溫度傳感器是指能感受溫度并能轉換成可用輸出信號的傳感器。溫度是和人類生活環境有著密切關系的一個物理量，是工業過程三大參量（流量、壓力、溫度）之一，也是國際單位制（SI）中七個基本物理量之一。溫度測量是一個經典而又古老的話題，很久以來，這方面己有多種測溫元件和傳感器得到普及，但是直到今天，為了適應各工業部門、科學研究、醫療、家用電器等方面的廣泛要求，仍在不斷研發新型測溫元件和傳感器、新的測溫方法、新的測溫材料、新的市場應用。要準確地測量溫度也非易事，如測溫元件選擇不當、測量方法不宜，均不能得到滿意結果。

據有關部門統計，2009年我國傳感器的銷售額為327億元人民幣，其中溫度傳感器占整個傳感器市場的14％，主要應用于通信電子產品、家用電器、樓宇自動化、醫療設備、儀器儀表、汽車電子等領域。

具有衛生型卡箍式過程連接的雙金屬溫度計TBI，針對衛生型應用中的溫度測量。
（圖片來源：堡盟公司）

溫度傳感器的特點

作為一個理想的溫度傳感器，應該具備以下要求：測量范圍廣、精度高、可靠性好、時漂小、重量輕、響應快、價格低、能批量生產等。但同時滿足上述條件的溫度傳感器是不存在的，應根據應用現場靈活使用各種溫度傳感器。這是因為不同的溫度傳感器具有不同的特點。

● 不同的溫度傳感器測量范圍和特點是不同的。

幾種重要類型的溫度傳感器的溫度測量范圍和特點，如表1所示。

表1、測溫傳感器與測溫范圍分類表

● 測溫的準確度與測量方法有關。

根據溫度傳感器的使用方法，通常分為接觸測量和非接觸測量兩類，兩種測量方法的特點如表2所示。

表2、接觸測量與非接觸測量測溫的比較

● 不同的測溫元件應采用不同的測量電路。

通常采用的測量電路有三種。“電阻式測溫元件測量電路”，該測量電路要考慮消除非線性誤差和熱電阻導線對測量準確度的影響。“電勢型測溫元件測量電路”，該電路需考慮線性化和冷端補償，信號處理電路較熱電阻的復雜。“電流型測溫元件測量電路”，半導體集成溫度傳感器是最典型的電流型溫度測量元件，當電源電壓變化、外接導線變化時，該電路輸出電流基本不受影響，非常適合遠距離測溫。

溫度測量的最新進展

● 研制適應各種工業應用的測溫元件和溫度傳感器。

鉑薄膜溫度傳感器 膜厚1μm，可置于極小的測量空間，作溫度場分布測量，響應時間不超過1ms，偶絲最小直徑25μm，熱偶體積小于1×10-4mm3，質量小于1μg。

多色比色溫度傳感器 能實時求出被測物體發射率的近似值，提高輻射測溫的精度。

諧振式石英音叉溫度傳感器 溫度分辨率可達0.0009℃，準確度可達0.02℃，測量范圍可達-200～260℃，線性度可達0.1～0.05％。

Z-元件構成的新型溫控器件 具有電路結構簡單、精度高、速度快、低功耗、低成本等特點。

集成溫度傳感器 利用擴散硅技術制作，適合批量生產，一致性好，靈敏度達11.3/℃。

W-Re溫度傳感器 利用W-Re熱電偶制作的高溫傳感器，能檢測上限溫度為2300℃，適用于還原、惰性、真空、核幅射等環境的高溫測量。

智能溫度傳感器 利用MEMS技術，將典型的測溫元件、信號調理電路、帶數字總線接口的微處理器組合為一整體而構成智能溫度傳感器系統。

● 測溫技術實現從“有線”向“無線”發展。

傳統的溫度測量通常采用帶有電纜的有線連接方式，但對于有些場合，如旋轉或移動物體的溫度測量、環境惡劣人員無法涉足之處、不宜采用有線的環境，隨著智能溫度傳感器的應用，并從節省布線成本考慮，測溫技術開始從“有線”向“無線”發展。

采用無源聲表面波諧振器的無線溫度測量虛擬儀器系統 引入信號處理方法和反饋控制，降低了系統成本，提高了測量精度和測量距離，結合通用計算機平臺和數據I/O板卡，通過軟件進行靈活控制，可根據不同環境以及測量過程自動調節測量參數，實現自適應檢測。當發射功率為100mW時，無線檢測距離為4m處，諧振頻率重復測量的不確定度約為0.09kHz，3m處對溫度測量靈敏度的不確定度約為0.1℃。

空調用溫度、濕度傳感器系統 該系統有主機與分機兩部分。分機定期將置于內部的溫、濕度傳感器所測數據以無線方式傳送給主機。主機通過輸出單元將其轉換成電信號，送給控制裝置。由于分機采用電池供電，可放置在任何地方，并將控制信號以無線方式傳遞，十分方便。

無線巡回檢測系統 對于安裝在現場的傳感器測得的數據，不用巡檢人員到現場目測或記錄，而是通過無線數據收集系統，對帶有無線傳輸模式的現場用傳感器進行無線巡回檢測。這種檢測系統對于危險場所及高部位的檢測將十分方便。

● 測溫技術實現“由點到線、由線到面、由表到里”的方向發展。

多芯熱電偶 傳統的溫度測量主要是基于“點”的溫度測量，然而人們往往需要關注整個溫度場的溫度分布，如整個爐窯的溫度分布、擴散爐內的溫場、倉庫各點的溫度，因此出現了多芯鎧裝熱電偶，或用測溫電纜，沿電纜線組裝多支熱電偶或熱電阻測量“線”狀溫度分布。

光纖式溫度分布測量技術 光纖式溫度分布測量技術是用一支傳感器就能測出線狀溫度分布的劃時代技術。該技術的基本原理是將激光脈沖射到光纖中，依據到達各處返回的散射光中斯托克及反斯托克光之比，求其溫度。這種光纖式溫度分布測量技術最長可測量30Km以內的溫度分布。用于測量油井從地面到地下深度方向的溫度分布是很理想的。

用輻射溫度計或熱像儀測量表面溫度分布 對于物體表面溫度的測量和控制，過去多用輻射溫度計和熱像儀，如用熱像儀測量鋼鐵廠高爐外表層的溫度分布，用紅外輻射溫度計測量水泥行業回轉爐表面溫度監視等。但如用光纖式溫度分布測量技術不僅可提高測量精度，而且可大幅度降低成本。

深部溫度測量 可用加長熱電偶的方法，但使用極不方便。可采用深部溫度測量特殊裝置，該裝置有加熱器、金屬框、絕熱層、測溫元件（如熱敏電阻）組成。其原理是在加熱器的表面，能消除其溫度梯度，并能測出其表面溫度，從而知道其