世界因感知而存在，華光天銳為光纖測溫而創(chuàng)新,。

在工業(yè)控制中,，感知就是依靠各種傳感器完成的。從這個系列開始,，我們將開始了解各種工業(yè)中用到的傳感器，包括溫度,、壓力,、流量、速度等,。

今天就讓華光天銳從最基本的溫度傳感器開始,。

溫度

無論是生活還是工業(yè)運用中，有很多情況需要知道溫度這個物理量,，例如 鍋爐,，反應(yīng)堆，電機,，冷庫等,。

人類為了測量溫度發(fā)明了各種不同的技術(shù)。但為什么測量溫度要使用不同的技術(shù)呢,？

這是一個好問題,，因為沒有一種技術(shù)是能應(yīng)對所有的場合。介紹四種傳統(tǒng)的溫度傳感器：

• RTD
• 熱電偶
• 熱敏電阻
• 半導(dǎo)體測溫元件

RTD

RTD或“電阻溫度檢測器”是一種電阻隨溫度變化的器件。

既然它是被動裝置,，是通過施加外部電流然后測量它兩端的電壓,。電壓是溫度的良好指示。當(dāng)說一個裝置是被動時,，這意味著器件需要使用外部電流（或電壓）源,。這也就是連接RTD的模塊有正負(fù)的原因。

根據(jù)歐姆定律,，大電流會導(dǎo)致RTD電阻產(chǎn)生熱量,，所以為了避免這種錯誤，電流應(yīng)保持在最低水平,。

上圖顯示了RTD的三種接線方式,，最簡單稱為“2線制”。但因為溫度測量點和模塊之間的導(dǎo)線有電阻,，誤差便會在這里產(chǎn)生,。為了更準(zhǔn)確的測量于是就有了 3線制或4線制，用以消除誤差,。

誤差大小?2線>3線>4線,，4線制的誤差最小。

最常見的RTD之一是“PT100”,，它由一層鉑金薄膜組成在塑料薄膜上,，在0℃時顯示出100Ω的電阻。它的電阻隨溫度變化它通?？梢詼y量-201℃到849℃,。PT100的電阻和溫度之間的關(guān)系是相對線性的。

PT100使用的是鉑,，同樣的原理針對不同的用途,，很多裝置也使用銅，鎳,，鎳鐵等熱敏電阻 ,，如過流保護，自調(diào)節(jié)加熱元件,，浪涌電流限制器等,。熱敏電阻可以是NTC或PTC。在NTC（負(fù)溫度系數(shù)）熱敏電阻中,，電阻隨溫度升高而降低,。NTC通常用作“浪涌”限流器。并配有PTC（正溫度系數(shù)）熱敏電阻,，電阻隨溫度升高而增加,。PTC熱敏電阻通常用作“過電流保護”以及可復(fù)位的保險絲,。

熱電偶

熱電偶或簡稱“TC”由一對連接在一起的特定異種線組成，形成“感應(yīng)點”或“連接點”,。

基于稱為“熱電效應(yīng)”的物理特性,，當(dāng)這個交叉點放置在不同的溫度時，產(chǎn)生不同的毫伏信號對應(yīng)不同的溫度,。與RTD相比,，熱電偶是測量和供電同線的，兩個接線端,，不同于RTD的4個接線端,。熱電偶通常用于熔爐，燃?xì)廨啓C燃燒室,，高溫排氣管等場合,。

如果需要準(zhǔn)確測量的場合，使用熱電偶并不合適,。此外,，熱電偶需要一個稱為“冷端”的參考測量點。熱電偶接頭經(jīng)常暴露在極端環(huán)境中,，而冷端通常安裝在儀器附近,。

基于溫度測量的“范圍”，每個運用中的“敏感性”和其他一些因素,，有不同類型的熱電偶可供選擇,，例如E，J,，K,，M，N,，T等,。例如，類型“J”由“Iron-Constantan”組合組成范圍為-40°F至+1380°F和靈敏度約為27.8μV/°F,。類型“K”（Chromel-Alumel）是最常見的通用熱電偶之一靈敏度約為22.8μV/°F。K型價格便宜,，可提供各種探頭在-201℃至1348℃的工作范圍內(nèi),。由于熱電偶的功能基于熱電效應(yīng)在不同類型的導(dǎo)體中，當(dāng)熱電偶的位置遠(yuǎn)離“測量儀器”時（例如鍋爐）,，應(yīng)選擇適當(dāng)類型的導(dǎo)線連接,。否則，熱電偶產(chǎn)生的微小信號會因為導(dǎo)線更不準(zhǔn)確,！

半導(dǎo)體溫度傳感器

半導(dǎo)體溫度傳感器基于PN組合半導(dǎo)體,。

該技術(shù)廣泛用于電子設(shè)備，例如電池溫度的監(jiān)控。該傳感器的優(yōu)點是 線性特性,，小尺寸和低成本,。但應(yīng)該注意的是，這種傳感器的測量范圍只有-40℃到120℃,。

總結(jié)

從“精確度”來看,，通常RTD比熱電偶高，大約高出10倍,。

從“敏感性”的角度來看,，RTD和熱端偶對溫度變化反應(yīng)迅速，但熱電偶成本更低

如果我們要測量電子PCB和/或IC溫度,，半導(dǎo)體溫度傳感器很合適,。并且它的成本最低。