影響精度)。
常見類型:
PT100(鉑電阻):最常用,0℃時電阻 100Ω,精度高,用于實驗室、醫療設備;
Cu50(銅電阻):成本低,測溫 - 50℃~150℃,適合空調、冰箱等民用場景。
3. 熱敏電阻(Thermistor)
原理:半導體材料的電阻隨溫度變化顯著(負溫度系數 NTC 為主,少數正溫度系數 PTC)。
特性:
靈敏度極高(電阻變化率大),精度中等(誤差 ±0.5℃~±2℃),成本低;
測溫范圍窄(NTC:-55℃~125℃,PTC:-50℃~300℃),非線性明顯(需校準)。
應用:家電(如電飯煲、熱水器)、電池溫度保護、醫療體溫計。
4. 紅外溫度傳感器
原理:接收物體發射的紅外輻射,通過光學系統聚焦到探測器上,轉換為電信號輸出。
特性:
非接觸測溫,不干擾被測物體溫度場,響應快(毫秒級);
受環境(如灰塵、水汽)影響大,精度受距離和發射率影響(誤差 ±1℃~±5℃)。
應用:紅外體溫計、工業生產線非接觸監測、高溫物體(如熔爐)測溫。
5. 其他類型
集成溫度傳感器:將測溫元件與信號處理電路集成(如 DS18B20),輸出數字信號,無需復雜校準,適合單片機系統(如智能家居、物聯網設備)。
光纖溫度傳感器:利用光纖傳輸溫度信號,抗電磁干擾、耐高壓,適合強電磁環境(如變電站)、易燃易爆場景。