非接触式温度传感器（热辐射）
利用被测物体热辐射而发出红外线，从而测量物体的温度，
可进行遥测。其制造成本较高，测量精度却较低。优点是：不从
被测物体上吸收热量；不会干扰被测对象的温度场；连续测量不
会产生消耗；反应快等。
（P106~P107 表3-2、3-3）
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接触式与非接触式测温方法及其特点
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➢现代生活中准确的温度是不可缺少的信息内容，如 家用电器有：电饭煲、电冰箱、空调、微波炉这些 家用电器中都少不了温度传感器。
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第一节 概 论
温度是反映物体冷热状态的物理参数。
温度是与人类生活息息相关的物理量。 在2000多年前，就开始为检测温度进行了各种努力，并开始使 用温度传感器检测温度。 人类社会中，工业、农业、商业、科研、国防、医学及环保等 部门都与温度有着密切的关系。 工业生产自动化流程，温度测量点要占全部测量点的一半左右。
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第三章
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温度传感器
教学目的与要求：要求学生了解集成温度传感器的原理及 应用;掌握热电偶、热敏电阻、铂电阻等 常用测温传感器的原理、特性及应用。
教学重点：热电偶、热敏电阻、铂电阻的工作电路及应用 教学难点：热电偶的冷端温度补偿、热电阻的三线制接法
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介绍几种温度测量方法
示温涂料（变色涂料）
装满热水后图案变得 清晰可辨
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变色涂料在电脑内部温度中的示温作用
CPU散热风 扇
温度升高后变为红色
低温时显示蓝 色
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体积热膨胀式
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不需要电源，耐用；但感温部 件体积较大。
计，结构简单，应用广泛； • 家电、汽车上使用的传感器，价格便宜、用量大、成本低、
性能差别不大； • 工业上使用的温度传感器，性能价格差别比较大，因为传
感器的精度直接关系到产品质量和控制过程，通常价格比 较昂贵。
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➢ 按工作原理主要有以下几类：
• 热电偶：利用金属温差电动势，有耐高温、精度高的特点； • 热电阻：利用导体随温度变化，测温不高； • 热敏电阻：利用半导体材料随温度变化测温，体积小、灵敏
测量方式 仪表名称 测温原理 精度范围
特点
测温范围/℃
双金属 固体热膨胀变形 温度计 量随温度变化
1~2.5
结构简单，指示清楚，读数方 -100~600
便；精度较低，不能远传
一般-80~600
接 触
压力式 温度计
气(汽)体、液体 在定容条件下， 压力随温度变化
1~2.5
结构简单可靠，可较远距离传 输<50 m；精度较低，受环境温 度影响较大
因此，人类离不开温度，当然也离不开温度传感器。
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二、温度传感器的特点与分类
1、温度传感器的物理原理
随物体的热膨胀相对变化而引起的体积变化； 蒸气压的温度变化； 电极的温度变化 热电偶产生的电动势； 光电效应 热电效应 介电常数、导磁率的温度变化； 物质的变色、融解； 强性振动温度变化； 热放射； 热噪声。
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2、温度传感器的分类
温度传感器的种类很多，分类方法有多种。
➢ 根据所用测温物质的不同和测温范围不同
有煤油温度计、酒精温度计、水银温度计、气体温度计、 电阻温度计、温差温度计、辐射温度计、光测温度计等等。
➢ 按价格和性能可分为： • 热膨胀温度传感器，有液体、气体的玻璃式温度计、体温
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一、热电偶的工作原理
1、热电效应 将两种不同材料的导体A和B串接成一个闭合回路，
当两个接点温度不同时，在回路中就会产生热电势，形成 电流，此现象称为热电效应。
热电极
测量端 工作端 热端
0~600 一般0~300
式 测 温
玻璃管 液体 温度计
液体热膨胀体积 量随温度变化
0.1~2.5
结构简单，精度较高；读数不 便，不能远传
-200~600 一般-100~600
仪
表
热电阻 温度计
金属或半导体电 阻值随温度变化
0.5~3.0
精度高；便于远传；需外加电 源
-258~1200 一般-200~650
度高、稳定性差；
• 集成温度传感器：利用晶体管PN结电流、电压随温度变化，
有专用集成电路，体积小、响应快、价 廉，测量150℃以下温度。
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按测温方法不同：
接触式温度传感器：（热平衡）
传感器直接与被测物体接触进行温度测量，由于被测物体的 热量传递给传感器，降低了被测物体温度，特别是被测物体热容 量较小时，测量精度降低。因此采用这种方式要测得物体的真实 温度的前提条件是被测物体的热容量要足够大。
热电偶 温度计
热电效应
0.5~1.0
测温范围大，精度高，便于远 传；低温测量精度较差
-269~2800 一般200~1800
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（续）
测量方式 仪表名称 测温原理 精度范围
特点
测温范围/℃
非 接 触
光学 高温计
物体单色辐射 强度及亮度随 温度变化
1.0~1.5
结构简单，携带方便，不破坏对 象温度场；易产生目测主观误差， 外界反射辐射会引起测量误差
200~3200 一般600~2 400
式
测
温 仪
辐 射 物体全辐射能 高温计 随温度变化Fra bibliotek1.5
结构简单，稳定性好，光路上环 100~3 200 境介质吸收辐射，易产生测量误差 一般700~2 000
表
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气体的体积与热力 学温度成正比
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红外温度计
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第二节 热电偶温度传感器
温差热电偶（简称热电偶）是目前温度测量中使 用最普遍的传感元件之一。它除具有结构简单，测量 范围宽、准确度高、热惯性小，输出信号为电信号便 于远传或信号转换等优点外，还能用来测量流体的温 度、测量固体以及固体壁面点的温度。微型热电偶还 可用于快速及动态温度的测量。