本文要點

用于測量系統或環境溫度的設備稱為溫度傳感器。

熱電偶是工業、汽車和消費電子應用中最常見的溫度傳感器。

紅外傳感器是通過感應物體表面紅外輻射來檢測其溫度的電子傳感器。

溫度傳感器無處不在，從日常使用的燒水壺、冰箱、微波爐到熱水器，都離不開它的身影。在新冠疫情期間，非接觸式溫度傳感器被用于體溫檢測。此外，在醫療系統、食品加工設備、鍋爐和石化系統中，溫度傳感器也發揮了關鍵作用。

由于應用范圍廣泛，溫度傳感器的種類十分多樣，響應速度和測量精度也各不相同。接下來，我們討論幾種常見的溫度傳感器及其在電子器件中的重要作用。

溫度傳感器的作用

大多數電子器件都有額定的工作溫度范圍。然而，隨著環境溫度的升高，電子器件的性能會有所下降。當溫度超過允許的上限時，器件可能因發熱或熱失控而損壞。因此，熱特性是電子電路中器件選型的關鍵考量因素。在汽車、工業和消費電子應用中，要想保持系統的性能和可靠性，往往離不開溫度傳感器的支持。

溫度傳感器的類型

所有溫度傳感器都用于測量系統或環境溫度，旨在防止系統過熱，并對與溫度相關的電氣參數變化進行補償。具體選擇哪種溫度傳感器，取決于系統對響應速度和精度的要求。溫度傳感器分為以下幾類：

熱電偶

熱電偶是一種非線性溫度傳感器，其靈敏度和溫度范圍取決于所使用的金屬組合。熱電偶的精度相對較低，但測溫范圍廣，從 -200℃ 到 1750℃。

熱電偶是工業、汽車和消費電子應用中最常見的溫度傳感器。其工作原理基于塞貝克效應——由于兩種不同金屬導線之間的溫度差異而引起兩種物質間的電壓差的電熱現象，其中電壓差與溫度變化成正比。借助查找表，可將電壓差轉換為溫度測量值。

電阻溫度檢測器（RTD）

電阻溫度檢測器（Resistance Temperature Detectors，RTD）通過電阻變化來感測溫度，要求材料具有明確的電阻與溫度關系。鉑因其電阻與溫度之間的線性關系，成為最常用的 RTD 材料。鉑 RTD 具有穩定性好、精度高、重復性優良的特點，工作溫度范圍為 -270℃ 至 850℃。鎳、銅等其他材料也可用于 RTD，但精度較低。

熱敏電阻

與 RTD 一樣，熱敏電阻也利用電阻來測量溫度。但熱敏電阻使用的材料是聚合物或陶瓷，成本較低，精度略遜于 RTD。熱敏電阻分為兩種類型：

1

負溫度系數（NTC）熱敏電阻：

電阻與溫度成反比。

2

正溫度系數（PTC）熱敏電阻：

電阻與溫度成正比。

溫度計

溫度計用于測量任何玻璃固體或液體的溫度，溫度測量值與溫度計內部感溫元件的體積變化成正比，其精度取決于設備尺寸以及所使用的感溫液體。

紅外（IR）傳感器

紅外傳感器是通過感應物體表面的紅外輻射來檢測其溫度的電子傳感器，屬于非接觸式溫度傳感器。在選用紅外傳感器時，用戶往往需要權衡成本與精度；成本越高，測量精度就越高。

半導體溫度傳感器

半導體溫度傳感器通常以集成電路形式提供，通過捕捉電流、電壓、電阻等輸出量的變化來檢測溫度變化。這類傳感器在 55℃ 至 155℃ 的溫度范圍內具有較高的精度和線性度。

要在不犧牲精度和響應速度的前提下，為您的應用選擇合適的溫度傳感器，需要深入了解不同溫度傳感器的特性。