温度传感器的研究和应用

张 妍 苏煜飞

（首都航天机械公司，北京 100076）



温度传感器的研究和应用

张 妍 苏煜飞

（首都航天机械公司，北京 100076）

摘 要：首先，文章阐述温度传感器的分类，根据接触方式的不同分为接触式传感器和非接触式传感器，根据工作原理不同分为电阻式温度传感器、PN结式温度传感器和热电式温度传感器等。其次，对温度传感器的发展历程及其应用领域进行简要综述。最后，分析基于不同原理的温度传感器的优劣势，详细介绍各种传感器的特点、工作原理以及各自的使用范围。

关键词：温度 传感器 分类

1 概述

温度是七个国际单位制的基本量之一，不仅紧密关系着人们的生活环境，而且也是科研、生产中需要准确测量的重要物理量之一。在各行各业中，温度能否被准确测量关系到能否制造出高质量、高品质的产品，从而提高产品在市场中的核心竞争力［1］。因此，温度计量在工业生产和人们的日常生活中起着举足轻重的作用。在科学研究、环境保护和工农业生产中，主要使用温度传感器完成温度计量的任务［2］。

2 温度传感器的发展

人类对温度的计量可以追溯到伽利略发明温度计开始。而后德国物理学家塞贝最早将温度转化为电参数信号，从而将温度的计量提升到另一个高度。也就是，我们所说的电偶传感器。继电偶温度传感器以后，德国物理学家西门子发明了电阻温度传感器［3］。随着科技的进步，半导体技术也应用在温度传感器中，从而发明了半导体热电偶温度传感器。在半导体热电偶温度传感器之后，依据波与物质的相互作用规律，发明了微波温度传感器、红外线温度传感器和声学温度传感器。随着激光技术的飞速发展和对光纤技术的研究，越来越多的光纤温度传感器使用在各个行业中。由于光纤技术的优越性，在众多类型的温度传感器中，光纤温度传感器将会有更好的发展前景和更广泛的应用［4］。

3 温度传感器的分类

首先，根据传感器与待测介质的接触方式，温度传感器可以分为接触式温度传感器和非接触式温度传感器。

其次，根据传感器的工作原理和物理效应，温度传感器可以分为以下五大类：电阻式温度传感器、PN结式温度传感器、热电式温度传感器、辐射式温度传感器和其他温度传感器。

4 温度传感器的应用

温度传感器主要应用于以下几个方面：

（1）感测应用：温度会受到周围环境的影响，据此可以通过温度传感器的热传递方式测量周围环境的各种物理量，包括有气压、湿度、气体种类等。

（2）生物医学领域：生物医学领域一般都使用特殊的温度传感器，而且要求使用的温度传感器具有功耗低、稳定性好、可靠性高和精度高（精确度小于0.1℃）等优点。

（3）太空应用：热敏电阻和硅PN结温度传感器主要应用于太空中的温度测量。将来的卫星设计会使用更多的带有数字输出功能的温度传感器，传送的数字信息要求能够与微处理器兼容。

（4）工业应用：根据市场对成本较低、稳定性好和可靠性高的通信系统的需求量越来越高，对温度传感器的要求也越来越高。目前，智能温度传感器由于其优越的性能在工业中被广泛应用。

5 总结

随着社会的不断进步，需要不断提高工业生产效率、自动化水平等。工业中，能够准确计量温度，对整个生产过程具有举足轻重的作用，从而对温度传感器性能的要求也越来越高。文章主要对温度传感器的分类、发展历程和应用进行了研究分析。在将来的工业生产中，越来越多的光纤温度传感器和智能温度传感器将会被广泛应用。

参考文献

［1］何碧青.温度传感器［J］.贵州教育学院学报，2005，（2）：38-41.

［2］马净，李晓光，宁伟.几种常见温度传感器的研究及发展［J］.使用与维修，2005，（6）：1-2.

［3］沙占友.智能温度传感器的发展趋势［J］.电子技术应用，2002，（5）：6-7.

［4］雷飞鹏，宁提纲，周倩，等.基于光纤的温度传感器［J］.光电技术应用，2010，（5）：39-42.

［5］张广军，黄俊钦，李行善，等.温度传感器动态重复性、线性度与性能改进研究［J］.仪器仪表学报，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