溫度傳感器的對比分析

1熱電偶
       熱電偶是把兩根不同的金屬的一-端焊接在一起構成檢測端(即熱端)，另一端斷開(kāi)(即冷端)，用導線(xiàn)與儀表相連接，如圖1所示。熱端放在需要測量溫度的目標物體上，構成-一個(gè)閉合回路。熱電偶是--種自發(fā)電式傳感器，無(wú)需外加電源。熱電偶可以直接測量溫度。由于兩種金屬材質(zhì)不同，電子密度也不同，因而有電子擴散產(chǎn)生，穩定均衡后則產(chǎn)生了電勢差。當兩端存在溫度差時(shí)，回路中就會(huì )有電流產(chǎn)生，繼而有熱電動(dòng)勢產(chǎn)生，測得熱電動(dòng)勢的值也就可以得到溫度值，通過(guò)電氣儀表將電動(dòng)勢轉換為被測介質(zhì)的溫度。熱電偶可以被看作是- -種能量轉換器，它可以將熱能轉換為電能。值得注意的是,在實(shí)際測量中，當熱電偶的冷端溫度不 是0℃時(shí)，必須對其冷端進(jìn)行溫度補償修正。
   
       熱電偶的技術(shù)優(yōu)勢有以下幾個(gè)方面:①熱電偶的性能很穩定，機械強度比較好，使用方便，使用壽命比較長(cháng);②精度高，熱電偶與被測物體直接接觸，不受中間介質(zhì)的干擾;③熱響應時(shí)間快，熱電偶對溫度改變的反響靈敏;④熱電偶的測量溫度范圍比較大，從-40 ℃~+ 1600 ℃都可以連續測溫。
2熱電阻式溫度傳感器
       熱電阻式傳感器“是根據導電物體的電阻率隨其溫度的改變而改變的溫度電阻效應原理而制作的傳感器，主要包含熱電阻和熱敏電阻兩種。熱電阻式溫度傳感器的測量精度很高、性能比較穩定，魯棒性好。具有以下優(yōu)點(diǎn):①電阻的溫度系數很大;②靈敏度非常高;③體積比較小;④響應快;⑤其阻值的范圍為1 M~10M，可以自由選擇;⑥測量電路非常簡(jiǎn)單;⑦制作成本低?；谝陨线@些優(yōu)點(diǎn)，熱電阻式溫度傳感器正在逐漸取代傳統溫度傳感器。熱電阻式溫度傳感器主要包括熱電阻和熱敏電阻兩種。
       熱電阻主要針對被測范圍是中低溫區的情況，測溫原理是依據金屬導體的電阻值隨溫度的升高而增加這-特點(diǎn)來(lái)進(jìn)行測溫的。熱電阻大多數是由純金屬材料制作而成，其中應用廣泛的是鉑和銅。
熱敏電阻的測溫原理是利用半導體材料的電阻率隨溫度改變而改變的特性。熱敏電阻可以分為正溫度系數(PTC)熱敏電阻、負溫度系數( NTC)熱敏電阻以及臨界溫度電阻器(℃TR)這三類(lèi)。PT℃是指電阻率隨著(zhù)溫度的升高急劇增加的熱敏電阻。正溫度系數的熱敏電阻作為測溫工具，主要用途有:電冰箱壓縮機的起動(dòng)電路、防止電動(dòng)機電流過(guò)大而產(chǎn)生過(guò)熱現象的保和限流電路，以及裝在干燥器上作為恒溫開(kāi)關(guān)。NTC是指電阻率隨著(zhù)溫度的升高而比較緩慢勻速減少的熱敏電阻。主要用在電子產(chǎn)品中測量微波的功率、對溫度進(jìn)行監測、補償以及控制。除用作溫度傳感器，熱敏電阻還可以用作氣體傳感器濕度傳感器等。各種熱敏電阻的特性如圖2所示。
   
3集成溫度傳感器
       集成溫度傳感器是集溫度敏感元件、偏置電路、放大模塊、運算模塊以及補償電路于- -體的溫度傳感器，利用微電子技術(shù)以及集成工藝將這幾個(gè)模塊集成在一個(gè)芯片上。集成溫度傳感器具有測量溫度精度比較高、體積小、重量輕、性能好、響應速度比較快、輸出阻抗低，并且可以與數字電路直接相連。但集成溫度傳感器的缺點(diǎn)是其工作溫度范圍比較小(-55℃~+150℃)。集成溫度傳感器功耗小，可以做成小型封裝產(chǎn)品，在健身跟蹤、可佩戴產(chǎn)品、數據記錄儀等方面都有廣泛應用。
4結語(yǔ)
       由于不同的溫度傳感器有各自的優(yōu)缺點(diǎn)，我們在使用時(shí)會(huì )根據具體需求選擇合適的、性?xún)r(jià)比高的，不過(guò)溫度傳感器的數字化和正確化終究是未來(lái)的趨勢。