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(gòu)成檢測端(即熱端)，另一端斷開(即冷端)，用導線與儀表相連接，如圖1所示。熱端放在需要測量溫度的目標物體上，構(gòu)成-一個閉合回路。熱電偶是--種自發(fā)電式傳感器，無需外加電源。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(wěn)定均衡后則產(chǎn)生了電勢差。當兩端存在溫度差時，回路中就會有電流產(chǎn)生，繼而有熱電動勢產(chǎn)生，測得熱電動勢的值也就可以得到溫度值，通過電氣儀表將電動勢轉(zhuǎn)換為被測介質(zhì)的溫度。熱電偶可以被看作是- -種能量轉(zhuǎn)換器，它可以將熱能轉(zhuǎn)換為電能。值得注意的是,在實際測量中，當熱電偶的冷端溫度不 是0℃時，必須對其冷端進行溫度補償修正。
   
       熱電偶的技術(shù)優(yōu)勢有以下幾個方面:①熱電偶的性能很穩(wěn)定，機械強度比較好，使用方便，使用壽命比較長;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(xù)測溫。
2熱電阻式溫度傳感器
       熱電阻式傳感器“是根據(jù)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(wěn)定，魯棒性好。具有以下優(yōu)點:①電阻的溫度系數(shù)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測量電路非常簡單;⑦制作成本低。基于以上這些優(yōu)點，熱電阻式溫度傳感器正在逐漸取代傳統(tǒng)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(qū)的情況，測溫原理是依據(jù)金屬導體的電阻值隨溫度的升高而增加這-特點來進行測溫的。熱電阻大多數(shù)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(shù)(PTC)熱敏電阻、負溫度系數(shù)( NTC)熱敏電阻以及臨界溫度電阻器(℃TR)這三類。PT℃是指電阻率隨著溫度的升高急劇增加的熱敏電阻。正溫度系數(shù)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電路、防止電動機電流過大而產(chǎn)生過熱現(xiàn)象的保和限流電路，以及裝在干燥器上作為恒溫開關(guān)。NTC是指電阻率隨著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、對溫度進行監(jiān)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模塊集成在一個芯片上。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(shù)字電路直接相連。但集成溫度傳感器的缺點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(shù)據(jù)記錄儀等方面都有廣泛應用。
4結(jié)語
       由于不同的溫度傳感器有各自的優(yōu)缺點，我們在使用時會根據(jù)具體需求選擇合適的、性價比高的，不過溫度傳感器的數(shù)字化和正確化終究是未來的趨勢。