温度传感器的种类大全以及它们的特性

温度传感器的分类方法多种多样，按感温元件分为热电偶、热电阻、热敏电阻、半导体温度传感器和红外传感器，光纤温度传感器等。

热电偶：

热电偶是一种基于塞贝克效应（Seebeck effect）的温度测量设备，它由两种不同金属或合金材料的导体组成，当这两个接点处于不同的温度时，就会在回路中产生电动势（热电势）。热电偶具有结构简单、响应速度快、测量范围广（从-200°C至2000°C或更高）、准确度高、稳定性好、抗干扰能力强、耐用性强等优点。

热电偶广泛应用于各个行业，包括制造业、化学工业、发电、航空航天工业和汽车行业等。在这些领域中，热电偶确保了精准的温度控制，从而提高了操作效率和安全性  。

热电偶的类型很多，常见的包括K型、J型、T型、E型、R型、S型和B型等，它们由不同的金属合金制成，以适应不同的温度范围和环境条件。例如，K型热电偶是最受欢迎的类型之一，由镍铬合金和镍铝合金制成，测量范围是-200°C至+1250°C。

热电阻（RTD） ：

热电阻是利用金属电阻随温度变化而变化的原理，具有高精度、稳定性和可重复性，适用于需要精确温度控制的应用。

RTD传感器有多种不同的引线配置可供选择，包括两线、三线和四线配置。两线配置最简单，成本最低，但由于传感器引线的电阻，存在固有的不准确性。三线配置可以通过补偿回路剔除引线电阻，提供更高精度的测量。四线配置可以在不受引线影响的情况下测量传感器电阻，提供最高级别的精度，但成本也最高。

RTD的温度范围通常在-200°C至850°C之间，具有非常宽的工作温度范围。它们在工业自动化、仪器仪表、医疗设备等多种不同的终端应用中起着重要作用。RTD的精度通常很高，但成本也相对较高。在选择RTD时，需要考虑其精度、稳定性、响应时间、耐用性和成本等因素。

热敏电阻：

热敏电阻的工作原理基于材料的电阻温度特性。当温度变化时，热敏电阻的阻值也会发生变化。根据热敏电阻的阻值与温度的关系，可将其分为两类：正温度系数热敏电阻（PTC）和负温度系数热敏电阻（NTC）。

热敏电阻可分为陶瓷热敏电阻、有机热敏电阻和薄膜热敏电阻等类型。

热敏电阻的特性参数包括阻温特性、精度等级、响应时间、额定功率、工作温度范围和稳定性。

热敏电阻广泛应用于温度测量、温度控制、温度补偿和过流保护等领域。在温度测量方面，热敏电阻可以作为温度传感器，通过测量电阻值的变化来获取环境温度信息。在温度控制方面，热敏电阻可以与控制器配合使用，实现精确的温度控制。在温度补偿方面，热敏电阻可以对电路中的其他元件进行温度补偿，以保证电路在不同温度下的稳定工作。在过流保护方面，PTC热敏电阻可以作为过流保护元件，当电路中出现过流时，PTC热敏电阻迅速升温并增大阻值以限制电流通过，从而保护电路免受过流损坏的风险 。

半导体温度传感器：

半导体温度传感器是一种利用半导体材料的特性来测量温度的装置。其工作原理主要基于两种效应：热电效应和温度对半导体材料电学特性的影响。

半导体温度传感器通常具有体积小、响应速度快、测量精度高等优点，但其测量范围较窄，一般在-50℃~150℃之间。它们常用于电子设备、汽车、家用电器等领域

红外传感器：红外传感器是一种利用红外线的物理特性进行测量的传感器，其工作原理主要基于红外辐射与物质之间的相互作用。

红外传感器的工作原理主要包括热电效应、光电效应和热释电效应。热电效应是红外传感器测量温度的基本原理，当红外辐射使传感器中的两种不同材料产生温差时，它们之间会产生电动势，即热电势。光电效应涉及光子与物质之间的能量交换，在红外传感器中，光子与半导体材料相互作用，使材料中的电子获得能量并跃迁到导带，从而产生光电流。热释电效应是某些晶体材料在温度变化时产生电极化现象的原理，当红外辐射照射到这些晶体上时，晶体的温度会发生变化，从而导致电极化强度的改变，进而产生电信号  。

红外传感器的类型多样，包括热传感器和光子传感器。热传感器主要利用红外辐射引起的温度变化来工作，包括热敏电阻型、热电偶型、高莱气动型和热释电型等。光子传感器则利用半导体材料在红外辐射下的光电效应来工作，包括光电导传感器、光生伏特传感器和光磁电传感器等。

红外传感器的应用领域非常广泛，包括温度测量、气体成分分析、无损检测、医学应用和军事应用等。

光纤温度传感器：

光纤温度传感器是一种利用光纤中传输的光波特性变化来测量温度的传感器。它们具有多种优点，包括体积小、重量轻、可挠性、电绝缘性好、柔性弯曲、耐腐蚀、测量范围大、灵敏度高，以及响应快、频带宽、防爆、防燃、抗电磁干扰等特点。这些传感器可以基于不同的工作原理，如光振幅、相位、偏振态、波长和模式等的变化来检测温度

光纤温度传感器的测量范围非常广泛，可以从室温到高达1800℃的温度。例如，分布式光纤温度传感器能够实现长距离的温度监测，测量距离可达数公里，空间分辨率可达±1米，温度分辨率可达0.1℃，温度精度可达±1℃，测温范围可覆盖-40~+350℃。