?溫度傳感器通過感知物質(zhì)的某些物理特性隨溫度變化的規(guī)律,并將這種變化轉(zhuǎn)化為可測量的電信號(hào)來實(shí)現(xiàn)溫度測量。不同類型
溫度傳感器的工作原理側(cè)重點(diǎn)不同,以下是一些常見的工作原理:
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熱電阻(RTD):利用金屬導(dǎo)體(如鉑、銅、鎳)的電阻值隨溫度升高而規(guī)律性增大的特性。通過給熱電阻元件通一個(gè)恒定的微小激勵(lì)電流,精確測量其兩端的電壓降,根據(jù)歐姆定律計(jì)算出電阻值的變化,進(jìn)而通過已知的電阻-溫度關(guān)系計(jì)算出溫度值。
熱電偶:基于塞貝克效應(yīng)(熱電效應(yīng)),當(dāng)兩種不同的金屬或合金導(dǎo)體兩端連接形成一個(gè)閉合回路時(shí),如果兩個(gè)連接點(diǎn)之間存在溫度差,回路中就會(huì)產(chǎn)生熱電動(dòng)勢。通過測量回路中產(chǎn)生的毫伏級(jí)電壓信號(hào),并結(jié)合參考端溫度,通過熱電偶的分度表或公式即可計(jì)算出測量端的實(shí)際溫度。
熱敏電阻:利用半導(dǎo)體陶瓷或高分子材料的電阻值隨溫度發(fā)生顯著變化的特性。負(fù)溫度系數(shù)(NTC)熱敏電阻的電阻值隨溫度升高而急劇減小,正溫度系數(shù)(PTC)熱敏電阻的電阻值隨溫度升高而急劇增大。通過測量熱敏電阻的電阻值,再根據(jù)其特有的溫度-電阻曲線計(jì)算出溫度。
半導(dǎo)體溫度傳感器(IC Temperature Sensors):利用半導(dǎo)體PN結(jié)(如硅二極管或三極管的基極-發(fā)射極結(jié))的正向壓降隨溫度升高而近似線性減小的特性。在硅芯片上集成溫度敏感部分和信號(hào)調(diào)理電路,可以直接輸出模擬電壓、電流信號(hào)或經(jīng)過處理的數(shù)字信號(hào)。
紅外溫度傳感器:基于黑體輻射定律(普朗克定律),所有溫度高于絕對(duì)零度的物體都會(huì)以紅外線的形式向外輻射能量,其輻射強(qiáng)度和波長分布與物體的表面溫度密切相關(guān)。通過收集目標(biāo)物體發(fā)射的紅外輻射,將其聚焦到探測器上,探測器將紅外能量轉(zhuǎn)化為電信號(hào),經(jīng)過信號(hào)處理后輸出物體的表面溫度。