溫度傳感器是一種能將溫度這一物理量轉換為易于測量和處理的電信號(如電壓、電阻或數字信號)的裝置。它是物聯網、工業自動化、智能家居和汽車電子等領域最基礎的傳感器之一。
 

　　一、主要類型及工作原理
 

　　溫度傳感器主要分為接觸式和非接觸式兩大類。以下是幾種最常見的類型：
 

　　1. 熱敏電阻(Thermistor)
 

　　原理：利用半導體材料的電阻隨溫度發生顯著變化的特性。
 

　　特點：
 

　　優點：靈敏度極高(變化幅度大)、價格低廉、體積小。
 

　　缺點：測溫范圍較窄(通常-90°C ~ 130°C)、響應非線性(需要校準)、易自熱影響精度。
 

　　應用：家電(空調、電飯煲)、手機電池溫度監測、醫療設備等需要高精度但范圍不大的場合。
 

　　分類：
 

　　NTC(負溫度系數)：溫度升高，電阻減小。最常見。
 

　　PTC(正溫度系數)：溫度升高，電阻增大。常用于過流保護。
 

　　2. 電阻溫度檢測器(RTD)
 

　　原理：利用純金屬(如鉑、銅、鎳)的電阻隨溫度升高而穩定增加的原理。鉑電阻(Pt100, Pt1000) 是最常見和最穩定的。
 

　　特點：
 

　　優點：精度極高、穩定性好、線性度好、測溫范圍較寬(-200°C ~ +850°C)。
 

　　缺點：價格比熱敏電阻貴、靈敏度較低(電阻變化小)、需要外部激勵電流。
 

　　應用：工業過程控制、實驗室儀器、醫療設備、高精度測量領域。
 

　　3. 熱電偶(Thermocouple)
 

　　原理：基于塞貝克效應，將兩種不同材質的金屬導體一端焊接在一起(測量端)，當測量端與另一端(參考端)存在溫差時，回路中會產生電動勢(電壓)。
 

　　特點：
 

　　優點：測溫范圍極廣(-200°C ~ +2300°C，取決于類型)、堅固耐用、響應快、可測量高溫。
 

　　缺點：精度相對較低、輸出信號小(微伏級)、需要冷端補償、線性度較差。
 

　　應用：鍋爐、渦輪機、發動機、工業窯爐等極端高溫環境的測量。
 

　　4. 集成電路溫度傳感器(IC Sensor)
 

　　原理：利用硅半導體的PN結特性，將傳感元件、信號放大、AD轉換和接口電路全部集成在一個芯片上。
 

　　特點：
 

　　優點：線性度極好、輸出信號強(直接輸出數字或模擬電壓信號)、使用簡便、性價比高。
 

　　缺點：測溫范圍窄(通常-55°C ~ +150°C)、響應速度慢、不耐高溫。
 

　　分類：
 

　　模擬輸出：如LM35(輸出電壓與攝氏溫度成正比)。
 

　　數字輸出：如DS18B20(單總線協議)、TMP36(I2C或SPI接口)。這是目前最流行的類型，尤其適合單片機(Arduino, Raspberry Pi)項目。
 

　　5. 非接觸式紅外溫度傳感器(IR Sensor)
 

　　原理：檢測物體表面輻射出的紅外線能量，通過斯特藩-玻爾茲曼定律計算出物體表面溫度。
 

　　特點：
 

　　優點：不接觸被測物體，不會影響其溫度場；響應速度極快；可測量移動或危險物體。
 

　　缺點：精度受物體表面發射率、距離、環境光線和霧氣灰塵影響較大；通常比接觸式傳感器貴。
 

　　應用：人體額溫槍、工業設備過熱預警、食品加工、科學研究。