1.1.1 温标

温标是用来给温度读数设定起点和基本单位的标准。现今常用的温标包括摄氏温标、华氏温标、热力学温标以及国际实用温标等VSport。

1.1.2 温度传感器的分类

按是否与被测介质直接接触，温度传感器可分为两大类：接触式和非接触式。两者各有优缺点，适用于不同的测量对象与场景。

1.1.3 选用原则

选型时需综合考虑被测温度范围、传感器的灵敏度与精度、噪声和响应速度、工作环境、成本等因素，选择最合适的传感器类型。

1.2 热电偶

1.2.1 工作原理

热电偶基于热电效应：由两种不同材料的导体构成的闭合回路，在两端存在温差时会产生电动势。通过分析接点处的温差电势和导体之间的接触电势，可以实现温度测量。相关定律用于描述在不同材料与连接条件下的热电行为。

1.2.2 标准化热电偶

任意两种导体都可组成热电偶用于温度测量，通常分为标准热电偶与非标准热电偶两大类。标准热电偶在工业应用中使用较广泛。

1.2.3 热电偶冷端温度的处理

为消除环境温度对读数的影响，常用方法包括：补偿导线法、计算修正补偿、自由端恒温（冰浴）法，以及自动补偿（补偿电桥法）。

1.2.4 热电偶的结构形式

常见结构包括普通型、铠装型与薄膜型，分别适用于不同的工作环境与介质。

1.3 金属热电阻（热电阻）

热电阻传感器利用导体或半导体电阻随温度变化的特性来实现测温。其分为金属热电阻和半导体热敏电阻两大类，其中金属热电阻简称热电阻，半导体热电阻称为热敏电阻。

1.3.1 常用热电阻的温度特性

- 铂热电阻：具有优良的线性特性和稳定性，适用于较宽的温度区间。

- 铜热电阻：在较低温区表现良好，成本相对较低，适合低温场景。

1.3.2 热电阻传感器的结构

金属热电阻通常以不同封装形式存在，如普通线芯、铠装结构、薄膜封装等，以满足不同的环境与安装需求。

1.3.3 热电阻基本应用电路

常见的连接方式包括两线制与四线制等，结合惠斯顿桥等测量电路可以有效抑制引线阻抗对读数的影响，提高测量精度。

1.4 半导体热敏电阻（热敏电阻）

1.4.1 热敏电阻的原理

热敏电阻利用半导体材料的电阻随温度变化的特性来实现测温。按温度系数可分为正温度系数型PTC、负温度系数型NTC，以及在某一温度点出现电阻突变的 CTR。

1.4.2 热敏电阻的外形结构

形状多样，常见有圆片状、圆柱状、珠状等，便于在不同场景中的安装和集成。

1.4.3 热敏电阻的应用

除了作为温度传感元件外，因对温度敏感而引起的阻值变化也可用于风速、微流速、气体传感、湿度传感等领域。

1.5 集成温度传感器

1.5.1 集成温度传感器概况

集成温度传感器在单芯片上将感温PN结及相关前端电路集成，实现小型化、一体化的温度测量方案，便于大量批量应用。

1.5.2 应用实例

以常用的集成温度传感器为例，内部带有放大电路的器件在外部搭配电路后，可实现多种功能应用，包括：

- 温度测量电路

- 温控电路

- 热电偶参考端温度补偿电路

本章要点

温度传感器类别繁多，核心分为接触式与非接触式两类。接触式传感器在工业场景中应用广泛，代表性元件包括热电偶、热电阻、热敏电阻，以及集成温度传感器（如AD590）。热电偶与热电阻在高温与工业环境中应用广泛；热敏电阻与集成传感器以成本低、使用便捷著称，广泛应用于各类非工业过程。需要注意的是，接触式测量需要将传感器置入被测对象内部以实现热平衡，可能带来响应时间延长与对被测对象温度场的扰动。相比之下，非接触式测温仅需对准目标对象即可完成测量，适用于运动物体和高温表面的温度检测。