張 妍 蘇煜飛

（首都航天機(jī)械公司，北京 100076）

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溫度傳感器的研究和應(yīng)用

張 妍 蘇煜飛

（首都航天機(jī)械公司，北京 100076）

摘 要：首先，文章闡述溫度傳感器的分類，根據(jù)接觸方式的不同分為接觸式傳感器和非接觸式傳感器，根據(jù)工作原理不同分為電阻式溫度傳感器、PN結(jié)式溫度傳感器和熱電式溫度傳感器等。其次，對溫度傳感器的發(fā)展歷程及其應(yīng)用領(lǐng)域進(jìn)行簡要綜述。最后，分析基于不同原理的溫度傳感器的優(yōu)劣勢，詳細(xì)介紹各種傳感器的特點、工作原理以及各自的使用范圍。

關(guān)鍵詞：溫度 傳感器 分類

1 概述

溫度是七個國際單位制的基本量之一，不僅緊密關(guān)系著人們的生活環(huán)境，而且也是科研、生產(chǎn)中需要準(zhǔn)確測量的重要物理量之一。在各行各業(yè)中，溫度能否被準(zhǔn)確測量關(guān)系到能否制造出高質(zhì)量、高品質(zhì)的產(chǎn)品，從而提高產(chǎn)品在市場中的核心競爭力［1］。因此，溫度計量在工業(yè)生產(chǎn)和人們的日常生活中起著舉足輕重的作用。在科學(xué)研究、環(huán)境保護(hù)和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，主要使用溫度傳感器完成溫度計量的任務(wù)［2］。

2 溫度傳感器的發(fā)展

人類對溫度的計量可以追溯到伽利略發(fā)明溫度計開始。而后德國物理學(xué)家塞貝最早將溫度轉(zhuǎn)化為電參數(shù)信號，從而將溫度的計量提升到另一個高度。也就是，我們所說的電偶傳感器。繼電偶溫度傳感器以后，德國物理學(xué)家西門子發(fā)明了電阻溫度傳感器［3］。隨著科技的進(jìn)步，半導(dǎo)體技術(shù)也應(yīng)用在溫度傳感器中，從而發(fā)明了半導(dǎo)體熱電偶溫度傳感器。在半導(dǎo)體熱電偶溫度傳感器之后，依據(jù)波與物質(zhì)的相互作用規(guī)律，發(fā)明了微波溫度傳感器、紅外線溫度傳感器和聲學(xué)溫度傳感器。隨著激光技術(shù)的飛速發(fā)展和對光纖技術(shù)的研究，越來越多的光纖溫度傳感器使用在各個行業(yè)中。由于光纖技術(shù)的優(yōu)越性，在眾多類型的溫度傳感器中，光纖溫度傳感器將會有更好的發(fā)展前景和更廣泛的應(yīng)用［4］。

3 溫度傳感器的分類

首先，根據(jù)傳感器與待測介質(zhì)的接觸方式，溫度傳感器可以分為接觸式溫度傳感器和非接觸式溫度傳感器。

其次，根據(jù)傳感器的工作原理和物理效應(yīng)，溫度傳感器可以分為以下五大類：電阻式溫度傳感器、PN結(jié)式溫度傳感器、熱電式溫度傳感器、輻射式溫度傳感器和其他溫度傳感器。

4 溫度傳感器的應(yīng)用

溫度傳感器主要應(yīng)用于以下幾個方面：

（1）感測應(yīng)用：溫度會受到周圍環(huán)境的影響，據(jù)此可以通過溫度傳感器的熱傳遞方式測量周圍環(huán)境的各種物理量，包括有氣壓、濕度、氣體種類等。

（2）生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域：生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域一般都使用特殊的溫度傳感器，而且要求使用的溫度傳感器具有功耗低、穩(wěn)定性好、可靠性高和精度高（精確度小于0.1℃）等優(yōu)點。

（3）太空應(yīng)用：熱敏電阻和硅PN結(jié)溫度傳感器主要應(yīng)用于太空中的溫度測量。將來的衛(wèi)星設(shè)計會使用更多的帶有數(shù)字輸出功能的溫度傳感器，傳送的數(shù)字信息要求能夠與微處理器兼容。

（4）工業(yè)應(yīng)用：根據(jù)市場對成本較低、穩(wěn)定性好和可靠性高的通信系統(tǒng)的需求量越來越高，對溫度傳感器的要求也越來越高。目前，智能溫度傳感器由于其優(yōu)越的性能在工業(yè)中被廣泛應(yīng)用。

5 總結(jié)

隨著社會的不斷進(jìn)步，需要不斷提高工業(yè)生產(chǎn)效率、自動化水平等。工業(yè)中，能夠準(zhǔn)確計量溫度，對整個生產(chǎn)過程具有舉足輕重的作用，從而對溫度傳感器性能的要求也越來越高。文章主要對溫度傳感器的分類、發(fā)展歷程和應(yīng)用進(jìn)行了研究分析。在將來的工業(yè)生產(chǎn)中，越來越多的光纖溫度傳感器和智能溫度傳感器將會被廣泛應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)

［1］何碧青.溫度傳感器［J］.貴州教育學(xué)院學(xué)報，2005，（2）：38-41.

［2］馬凈，李曉光，寧偉.幾種常見溫度傳感器的研究及發(fā)展［J］.使用與維修，2005，（6）：1-2.

［3］沙占友.智能溫度傳感器的發(fā)展趨勢［J］.電子技術(shù)應(yīng)用，2002，（5）：6-7.

［4］雷飛鵬，寧提綱，周倩，等.基于光纖的溫度傳感器［J］.光電技術(shù)應(yīng)用，2010，（5）：39-42.

［5］張廣軍，黃俊欽，李行善，等.溫度傳感器動態(tài)重復(fù)性、線性度與性能改進(jìn)研究［J］.儀器儀表學(xué)報，1997，（2）：

119-124.

The Research and Application of Temperature Sensor

ZHANG Yan， SU Yufei
（Capital Aerospace Machinery Company， Beijing 100076）

Abstract：First， the article discusses the classification of temperature sensor， according to the different

contact: contact type sens or and non-contact s ensor. According to the working principle of the different divided into: resistive temperature sensor， PN junction temperature sensor， thermoelectric type temperature sensor. Secondly， the developm ent process of temperature sensor and its application field are briefly reviewed. Finally， the advantages and disadvantages of temperature sensor based on different principle are analyzed， the characteristics， working principle and application range of each sensor are introduced in detail.

Key words:temperature， sensor， classification， application，development process