溫度傳感器是一種能將溫度這一物理量轉(zhuǎn)換為易于測量和處理的電信號(如電壓、電阻或數(shù)字信號)的裝置。它是物聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)自動化、智能家居和汽車電子等領(lǐng)域最基礎(chǔ)的傳感器之一。
 

　　一、主要類型及工作原理
 

　　溫度傳感器主要分為接觸式和非接觸式兩大類。以下是幾種最常見的類型：
 

　　1. 熱敏電阻(Thermistor)
 

　　原理：利用半導(dǎo)體材料的電阻隨溫度發(fā)生顯著變化的特性。
 

　　特點：
 

　　優(yōu)點：靈敏度極高(變化幅度大)、價格低廉、體積小。
 

　　缺點：測溫范圍較窄(通常-90°C ~ 130°C)、響應(yīng)非線性(需要校準(zhǔn))、易自熱影響精度。
 

　　應(yīng)用：家電(空調(diào)、電飯煲)、手機電池溫度監(jiān)測、醫(yī)療設(shè)備等需要高精度但范圍不大的場合。
 

　　分類：
 

　　NTC(負(fù)溫度系數(shù))：溫度升高，電阻減小。最常見。
 

　　PTC(正溫度系數(shù))：溫度升高，電阻增大。常用于過流保護。
 

　　2. 電阻溫度檢測器(RTD)
 

　　原理：利用純金屬(如鉑、銅、鎳)的電阻隨溫度升高而穩(wěn)定增加的原理。鉑電阻(Pt100, Pt1000) 是最常見和最穩(wěn)定的。
 

　　特點：
 

　　優(yōu)點：精度極高、穩(wěn)定性好、線性度好、測溫范圍較寬(-200°C ~ +850°C)。
 

　　缺點：價格比熱敏電阻貴、靈敏度較低(電阻變化小)、需要外部激勵電流。
 

　　應(yīng)用：工業(yè)過程控制、實驗室儀器、醫(yī)療設(shè)備、高精度測量領(lǐng)域。
 

　　3. 熱電偶(Thermocouple)
 

　　原理：基于塞貝克效應(yīng)，將兩種不同材質(zhì)的金屬導(dǎo)體一端焊接在一起(測量端)，當(dāng)測量端與另一端(參考端)存在溫差時，回路中會產(chǎn)生電動勢(電壓)。
 

　　特點：
 

　　優(yōu)點：測溫范圍極廣(-200°C ~ +2300°C，取決于類型)、堅固耐用、響應(yīng)快、可測量高溫。
 

　　缺點：精度相對較低、輸出信號小(微伏級)、需要冷端補償、線性度較差。
 

　　應(yīng)用：鍋爐、渦輪機、發(fā)動機、工業(yè)窯爐等極端高溫環(huán)境的測量。
 

　　4. 集成電路溫度傳感器(IC Sensor)
 

　　原理：利用硅半導(dǎo)體的PN結(jié)特性，將傳感元件、信號放大、AD轉(zhuǎn)換和接口電路全部集成在一個芯片上。
 

　　特點：
 

　　優(yōu)點：線性度極好、輸出信號強(直接輸出數(shù)字或模擬電壓信號)、使用簡便、性價比高。
 

　　缺點：測溫范圍窄(通常-55°C ~ +150°C)、響應(yīng)速度慢、不耐高溫。
 

　　分類：
 

　　模擬輸出：如LM35(輸出電壓與攝氏溫度成正比)。
 

　　數(shù)字輸出：如DS18B20(單總線協(xié)議)、TMP36(I2C或SPI接口)。這是目前最流行的類型，尤其適合單片機(Arduino, Raspberry Pi)項目。
 

　　5. 非接觸式紅外溫度傳感器(IR Sensor)
 

　　原理：檢測物體表面輻射出的紅外線能量，通過斯特藩-玻爾茲曼定律計算出物體表面溫度。
 

　　特點：
 

　　優(yōu)點：不接觸被測物體，不會影響其溫度場；響應(yīng)速度極快；可測量移動或危險物體。
 

　　缺點：精度受物體表面發(fā)射率、距離、環(huán)境光線和霧氣灰塵影響較大；通常比接觸式傳感器貴。
 

　　應(yīng)用：人體額溫槍、工業(yè)設(shè)備過熱預(yù)警、食品加工、科學(xué)研究。