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　　溫度傳感器的工作原理：

 

　　溫度是一個(gè)基本的物理量，自然界中的一切過(guò)程無(wú)不溫度密切相關(guān)。溫度傳感器是最早開(kāi)發(fā)，應用最廣的一類(lèi)傳感器。溫度傳感器的市場(chǎng)份額大大超過(guò)了其他的傳感器。從17世紀初人們開(kāi)始利用溫度進(jìn)行測量。在半導體技術(shù)的支持下，本世紀相繼開(kāi)發(fā)了半導體熱電偶傳感器、PN結溫度傳感器和集成溫度傳感器。與之相應，根據波與物質(zhì)的相互作用規律，相繼開(kāi)發(fā)了聲學(xué)溫度傳感器、紅外傳感器和微波傳感器。

 

　　兩種不同材質(zhì)的導體，如在某點(diǎn)互相連接在一起，對這個(gè)連接點(diǎn)加熱，在它們不加熱的部位就會(huì )出現電位差。這個(gè)電位差的數值與不加熱部位測量點(diǎn)的溫度有關(guān)，和這兩種導體的材質(zhì)有關(guān)。這種現象可以在很寬的溫度范圍內出現，如果精確測量這個(gè)電位差，再測出不加熱部位的環(huán)境溫度，就可以準確知道加熱點(diǎn)的溫度。由于它必須有兩種不同材質(zhì)的導體，所以稱(chēng)之為熱電偶。不同材質(zhì)做出的熱電偶使用于不同的溫度范圍，它們的靈敏度也各不相同。熱電偶的靈敏度是指加熱點(diǎn)溫度變化1℃時(shí)，輸出電位差的變化量。對于大多數金屬材料支撐的熱電偶而言，這個(gè)數值大約在5～40微伏/℃之間。

 

　　熱電偶傳感器有自己的優(yōu)點(diǎn)和缺陷，它靈敏度比較低，容易受到環(huán)境干擾信號的影響，也容易受到前置放大器溫度漂移的影響，因此不適合測量微小的溫度變化。由于熱電偶溫度傳感器的靈敏度與材料的粗細無(wú)關(guān)，用非常細的材料也能夠做成溫度傳感器。也由于制作熱電偶的金屬材料具有很好的延展性，這種細微的測溫元件有極高的響應速度，可以測量快速變化的過(guò)程。

 

　　溫度傳感器是五花八門(mén)的各種傳感器中最為常用的一種，現代的溫度傳感器外形非常得小，這樣更加讓它廣泛應用在生產(chǎn)實(shí)踐的各個(gè)領(lǐng)域中，也為我們的生活提供了無(wú)數的便利和功能。

 

　　溫度傳感器有四種主要類(lèi)型：熱電偶、熱敏電阻、電阻溫度檢測器（RTD）和IC溫度傳感器。IC溫度傳感器又包括模擬輸出和數字輸出兩種類(lèi)型。

 

　　接觸式溫度傳感器的檢測部分與被測對象有良好的接觸，又稱(chēng)溫度計。

 

　　溫度計通過(guò)傳導或對流達到熱平衡，從而使溫度計的示值能直接表示被測對象的溫度。一般測量精度較高。在一定的測溫范圍內，溫度計也可測量物體內部的溫度分布。但對于運動(dòng)體、小目標或熱容量很小的對象則會(huì )產(chǎn)生較大的測量誤差，常用的溫度計有雙金屬溫度計、玻璃液體溫度計、壓力式溫度計、電阻溫度計、熱敏電阻和溫差電偶等。它們廣泛應用于工業(yè)、農業(yè)、商業(yè)等部門(mén)。在日常生活中人們也常常使用這些溫度計。隨著(zhù)低溫技術(shù)在國防工程、空間技術(shù)、冶金、電子、食品、醫藥和石油化工等部門(mén)的廣泛應用和超導技術(shù)的研究，測量120K以下溫度的低溫溫度計得到了發(fā)展，如低溫氣體溫度計、蒸汽壓溫度計、聲學(xué)溫度計、順磁鹽溫度計、量子溫度計、低溫熱電阻和低溫溫差電偶等。低溫溫度計要求感溫元件體積小、準確度高、復現性和穩定性好。利用多孔高硅氧玻璃滲碳燒結而成的滲碳玻璃熱電阻就是低溫溫度計的一種感溫元件，可用于測量1.6～300K范圍內的溫度。

 

　　非接觸式溫度傳感器的敏感元件與被測對象互不接觸，又稱(chēng)非接觸式測溫儀表。這種儀表可用來(lái)測量運動(dòng)物體、小目標和熱容量小或溫度變化迅速（瞬變）對象的表面溫度，也可用于測量溫度場(chǎng)的溫度分布。[1]

 

　　光纖溫度傳感器的基本工作原理是將來(lái)自光源的光經(jīng)過(guò)光纖送入調制器，待測參數溫度與進(jìn)入調制區的光相互作用后，導致光的光學(xué)性質(zhì)(如光的強度、波長(cháng)、頻率、相位等)發(fā)生變化，稱(chēng)為被調制的信號光。再經(jīng)過(guò)光纖送入光探測器，經(jīng)解調后，獲得被測參數。

 

　　光纖溫度傳感器種類(lèi)很多，但概括起來(lái)按其工作原理可分為功能型和傳輸型兩種。功能型光纖溫度傳感器是利用光纖的各種特性(相位、偏振、強度等)隨溫度變換的特點(diǎn)，進(jìn)行溫度測定。這類(lèi)傳感器盡管具有傳、感合一的特點(diǎn)，但也增加了增敏和去敏的困難。傳輸型光纖溫度傳感器的光纖只是起到光信號傳輸的作用，以避開(kāi)測溫區域復雜的環(huán)境。對待測對象的調制功能是靠其他物理性質(zhì)的敏感元件來(lái)實(shí)現的。這類(lèi)傳感器由于存在光纖與傳感頭的光耦合問(wèn)題，增加了系統的復雜性，且對機械振動(dòng)之類(lèi)的干擾比較敏感。

 

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