温度传感器有哪几种类型

温度传感器种类繁多，可以根据其测量原理和是否与被测介质接触进行分类。下面为您详细介绍几种主要的类型。

一、按测量原理分类（主要类型）

1. 热电偶 (Thermocouple)

工作原理：基于塞贝克效应。将两种不同材质的金属导体一端焊接在一起（称为测量端或热端），另一端开路（称为参考端或冷端）。当测量端和参考端存在温差时，回路中就会产生热电动势，通过测量这个电动势即可推算出热端的温度。

特点：

优点：测量温度范围广（-200℃ ~ +1800℃甚至更高）、结构简单、制造方便、机械强度高、价格便宜、无需外部供电。

缺点：精度相对较低，需要冷端补偿，输出信号（微伏级）较小，抗干扰能力较差。

应用：工业炉、发动机排气、燃气锅炉等高温领域。

2. 热电阻 (RTD - Resistance Temperature Detector)

工作原理：利用金属导体的电阻值随温度升高而增大的特性（正温度系数）。通过测量电阻体的阻值变化来确定温度。最常用的材料是铂（Pt），所以也常称为“铂电阻”，如Pt100（0℃时阻值为100Ω）。

特点：

优点：精度高、稳定性好、输出信号大、重复性好。

缺点：测量温度范围比热电偶窄（-200℃ ~ +850℃），价格较贵，响应速度稍慢，需要外部电源供电（激励电流）。

应用：对精度要求较高的场合，如实验室、医疗设备、工业过程控制、气象测量等。

3. 热敏电阻 (Thermistor)

工作原理：利用半导体陶瓷材料的电阻随温度变化的特性。分为两类：

NTC（负温度系数热敏电阻）：电阻随温度升高而减小。最常见。

PTC（正温度系数热敏电阻）：电阻在特定温度点随温度升高而急剧增大，常用于过流保护或作为加热元件。

特点：

优点（NTC）：灵敏度极高（电阻变化率大）、响应速度快、体积小、价格低廉。

缺点：测温范围较窄（通常-50℃ ~ +300℃），电阻-温度关系非线性严重，需要线性化补偿，稳定性稍差。

应用：家电（空调、电饭煲、热水器）、汽车水温/气温传感、消费电子产品（手机、电池包温度监测）等。

4. 集成电路温度传感器 (IC Temperature Sensor)

工作原理：基于半导体PN结的温度特性。它将感温元件、放大电路、线性化补偿电路、ADC等集成在一个芯片上，直接输出数字信号或模拟电压/电流信号。

特点：

优点：线性度极好、精度高、输出信号标准化（如I2C, SPI数字信号或0-5V电压）、使用方便（即插即用）、成本低。

缺点：测温范围最窄（-55℃ ~ +150℃），响应速度慢，不耐高温和高电磁干扰环境。

应用：计算机CPU/GPU温度监测、手机、环境监测、数据采集系统等。

5. 非接触式温度传感器 (Infrared Temperature Sensor)

工作原理：基于黑体辐射定律。所有物体都会向外辐射红外能量，其强度与物体表面温度有关。传感器通过光学系统收集被测物体辐射的红外能量，并将其聚焦在探测器（热电堆、热释电等）上，转换为电信号输出。

特点：

优点：不接触被测物体，不会影响其温度场；响应速度极快；可测量移动、危险或难以接触的物体表面温度（如高压电线、旋转机械）。

缺点：精度受物体发射率、测量距离、环境气氛（水蒸气、灰尘）影响较大；通常比接触式传感器昂贵；只能测量表面温度。

应用：人体额温枪、工业设备故障检测（热成像仪）、食品加工、航空航天。

二、按接触方式分类

接触式温度传感器：

需要与被测介质保持良好热接触，通过热传导或对流达到热平衡来测量温度。

包括：热电偶、热电阻、热敏电阻、玻璃管温度计、压力式温度计等。

优点：通常更简单、更便宜、更可靠。

缺点：可能干扰被测温度场；响应速度受限于热接触质量；不适用于腐蚀性或危险介质。

非接触式温度传感器：

通过感知物体发出的红外辐射来测量温度，无需物理接触。

主要指：红外温度传感器和热像仪。

优点：不干扰被测物，响应快，可测移动或高温物体。

缺点：精度受环境影响大，通常更昂贵。

总结与选型建议对比表

温度传感器如何选择？

测什么温度？ 超高温选热电偶，常温高精度选热电阻，微小变化选热敏电阻。

要求多精确？ 实验室级选热电阻或高精度IC，工业级可用热电偶。

预算是多少？ IC和热敏电阻最便宜，高精度热电阻和红外传感器较贵。

能接触物体吗？ 不能接触或测移动物体时，必须用红外传感器。

需要多快响应？ 快速变化选热敏电阻或红外，慢过程各种都可以。

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