所有傳感器中最常用的類型是檢測溫度或加熱的傳感器類型。

這些類型的溫度傳感器與簡單的ON /不同OFF控制家用熱水加熱系統的恒溫裝置，用于控制復雜過程控制爐設備的高靈敏度半導體類型。

我們從學校科學課上記得分子和原子的運動產生熱量（動力學）能量），運動越大，產生的熱量就越多。溫度傳感器測量物體或系統產生的熱能或甚至冷度，使我們能夠“感知”或檢測到該溫度的任何物理變化，從而產生模擬或數字輸出。 / p>

有許多不同類型的溫度傳感器，根據實際應用，它們都有不同的特性。溫度傳感器由兩種基本物理類型組成：

接觸式溫度傳感器類型 - 需要這些類型的溫度傳感器與被感測物體物理接觸并使用傳導來監測溫度變化。它們可用于在很寬的溫度范圍內檢測固體，液體或氣體。

非接觸式溫度傳感器類型 - 這些類型的溫度傳感器使用對流和輻射監測溫度的變化。它們可用于檢測在熱量上升時發出輻射能量的液體和氣體，并在對流中冷卻到底部，或檢測以紅外輻射（太陽）形式從物體傳播的輻射能量。

兩種基本類型的接觸或甚至非接觸式溫度傳感器也可以細分為以下三組傳感器，機電，電阻和電子以及所有三種類型將在下面討論。

恒溫器

恒溫器是一個聯系人型機電溫度傳感器或開關，基本上由兩種不同的金屬組成，如鎳，銅，鎢或鋁等，它們粘合在一起形成一種雙金屬帶。當帶材受熱時，兩種不同金屬的不同線性膨脹率會產生機械彎曲運動。

雙金屬帶材本身可用作電氣開關或機械操作方式恒溫控制中的電氣開關，廣泛用于控制鍋爐，熔爐，熱水儲罐以及車輛散熱器冷卻系統中的熱水加熱元件。

雙金屬恒溫器

恒溫器由兩種熱不同的金屬背靠背粘在一起組成。當它處于冷態時，觸點閉合，電流通過恒溫器。當它變熱時，一個金屬比另一個金屬膨脹更多，并且粘合的雙金屬條帶向上（或向下）彎曲以打開觸點，防止電流流動。

開/關溫控器

主要根據溫度變化時的運動，有兩種主要類型的雙金屬條。有一種“快動作”類型，可以在設定溫度點對電觸點產生瞬時“開/關”或“關/開”類型動作，以及逐漸改變其位置的較慢“蠕變動作”類型隨著溫度的變化。

快動式恒溫器在我們家中常用于控制烤箱，熨斗，浸入式熱水箱的溫度設定點，它們也可以在墻壁上找到以控制國內加熱系統。

爬行器類型通常由雙金屬線圈或螺旋線組成，隨著溫度的變化緩慢展開或卷起。一般來說，爬行型雙金屬條對溫度變化比標準按扣ON / OFF類型更敏感，因為條帶更長更薄，因此非常適合用于溫度計和刻度盤等。

雖然非常在用作溫度傳感器時，標準快動型恒溫器的一個主要缺點是便宜且可在很寬的工作范圍內使用，它們具有從電觸點打開到再次閉合時的大滯后范圍。例如，它可以設置為20 o C但是可能不會打開直到22 o C或再次關閉直到18 o C。

因此溫度變化范圍可能非常高。用于家用的商用雙金屬恒溫器確實具有溫度調節螺釘，可以預先設定更精確的所需溫度設定點和滯后水平。

熱敏電阻

熱敏電阻是另一種類型的溫度傳感器，其名稱是單詞 THERM -ally sensitive res- ISTOR 的組合。熱敏電阻是一種特殊類型的電阻，當暴露于溫度變化時會改變其物理電阻。

熱敏電阻

熱敏電阻通常由陶瓷材料制成，例如涂有玻璃的鎳，錳或鈷的氧化物，這使得它們容易損壞。它們對快動型的主要優勢在于它們對溫度，精度和可重復性的任何變化的響應速度。

大多數類型的熱敏電阻具有負溫度系數的電阻或（NTC），即它們的電阻值隨著溫度的升高而降低，當然還有一些具有正溫度系數（PTC），其中隨著溫度的升高，它們的電阻值會升高。

熱敏電阻由陶瓷型半導體材料構成，采用金屬氧化物技術，如錳，鈷和鎳等。半導體材料通常形成小壓力密封的圓盤或球，可以對溫度的任何變化做出相對快速的響應。

熱敏電阻的額定值是它們在室溫下的電阻值（通常在25 o C） ，它們的時間常數（對溫度變化作出反應的時間）和它們的功率對流過它們的電流進行評級。與電阻一樣，熱敏電阻的室溫下電阻值從10ΩMΩ下降到幾歐姆，但對于傳感目的，通常使用的值為千歐姆。

熱敏電阻是無源的電阻器件意味著我們需要通過它來產生可測量的電壓輸出。然后，熱敏電阻通常與合適的偏置電阻串聯連接以形成分壓網絡，電阻的選擇在某個預定的溫度點或值下提供電壓輸出，例如：

溫度傳感器示例No1

以下熱敏電阻在25 o C時的電阻值為10KΩ，在100 o C時的電阻值為100Ω。當與12v電源上的1kΩ電阻串聯時，計算熱敏電阻兩端的電壓降及其輸出電壓（Vout）。

25 o C

100 o C

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通過將R2的固定電阻值（在我們的示例中為1kΩ）更改為電位計或預設值，可以在預定的溫度設定點獲得電壓輸出，例如，在60 o C并通過改變電位計可以在更寬的溫度范圍內獲得特定的輸出電壓。

需要注意的是，熱敏電阻是非線性器件，它們在室溫下的標準電阻值不同的熱敏電阻之間存在差異，這主要是由于它們是由半導體材料制成的。熱敏電阻隨溫度呈指數變化，因此具有Beta溫度常數（β），可用于計算任何給定溫度點的電阻。

電阻溫度檢測器（RTD）。

另一種電阻溫度傳感器是電阻溫度檢測器或RTD。 RTD是精密溫度傳感器，由高純度導電金屬（如鉑，銅或鎳）纏繞成線圈而制成，其電阻隨溫度變化而變化，類似于熱敏電阻。還有薄膜RTD。這些器件有一層薄薄的鉑漿沉積在白色陶瓷基板上。

電阻RTD

電阻溫度探測器具有正溫度系數（PTC），但與熱敏電阻不同，它們的輸出非常線性，可以非常精確地測量溫度。

然而，它們具有非常差的熱敏性，即溫度變化只產生一個非常小的輸出變化，例如，1Ω/ o C。

更常見的RTD類型是由鉑制成的，稱為鉑電阻溫度計或PRT，其中最常見的是所有Pt100傳感器，其在0 o C時的標準電阻值為100Ω。缺點是Platinum價格昂貴，而且這種設備的主要缺點之一是其成本。

與熱敏電阻一樣，RTD是無源電阻器件，通過恒溫電流通過溫度傳感器，可以獲得隨溫度線性增加的輸出電壓。典型的RTD在0 o C時具有約100Ω的基極電阻，在100 o C時增加至約140Ω，工作溫度范圍在-200至+ 600之間 o C。

由于RTD是電阻器件，我們需要通過它們傳遞電流并監控產生的電壓。然而，當電流流過電阻絲時，由于電阻絲的自身熱引起的電阻變化， I 2 R ，（歐姆定律）會導致讀數出錯。為避免這種情況，RTD通常連接到惠斯通電橋網絡，該網絡具有額外的連接線，用于引線補償和/或連接到恒流源。

熱電偶

熱電偶是迄今為止所有溫度傳感器類型中最常用的類型。熱電偶因其尺寸小，易于使用以及對溫度變化的響應速度而廣受歡迎。熱電偶的溫度范圍最寬，從-200° o C以下到2000以上

熱電偶是熱電傳感器它基本上由不同金屬的兩個連接點組成，例如銅和康銅，焊接或壓接在一起。一個結保持在稱為參考（冷）結的恒定溫度，而另一個結是測量（熱）結。當兩個結處于不同溫度時，在結點處產生電壓，用于測量溫度傳感器，如下所示。

熱電偶結構

熱電偶的工作原理非常簡單和基本。當熔合在一起時，兩種不同金屬如銅和康銅的結合產生“熱電”效應，在它們之間產生僅幾毫伏（mV）的恒定電位差。兩個結之間的電壓差稱為“塞貝克效應”，因為沿著導線產生溫度梯度，產生電動勢。然后來自熱電偶的輸出電壓是溫度變化的函數。

如果兩個結處于相同溫度，則兩個結之間的電位差為零，換句話說，沒有電壓輸出為 V <子> 1 = V <子> 2 。然而，當結在電路內連接并且兩者都處于不同溫度時，將檢測相對于兩個結之間溫度差的電壓輸出， V 1 -V 2 。這種電壓差將隨著溫度的增加而增加，直到達到結峰值電壓水平，這取決于所使用的兩種不同金屬的特性。

熱電偶可由多種不同材料制成，可測量-200° o C至+ 2000 o C之間的極端溫度。憑借如此多的材料和溫度范圍選擇，我們開發了具有熱電偶顏色代碼的國際公認標準，以便用戶為特定應用選擇正確的熱電偶傳感器。標準熱電偶的英國顏色代碼如下：

熱電偶顏色代碼

上面用于一般溫度測量的三種最常見的熱電偶材料是 Iron-Constantan （J型）， Copper-Constantan （T型）和 Nickel-Chromium （K型）。熱電偶的輸出電壓非常小，只有幾毫伏（mV）的溫度變化為10 o C，并且由于這種小的電壓輸出，通常需要某種形式的放大。

熱電偶放大

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放大器的類型，無論是離散的還是以操作的形式需要仔細選擇放大器，因為需要良好的漂移穩定性以防止熱電偶頻繁重新校準。這使得斬波器和儀表類型的放大器更適合大多數溫度傳感應用。

此處未提及的其他溫度傳感器類型包括半導體結傳感器，紅外線和熱輻射傳感器，醫用型溫度計，指示劑和變色油墨或染料。

在本教程中關于“溫度傳感器類型”的文章中，我們研究了幾個可用于測量溫度變化的傳感器示例。在下一個教程中，我們將介紹用于測量光量的傳感器，例如光電二極管，光電晶體管，光伏電池和光敏電阻。