?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來實現(xiàn)溫度測量。不同類型
溫度傳感器的工作原理側(cè)重點不同,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恒定的微小激勵電流,精確測量其兩端的電壓降,根據(jù)歐姆定律計算出電阻值的變化,進而通過已知的電阻-溫度關(guān)系計算出溫度值。
熱電偶:基于塞貝克效應(yīng)(熱電效應(yīng)),當兩種不同的金屬或合金導(dǎo)體兩端連接形成一個閉合回路時,如果兩個連接點之間存在溫度差,回路中就會產(chǎn)生熱電動勢。通過測量回路中產(chǎn)生的毫伏級電壓信號,并結(jié)合參考端溫度,通過熱電偶的分度表或公式即可計算出測量端的實際溫度。
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調(diào)理電路,可以直接輸出模擬電壓、電流信號或經(jīng)過處理的數(shù)字信號。
紅外溫度傳感器:基于黑體輻射定律(普朗克定律),所有溫度高于絕對零度的物體都會以紅外線的形式向外輻射能量,其輻射強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,經(jīng)過信號處理后輸出物體的表面溫度。