非接触式温度传感器：主要是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。
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第体7积章热热膨电胀式传感器
物
理
电阻变化
现 温差电现象 象 导磁率变化
测温特性
分类 线性型
特征
传感器名称
测温电阻器、晶体管、热电偶 测温范围宽、 半导体集成电路传感器、
输出小 可控硅、石英晶体振动器、 压力式温度计、玻璃制温度计
指数型 测温范围窄、
函数
输出大
热敏电阻
开关型 特性
特定温度、 输出大
感温铁氧体、双金属温度计
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第7章 热电式传感器
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第7章 热电式传感器
7.2.1热电偶的工作原理
热电极A
热电势
测量（工作
A
端、热端）
B
通过上面的演示，你能得出什么结论
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热电极B 自由端 （参考端、 冷端）
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第7章 热电式传感器
1.热电效应 (Thermo-electrical effect)
1.气体温度计
2. 玻璃制水银温度计
3.玻璃制有机液体温度计 4.双金属温度计
5.液体压力温度计 6. 气体压力温度计
铂测温电阻、热敏电阻
热电偶
1.热铁氧体 2.Fe-Ni-Cu合金
电容变化
BaSrTiO3陶瓷
压电效应 超声波传播速度变化
石英晶体振动器
种
超声波温度计
类
物质 颜色
示温涂料 液晶
P–N结电动势
测定精度
分类 特征
温度 标准用
测定精度 ±0.1～ ±0.5℃
传感器名称
铂测温电阻、石英晶体振动 器、玻璃制温度计、气体温 度计、光学高温计
绝对值 测定用
测定精度 ±0.5～±5℃ 热电偶、测温电阻器、热敏电阻、
双金属温度计、压力式温度计、
玻璃制温度计、辐射传感器、晶
管理温度 相对值±1～ 体管、二极管、半导体集成电路
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第7章 热电式传感器
7.2热电偶 (Thermocouple)
热电偶测温的主要优点
1.它属于自发电型传感器：测量时可以不需外加电源，可直接 驱动动圈式仪表；
2.测温范围广：下限可达-270C ，上限可达1800C以上； 3.精度高：0.1～0.2℃，仅次于热电阻。由于热电偶具有良好
半导体二极管
晶体管特性变化
晶体管半导体集成电路温度传感器
可控硅动作特性变化
可控硅
热、光辐射
辐射温度传感器
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光学高温计
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第7章 热电式传感器 温度传感器分类
分类
电阻式 P-N结式 辐射式
器件
分类
铂电阻
热电式
铜电阻
半导体陶瓷热敏 电阻
热膨胀式
温敏二极管1500℃以上 光学高温计、辐射传感器
1000～1500℃光热学电高偶温计、辐射传感器、
500～ 1000℃
光学高温计、辐射传感器、 热电偶
0～500℃ 见表下内容
-250～0℃
晶体管、热敏电阻、 压力式玻璃温度计
-270～250℃
BaSrTiO3陶瓷
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第7章 热电式传感器
测定用
±5℃ 传感器、可控硅
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第7章 热电式传感器
此外，还有微波测温温度传感器、噪声测温温 度传感器、温度图测温温度传感器、热流计、射 流测温计、核磁共振测温计、穆斯保尔效应测温 计、约瑟夫逊效应测温计、低温超导转换测温计、 光纤温度传感器等。这些温度传感器有的已获得 应用，有的尚在研制中。
集成温度传感器
光学高温计
其他
比色高温计
光电高温计
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器件
热电偶 水银
双金属
液体压力 气体压力 全辐射高温计 超声波 红外线 光纤温度计 热敏电容
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第7章 热电式传感器
测温范围
分类
超高温用 传感器 高温用 传感器 中高温用 传感器 中温用 传感器 低温用 传感器 极低温用 传感器
子密度有关。 k——玻尔兹曼常数， k =1.38×10-23 J/K ；
nA、nB ——导体A、B在温度为T 时的电子密度。
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第7章 热电式传感器
T端：
EAB
T
KT e
ln
nA
nB
T0 端：
EAB
T0
KT0 e
ln
nA nB
回路总接触电动势：
EAB
T
EAB
T0
K (T T0 ) e
ln
nA nB
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第7章 热电式传感器
的复现性和稳定性，所以国际实用温标中规定热电偶作为复 现630.74～1064.43℃范围的标准仪表。
4.动态特性好。由于热电偶的测量端可以制成很小的接点，响 应速度快，其时间常数可达毫秒级甚至微秒级。
5.结构简单，制造极为方便。
6.用途非常广泛。除了用来测量各种流体的温度外，还常用来 测量固定表面的温度。
1）接触电动势/玻尔帖电动势 两种不同的金属互相接触时，由于不同金属内自由电子的密度 不同，在两金属A和B的接触点处会发生自由电子的扩散现象。自 由电子将从密度大的金属A扩散到密度小的金属B，使A失去电子 带正电，B得到电子带负电，从而产生热电势。
EAB (T )
kT e
ln
nA nB
接e—触—单电位势电荷的，大e =小1.6×与10温-19C度；高低及导体中的电
第7章 热电式传感器
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第7章 热电式传感器
7.1 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。
温度传感器是实现温度检测和控制的重要器件。在种类繁多 的传感器中，温度传感器是应用最广泛、发展最快的传感器之一。
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第7章 热电式传感器
温度传感器的种类及特点
接触式温度传感器 非接触式温度传感器
接触式温度传感器：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，测量精度较低。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。