溫度傳感器的作用和應(yīng)用領(lǐng)域：檢測(cè)到溫度的變化，用在生產(chǎn)實(shí)踐的各個(gè)領(lǐng)域中

溫度傳感器是指能夠把溫度的變化轉(zhuǎn)化為電量(電壓、電流或阻抗等) 變化的傳感器。

溫度傳感器是Z早開發(fā)、應(yīng)用Z廣的一類傳感器，它的市場(chǎng)份額大大超過(guò) 了其他類型的傳感器。

從17世紀(jì)初人們開始利用溫度進(jìn)行測(cè)量。在半導(dǎo)體技術(shù)的支持下，21世 紀(jì)相繼開發(fā)了半導(dǎo)體熱電偶傳感器、 P-N 結(jié)溫度傳感器和集成溫度傳感器。 與之相應(yīng)，根據(jù)波與物質(zhì)的相互作用規(guī)律，相繼開發(fā)了聲學(xué)溫度傳感器、紅外 傳感器和微波傳感器等。

2. 作用

現(xiàn)代化的今天，溫度傳感器在自動(dòng)化控制方面扮演著很重要的角色，它就相當(dāng)于機(jī)器的感官系統(tǒng)，它能檢測(cè)到溫度的變化，從而為機(jī)器提供是否作出相關(guān)反應(yīng)的依據(jù)。

3. 應(yīng)用領(lǐng)域

溫度傳感器是五花八門的各種傳感器中Z為常用的一種，現(xiàn)代的溫度傳感 器外形非常小，這樣更加讓它廣泛應(yīng)用在生產(chǎn)實(shí)踐的各個(gè)領(lǐng)域中，也為人們的 生活提供了無(wú)數(shù)的便利和功能。如今，溫度傳感器用于家電產(chǎn)品中的室內(nèi)空調(diào)、干燥器、電冰箱、微波爐、烤爐烘箱等，還用來(lái)控制汽車發(fā)動(dòng)機(jī)，如測(cè)定水溫、吸氣溫度等。也廣泛用于檢測(cè)化工廠的溶液和氣體的溫度。

根據(jù)測(cè)量方式，可將溫度傳感器分為接觸型溫度傳感器和非接觸型溫度傳 感器兩大類

接觸式溫度傳感器

測(cè)量溫度時(shí)與被檢測(cè)物體之間有接觸的溫度傳感器稱為接觸式溫度傳感 器。接觸式溫度傳感器是通過(guò)傳導(dǎo)或通過(guò)對(duì)流達(dá)到熱平衡，使它顯示的值可以 直接表示被測(cè)物體的溫度。它具有價(jià)格便宜、測(cè)溫準(zhǔn)確的優(yōu)點(diǎn)，適用測(cè)溫范圍 低于1000 ℃的場(chǎng)合。

在一定的溫度內(nèi)，接觸式溫度傳感器能夠測(cè)量出物體內(nèi)部溫度的分布情 況。但如果測(cè)量的物體是正在運(yùn)動(dòng)的物體、熱容量很小的物體或者是小目標(biāo)物 體的話，測(cè)量結(jié)果就會(huì)有比較大的誤差。另外它還有使用壽命短、易損壞、需 用補(bǔ)償導(dǎo)線等缺陷。

非接觸式溫度傳感器

測(cè)量溫度時(shí)與被檢測(cè)物體之間沒(méi)有接觸的溫度傳感器稱為非接觸式溫度傳 感器。這種儀表可用來(lái)測(cè)量運(yùn)動(dòng)物體、小目標(biāo)物體和熱容量小或溫度變化迅速 的物體的表面溫度，也可用于測(cè)量溫度場(chǎng)的溫度分布。

Z常用的非接觸式溫度傳感器基于黑體輻射的基本定律，稱為輻射測(cè)溫儀 表。輻射測(cè)溫法包括亮度法、輻射法和比色法。各類輻射測(cè)溫方法只能測(cè)出對(duì) 應(yīng)的光度溫度、輻射溫度或比色溫度。只有對(duì)黑體(吸收全部輻射并不反射 光的物體)所測(cè)溫度才是真實(shí)溫度。如欲測(cè)定物體的真實(shí)溫度，則需要進(jìn)行 材料表面發(fā)射率的修正。而材料表面發(fā)射率不僅取決于溫度和波長(zhǎng)，而且還與表面狀態(tài)、涂膜和微觀組織等有關(guān)，因此很難準(zhǔn)確測(cè)量。

在自動(dòng)化生產(chǎn)中往往需要利用輻射測(cè)溫法來(lái)測(cè)量或控制某些物體的表面溫 度，如冶金中的鋼帶軋制溫度、軋輥溫度、鍛件溫度和各種熔融金屬在冶煉爐 或坩堝中的溫度。在這些具體情況下，物體表面發(fā)射率的測(cè)量是相當(dāng)困難的。 對(duì)于固體表面溫度自動(dòng)測(cè)量和控制，可以采用附加的反射鏡使之與被測(cè)表面一 起組成黑體空腔。附加輻射的影響能提高被測(cè)表面的有效輻射和有效發(fā)射系 數(shù)。利用有效發(fā)射系數(shù)通過(guò)儀表對(duì)實(shí)測(cè)溫度進(jìn)行相應(yīng)的修正，Z終可得到被測(cè) 表面的真實(shí)溫度。Z為典型的附加反射鏡是半球反射鏡。球中心附近被測(cè)表面 的漫射輻射能受半球鏡反射回到表面而形成附加輻射，從而提高有效發(fā)射 系數(shù)。

至于氣體和液體介質(zhì)真實(shí)溫度的輻射測(cè)量，則可以用插入耐熱材料管至一 定深度以形成黑體空腔的方法。通過(guò)計(jì)算求出與介質(zhì)達(dá)到熱平衡后的圓筒空腔 的有效發(fā)射系數(shù)。在自動(dòng)測(cè)量和控制中就可以用此值對(duì)所測(cè)腔底溫度(即介 質(zhì)溫度)進(jìn)行修正而得到介質(zhì)的真實(shí)溫度。

非接觸式溫度傳感器具有測(cè)量溫度原則上沒(méi)有限制和分辨率高等優(yōu)點(diǎn)。因 為非接觸式溫度傳感器測(cè)量上限不受感溫元件耐溫程度的限制，因而對(duì)Z高可 測(cè)溫度原則上沒(méi)有限制。對(duì)于1800 ℃以上的高溫，主要采用非接觸測(cè)溫方 法。隨著紅外技術(shù)的發(fā)展，輻射測(cè)溫逐漸由可見光向紅外線擴(kuò)展，700℃以下 直至常溫都已采用，且分辨率很高。

但相較接觸式溫度傳感器它也具有結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜、輻射溫度與真實(shí)溫度有 偏差的缺陷。