電子分類
溫度傳感器是溫度測量儀表的核心部分，品種繁多。
按測量方式可分為接觸式和非接觸式兩大類。
按照傳感器材料及電子元件特性分為熱電阻和熱電偶兩類。
按照溫度傳感器輸出信号的模式，可大緻劃分為三大類：數字式溫度傳感器、邏輯輸出溫度傳感器、模拟式溫度傳感器。
接觸式類
接觸式溫度傳感器的檢測部分與被測對象有良好的接觸，又稱溫度計。
溫度計通過傳導或對流達到熱平衡，從而使溫度計的示值能直接表示被測對象的溫度。一般測量精度較高。在一定的測溫範圍内，溫度計也可測量物體内部的溫度分布。但對于運動體、小目标或熱容量很小的對象則會産生較大的測量誤差，常用的溫度計有雙金屬溫度計、玻璃液體溫度計、壓力式溫度計、電阻溫度計、熱敏電阻和溫差電偶等。它們廣泛應用于工業、農業、商業等部門。在日常生活中人們也常常使用這些溫度計。随着低溫技術在國防工程、空間技術、冶金、電子、食品、醫藥和石油化工等部門的廣泛應用和超導技術的研究，測量120K以下溫度的低溫溫度計得到了發展，如低溫氣體溫度計、蒸汽壓溫度計、聲學溫度計、順磁鹽溫度計、量子溫度計、低溫熱電阻和低溫溫差電偶等。低溫溫度計要求感溫元件體積小、準确度高、複現性和穩定性好。利用多孔高矽氧玻璃滲碳燒結而成的滲碳玻璃熱電阻就是低溫溫度計的一種感溫元件，可用于測量1.6～300K範圍内的溫度。
非接觸式
它的敏感元件與被測對象互不接觸，又稱非接觸式測溫儀表。這種儀表可用來測量運動物體、小目标和熱容量小或溫度變化迅速（瞬變）對象的表面溫度，也可用于測量溫度場的溫
度分布。最常用的非接觸式測溫儀表基于黑體輻射的基本定律，稱為輻射測溫儀表。輻射測溫法包括亮度法（見光學高溫計）、輻射法（見輻射高溫計）和比色法（見比色溫度計）。各類輻射測溫方法隻能測出對應的光度溫度、輻射溫度或比色溫度。隻有對黑體（吸收全部輻射并不反射光的物體）所測溫度才是真實溫度。如欲測定物體的真實溫度，則必須進行材料表面發射率的修正。而材料表面發射率不僅取決于溫度和波長，而且還與表面狀态、塗膜和微觀組織等有關，因此很難精确測量。在自動化生産中往往需要利用輻射測溫法來測量或控制某些物體的表面溫度，如冶金中的鋼帶軋制溫度、軋輥溫度、鍛件溫度和各種熔融金屬在冶煉爐或坩埚中的溫度。在這些具體情況下，物體表面發射率的測量是相當困難的。對于固體表面溫度自動測量和控制，可以采用附加的反射鏡使與被測表面一起組成黑體空腔。附加輻射的影響能提高被測表面的有效輻射和有效發射系數。利用有效發射系數通過儀表對實測溫度進行相應的修正，最終可得到被測表面的真實溫度。最為典型的附加反射鏡是半球反射鏡。球中心附近被測表面的漫射輻射能受半球鏡反射回到表面而形成附加輻射，從而提高有效發射系數：n
式中ε為材料表面發射率，ρ為反射鏡的反射率。至于氣體和液體介質真實溫度的輻射測量，則可以用插入耐熱材料管至一定深度以形成黑體空腔的方法。通過計算求出與介質達到熱平衡後的圓筒空腔的有效發射系數。在自動測量和控制中就可以用此值對所測腔底溫度（即介質溫度）進行修正而得到介質的真實溫度。
非接觸測溫優點：測量上限不受感溫元件耐溫程度的限制，因而對最高可測溫度原則上沒有限制。對于1800℃以上的高溫，主要采用非接觸測溫方法。随着紅外技術的發展，輻射測溫逐漸由可見光向紅外線擴展，700℃以下直至常溫都已采用，且分辨率很高。
矽溫度類
溫度傳感器目前分為傳統溫度傳感器和基于矽的溫度傳感器。傳統溫度傳感器包括熱敏電阻、電阻溫度檢測器和熱電偶。這些器件是模拟器件，而溫度傳感器沒有必要一定是模拟器件。基于矽的溫度傳感器能夠精确輸出其測量溫度所代表的數字量。相比于需要外部信号調理電路和模數轉換器的方法，這種方案簡化了控制系統的設計。當兩個相同的晶體管在集電極電流密度比恒定的情況下工作時，它們的基極-發射極電壓差僅與絕對溫度成正比。其他的溫度傳感器則基于采用二極管接法的晶體管的基極-發射極電壓VBE的行為，此VBE随着溫度反向變化，這個變化速率非常恒定，為-2mV/℃，但是對于不同的晶體管，VBE變化的絕對值也不同。為了補償這種變化，可以在不同的IE值下比較ΔVBE。某些矽溫度傳感器産生模拟電壓輸出（VPTAT，即與絕對溫度成正比的電壓），而其他的溫度傳感器則将VPTAT轉換為電流輸出。在數字輸出溫度傳感器中，放大檢測晶體管的VBE，然後與帶隙基準電壓比較，并将結果輸入到Σ-Δ或逐次逼近寄存器ADC中轉換為數字輸出，精度可以是13bit或16bit，其中最低有效位被用作符号位。一種可替換的數字輸出方案是采用脈寬調制（PWM），其溫度和脈沖的導通與截止時間的比例成正比。由于導通時間是固定的，因此這些傳感器可以按照需要執行單次測量以使功耗最小。
熱電偶類
工作原理
當有兩種不同的導體和半導體A和B組成一個回路，其兩端相互連接時，隻要兩結點處的溫度不同，一端溫度為T，稱為工作端或熱端，另一端溫度為TO，稱為自由端(也稱參考端)或冷端，則回路中就有電流産生，如圖2-1(a)所示，即回路中存在的電動勢稱為熱電動勢。這種由于溫度不同而産生電動勢的現象稱為塞貝克效應。與塞貝克有關的效應有兩個：其一，當有電流流過兩個不同導體的連接處時，
此處便吸收或放出熱量(取決于電流的方向)，稱為珀爾帖效應；其二，當有電流流過存在溫度梯度的導體時，導體吸收或放出熱量(取決于電流相對于溫度梯度的方向)，稱為湯姆遜效應。兩種不同導體或半導體的組合稱為熱電偶。熱電偶的熱電勢EAB(T，T0)是由接觸電勢和溫差電勢合成的。接觸電勢是指兩種不同的導體或半導體在接觸處産生的電勢，此電勢與兩種導體或半導體的性質及在接觸點的溫度有關。溫差電勢是指同一導體或半導體在溫度不同的兩端産生的電勢，此電勢隻與導體或半導體的性質和兩端的溫度有關，而與導體的長度、截面大小、沿其長度方向的溫度分布無關。無論接觸電勢或溫差電勢都是由于集中于接觸處端點的電子數不同而産生的電勢，熱電偶測量的熱電勢是二者的合成。當回路斷開時，在斷開處a，b之間便有一電動勢差△V，其極性和大小與回路中的熱電勢一緻，如圖2-1(b)所示。并規定在冷端，當電流由A流向B時，稱A為正極，B為負極。實驗表明，當△V很小時，△V與△T成正比關系。定義△V對△T的微分熱電勢為熱電勢率，又稱塞貝克系數。塞貝克系數的符号和大小取決于組成熱電偶的兩種導體的熱電特性和結點的溫度差。
種類
目前，國際電工委員會（IEC）推薦了8種類型的熱電偶作為标準化熱電偶，即為T型、E型、J型、K型、N型、B型、R型和S型。
熱電阻類
材料特性
導體的電阻值随溫度變化而改變，通過測量其阻值推算出被測物體的溫度，利用此原理構成的傳感器就是電阻溫度傳感器，這種傳感器主要用于-200—500℃溫度範圍内的溫度測量。純金屬是熱電阻的主要制造材料，熱電阻的材料應具有以下特性：
①電阻溫度系數要大而且穩定，電阻值與溫度之間應具有良好的線性關系。
②電阻率高，熱容量小，反應速度快。
③材料的複現性和工藝性好，價格低。
④在測溫範圍内化學物理特性穩定。
目前，在工業中應用最廣的鉑和銅，并已制作成标準測溫熱電阻。
鉑電阻
鉑電阻與溫度之間的關系接近于線性（如右圖），在0～630.74℃範圍内可用下式表示Rt＝R0(1+At+Bt2)在-190～0℃範圍内為Rt＝R0(1+At+Bt2十Ct3)。
式中：RO、Rt為溫度0°及t°時鉑電阻的電阻值，t為任意溫度，A、B、C為溫度系數，由實驗确定，A＝3.9684×10-3/℃，B＝-5.847×10-7／℃2，C＝-4.22×10-l2/℃3。由公式可看出，當R0值不同時，在同樣溫度下，其Rt值也不同。
銅電阻
在測溫精度要求不高，且測溫範圍比較小的情況下，可采用銅電阻做成熱電阻材料代替鉑電阻。在-50～150℃的溫度範圍内，銅電阻與溫度成線性關系，其電阻與溫度關系的表達式為Rt＝R0(1+At)(2-3)式中，A＝4.25×10-3～4.28×10-3℃為銅電阻的溫度系數。
模拟傳感器
傳統的模拟溫度傳感器，如熱電偶、熱敏電阻和RTDS對溫度的監控，在一些溫度範圍内線性不好，需要進行冷端補償或引線補償；熱慣性大，響應時間慢。集成模拟溫度傳感器與之相比，具有靈敏度高、線性度好、響應速度快等優點，而且它還将驅動電路、信号處理電路以及必要的邏輯控制電路集成在單片IC上，有實際尺寸小、使用方便等優點。常見的模拟溫度傳感器有LM3911、LM335、LM45、AD22103電壓輸出型、AD590電流輸出型。這裡主要介紹該類器件的幾個典型。
A1溫度傳感器
将被測環境溫度轉換成按線性比例輸出的單路标準直流電壓或直流電流；
低功耗、可靠性高；
優良的抗幹擾能力；
拔插端子接口、标準導軌（35mm）安裝；
體積小、外型尺寸(mm)：95(L)×37(W)×32(H)；
性能指标
執行标準：IEC688：1992，QB/LF2007-1
輸入範圍：0~100℃
精度等級：≤0.5%.F.S
整機功耗：≤0.5VA
絕緣電阻：≥20MΩ(DC500V)
響應時間：≤350mS
工作環境：-10℃~50℃，20%~90%無凝露
貯存環境：-40℃~70℃，20%~95%無凝露
注意事項
注意産品标簽上的輔助電源信息，變送器的輔助電源等級和極性不可接錯，否則将損壞變送器；
變送器為一體化結構，不可拆卸，同時應避免碰撞和跌落；
變送器在有強磁幹擾的環境中使用時，請注意輸入線的屏蔽，輸出信号應盡可能短，集中安裝時，最小安裝間隔不應小于10mm；
本系列變送器内部未設置防雷擊電路，當變送器輸入、輸出饋線暴露于室外惡劣氣候環境之中時，應注意采取防雷措施；
本産品采用阻燃ABS塑料外殼封裝，外殼極限耐受溫度為＋85℃，收到高溫烘烤時會發生變形，影響産品性能。産品請勿在熱源附近使用或保存，請勿把産品放進高溫箱内烘烤；請勿損壞或者修改産品的标簽、标志，請勿拆卸或改裝變送器，否則将不再對該産品提供“三包”（包換、包退、包修）服務。
AD590溫度傳感器
AD590是美國模拟器件公司的電流輸出型溫度傳感器，供電電壓範圍為3~30V，輸出電流223μA（-50℃）~423μA（+150℃），靈敏度為1μA/℃。當在電路中串接采樣電阻R時，R兩端的電壓可作為喻出電壓。注意R的阻值不能取得太大，以保證AD590兩端電壓不低于3V。AD590輸出電流信号傳輸距離可達到1km以上。作為一種高阻電流源，最高可達20MΩ，所以它不必考慮選擇開關或CMOS多路轉換器所引入的附加電阻造成的誤差。适用于多點溫度測量和遠距離溫度測量的控制。
LM135/235/335溫度傳感器
LM135/235/335系列是美國國家半導體公司（NS）生産的一種高精度易校正的集成溫度傳感器，工作特性類似于齊納穩壓管。該系列器件靈敏度為10mV/K，具有小于1Ω的動态阻抗，工作電流範圍從400μA到5mA，精度為1℃，LM135的溫度範圍為-55℃~+150℃，LM235的溫度範圍為-40℃~+125℃，LM335為-40℃~+100℃。封裝形式有TO-46、TO-92、SO-8。該系列器件廣泛應用于溫度測量、溫差測量以及溫度補償系統中。
輸出型類
在許多應用中，我們并不需要嚴格測量溫度值，隻關心溫度是否超出了一個設定範圍，一旦溫度超出所規定的範圍，則發出報警信号，啟動或關閉風扇、空調、加熱器或其它控制設備，此時可選用邏輯輸出式溫度傳感器。LM56、MAX6501-MAX6504、MAX6509/6510是其典型代表。
LM56溫度開關
LM56是NS公司生産的高精度低壓溫度開關，内置1.25V參考電壓輸出端。最大隻能帶50μA的負載。電源電壓從2.7-10V，工作電流最大230μA，内置傳感器的靈敏度為6.2mV/℃，傳感器輸出電壓為6.2mV/℃×T+395mV。
MAX6501/02/03/04溫度監控開關
MAX6501/02/03/04是具有邏輯輸出和SOT-23封裝的溫度監視器件
開關，它的設計非常簡單：用戶選擇一種接近于自己需要的控制的溫度門限（由廠方預設在-45℃到+115℃，預設值間隔為10℃）。直接将其接入電路即可使用，無需任何外部元件。其中MAX6501/MAX6503為漏極開路低電平報警輸出，MAX6502/MAX6504為推/拉式高電平報警輸出，MAX6501/MAX6503提供熱溫度預置門限（35℃到+115℃），當溫度高于預置門限時報警；MAX6502/MAX6504提供冷溫度預置門限（-45℃到+15℃），當溫度低于預置門限時報警。對于需要一個簡單的溫度超限報警而又空間有限的應用如筆記本電腦、蜂窩移動電話等應用來說是非常理想的，該器件的典型溫度誤差是±0.5℃，最大±4℃，滞回溫度可通過引腳選擇為2℃或10℃，以避免溫度接近門限值時輸出不穩定。這類器件的工作電壓範圍為2.7V到5.5V，典型工作電流30μA。
光纖溫度
光纖溫度傳感器的基本工作原理是将來自光源的光經過光纖送入調制器，待測參數溫度與進入調制區的光相互作用後，導緻光的光學性質(如光的強度、波長、頻率、相位等)發生變化，稱為被調制的信号光。再經過光纖送入光探測器，經解調後，獲得被測參數。
光纖溫度傳感器種類很多，但概括起來按其工作原理可分為功能型和傳輸型兩種。功能型光纖溫度傳感器是利用光纖的各種特性(相位、偏振、強度等)随溫度變換的特點，進行溫度測定。這類傳感器盡管具有傳、感合一的特點，但也增加了增敏和去敏的困難。傳輸型光纖溫度傳感器的光纖隻是起到光信号傳輸的作用，以避開測溫區域複雜的環境。對待測對象的調制功能是靠其他物理性質的敏感元件來實現的。這類傳感器由于存在光纖與傳感頭的光耦合問題，增加了系統的複雜性，且對機械振動之類的幹擾比較敏感。
适應應用
溫度傳感器是最早開發，應用最廣的一類傳感器。溫度傳感器的市場份額大大超過了其他的傳感器。從17世紀初人們開始利用溫度進行測量。在半導體技術的支持下，本世紀相繼開發了半導體熱電偶傳感器、PN結溫度傳感器和集成溫度傳感器。與之相應，根據波與物質的相互作用規律，相繼開發了聲學溫度傳感器、紅外傳感器和微波傳感器。
兩種不同材質的導體，如在某點互相連接在一起，對這個連接點加熱，在它們不加熱的部位就會出現電位差。這個電位差的數值與不加熱部位測量點的溫度有關，和這兩種導體的材質有關。這種現象可以在很寬的溫度範圍内出現，如果精确測量這個電位差，再測出不加熱部位的環境溫度，就可以準确知道加熱點的溫度。由于它必須有兩種不同材質的導體，所以稱之為“熱電偶”。不同材質做出的熱電偶使用于不同的溫度範圍，它們的靈敏度也各不相同。熱電偶的靈敏度是指加熱點溫度變化1℃時，輸出電位差的變化量。對于大多數金屬材料支撐的熱電偶而言，這個數值大約在5～40微伏／℃之間。
熱電偶傳感器有自己的優點和缺陷，它靈敏度比較低，容易受到環境幹擾信号的影響，也容易受到前置放大器溫度漂移的影響，因此不适合測量微小的溫度變化。由于熱電偶溫度傳感器的靈敏度與材料的粗細無關，用非常細的材料也能夠做成溫度傳感器。也由于制作熱電偶的金屬材料具有很好的延展性，這種細微的測溫元件有極高的響應速度，可以測量快速變化的過程。
功能特點
1，檢定K、E、J、N、B、S、R、T等多種型号的工作用熱電偶
2，檢定Pt100、Pt10、Cu50、Cu100等各種工作用熱電阻，玻璃液體溫度計、壓力式溫度計、雙金屬溫度計
3，多路低電勢自動轉換開關，寄生電勢≤0.4μV
4，控制1-4台高溫爐
5，溫場測試：可進行檢定爐、油槽、水槽、低溫恒溫槽的溫場測試6，線制轉換：可進行二線制、三線制、四線制電阻檢定
7，軟件具有比對實驗、重複性實驗、溫場實驗等相關實驗功能
8，在Windows2000/XP以上平台，全中文界面，标準Windows操作系統，方便快捷。可實現：
a)設備自檢、查線
b)屏幕顯示并保存控溫曲線≤0.4μV
c)檢測數據自動采集
d)自動生成符合要求的檢定記錄
e)自動保存檢定結果，且不可人工更改
f)查詢各種熱電偶、熱電阻分度表及其它幫助
g)熱電偶、熱電阻所有曆史檢定數據、控溫曲線查詢統計及計量的智能化管理功能
數字式類
輸出為占空比的數字溫度傳感器
SMT16030是荷蘭Smartec公司采用矽工藝生産的數字式溫度傳感器，其采用PTAT結構，這種半導體結構具有精确的，與溫度相關的良好輸出特性。PTAT的輸出通過占空比比較器調制成數字信号，占空比DC=0.32+0.0047*t，t為攝氏度。輸出數字信号故與微處理器MCU兼容，通過處理器的高頻采樣可算出輸出電壓方波信号的占空比，即可得到溫度。該款溫度傳感器因其特殊工藝，還具有分辨率極高的特點，可達到0.005K。測量溫度範圍-45到130℃，故适用于高精度的應用。
MAX6575/76/77數字溫度傳感器
如果采用數字式接口的溫度傳感器，上述設計問題将得到簡化。同樣，當A/D和微處理器的I/O管腳短缺時，采用時間或頻率輸出的溫度傳感器也能解決上述測量問題。以MAX6575/76/77系列SOT-23封裝的溫度傳感器為例，這類器件可通過單線和微處理器進行溫度數據的傳送，提供三種靈活的輸出方式--頻率、周期或定時，并具備±0.8℃的典型精度，一條線最多允許挂接8個傳感器，150μA典型電源電流和2.7V到5.5V的寬電源電壓範圍及-45℃到+125℃的溫度範圍。它輸出的方波信号具有正比于絕對溫度的周期，采用6腳SOT-23封裝，僅占很小的闆面。該器件通過一條I/O與微處理器相連，利用微處理器内部的計數器測出周期後就可計算出溫度。
可多點檢測、直接輸出數字量的數字溫度傳感器
DS1612是美國達拉斯半導體公司生産的CMOS數字式溫度傳感器。内含兩個不揮發性存儲器，可以在存儲器中任意的設定上限和下限溫度值進行恒溫器的溫度控制，由于這些存儲器具有不揮
發性，因此一次定入後，即使不用CPU也仍然可以獨立使用。DS1612傳感器溫度測量原理和精度：在芯片上分别設置了一個振蕩頻率溫度系數較大的振蕩器（OSC1）和一個溫度系數較小的振蕩器（OSC2）。在溫度較低時，由于OSC2的開門時間較短，因此溫度測量計數器計數值（n）較小；而當溫度較高時，由于OSC2的開門時間較長，其計數值（m）增大。如果在上述計數值基礎上再加上一個同實際溫度相差的校正數據，就可以構成一個高精度的數字溫度傳感器。該公司将這個校正值定入芯片中的不揮發存儲器中，這樣傳感器輸出的數字量就可以作為實際測量的溫度數據，而不需要再進行校準。它可測量的溫度範圍為-55℃~+125℃，在0℃~+70℃範圍内，測量精度為±0.5℃，輸出的9位編碼直接與溫度相對應。DS1621同外部電路的控制信号和數據的通信是通過雙向總線來實現的，由CPU生成串行時鐘脈沖（SCL），SDA是雙向數據線。通過地址引腳A0、A1、A2将8個不同的地址分配給各器件。通過設定寄存器來設置工作方式，并對工作狀态進行監控。被測的溫度數據被存儲在溫度傳感器寄存器中，高溫（TH）和低溫（TL）阈值寄存器存儲了恒溫器輸出（Tout）的阈值。現在，各種集成的溫度傳感器的功能越來越專業化。比如，MAXIM公司近期推出的MAX1619是一種增強型精密遠端數字溫度傳感器，能夠監測遠端P-N結和其自身封裝的溫度。它具有雙報警輸出：ALERT和overt。ALERT用于指示各傳感器的高/低溫狀态，OVERT信号等價于一個自動調溫器，在遠端溫度傳感器超上限時觸發，MAX1619與MAX1617A完全軟件兼容，非常适合于系統關斷或風扇控制，甚至在系統“死鎖”後仍能正常工作。美國達拉斯半導體公司的DS1615是有記錄功能的溫度傳感器。器件中包含實時時鐘、數字式溫度傳感器、非易失性存儲器、控制邏輯電路以及串行接口電路。數字溫度傳感器的測量範圍為-40℃~+85℃，精度為±2℃，讀取9位時的分辨率是0.03125℃。時鐘提供的時間從秒至年月，并對到2100年以前的閏年作了修正。電源電壓為2.2V~5.5V，8腳SOIC封裝。DS17775是數字式溫度計及恒溫控制器集成電路。其中包含數字溫度傳感器、A/D轉換器、數字寄存器、恒溫控制比較器以及兩線串行接口電路。供電電壓在3V至5V時的測量溫度精度為±2℃，讀取9位時的分辨率是0.5℃，讀取13位時的分辨率是0.03125℃。
發展趨勢
現代信息技術的三大基礎是信息采集(即傳感器技術)、信息傳輸(通信技術)和信息處理(計算機技術)。傳感器屬于信息技術的前沿尖端産品，尤其是溫度傳感器被廣泛用于工農業生産、科學研究和生活等領域，數量高居各種傳感器之首。溫度傳感器的發展大緻經曆了以下三個階段；(1)傳統的分立式溫度傳感器(含敏感元件)；(2)模拟集成溫度傳感器／控制器；(3)智能溫度傳感器。國際上新型溫
度傳感器正從模拟式向數字式、由集成化向智能化、網絡化的方向發展。在20世紀90年代中期最早推出的智能溫度傳感器，采用的是8位A/D轉換器，其測溫精度較低，分辨力隻能達到1°C。國外已相繼推出多種高精度、高分辨力的智能溫度傳感器，所用的是9~12位A/D轉換器，分辨力一般可達0.5~0.0625°C。由美國DALLAS半導體公司新研制的DS1624型高分辨力智能溫度傳感器，能輸出13位二進制數據，其分辨力高達0.03125°C，測溫精度為±0.2°C。為了提高多通道智能溫度傳感器的轉換速率，也有的芯片采用高速逐次逼近式A/D轉換器。以AD7817型5通道智能溫度傳感器為例，它對本地傳感器、每一路遠程傳感器的轉換時間分别僅為27us、9us。進入21世紀後，智能溫度傳感器正朝着高精度、多功能、總線标準化、高可靠性及安全性、開發虛拟傳感器和網絡傳感器、研制單片測溫系統等高科技的方向迅速發展。目前，智能溫度傳感器的總線技術也實現了标準化、規範化，所采用的總線主要有單線(1-Wire)總線、I2C總線、SMBus總線和spI總線。溫度傳感器作為從機可通過專用總線接口與主機進行通信。
溫度補償
溫度傳感器正向單片集成化的方向發展。但目前在測量較高溫度時,集成溫度傳感器還不能取代傳統的熱電偶。熱電偶測量溫度時應進行冷端溫度補償。由于集成溫度傳感器測溫精度高、線性和一緻性好及外圍電路簡單,應用其實現熱電偶冷端溫度的自動補償效果好。下面分别介紹了幾種應用新型集成溫度傳感器的熱電偶冷端溫度補償電路及校準方法。熱電偶是溫度測量儀表中常用的測溫元件，它直接測量溫度，并把溫度信号轉換成熱電動勢信号，通過電氣儀表(二次儀表)轉換成被測介質的溫度。各種熱電偶的外形常因需要而極不相同，但是它們的基本結構卻大緻相同，通常由熱電極、絕緣套保護管和接線盒等主要部分組成，通常和顯示儀表、記錄儀表及電子調節器配套使用。
耐磨阻漏熱電偶在熱電偶内部采用卡死偶絲，徹底防止漏油或漏氣。适用于生産現場存在高耐磨固體顆粒或流體，是煉油廠不可缺少的測溫裝置。
工業用隔爆熱電偶是一種溫度傳感器，在化學工業自控系統中應用極廣，通過溫度傳感器，可将控制對象的溫度參數變成電信号，傳遞給顯示、記錄和調節儀，對系統施行檢測、調節和控制。在化工廠，生産現場常伴有各種易燃、易爆等化學氣體、蒸汽，如果使用普通的熱電偶非常不安全，極易引起環境氣體爆炸。因此，在這些場合必須使用隔爆熱電偶作溫度測量.
多點熱電偶:适用于生産現場存在溫度梯度不顯著，須同時測量多個位置或單個位置的多處測量。多點熱電偶廣泛應用于大化肥合成塔、存儲罐等裝置中。
溫度傳感器的類型如何判定
首先，必須選擇傳感器結構，使敏感元件規定測量時間之内達到所測流體或被測表面溫度。溫度傳感器輸出僅僅敏感元件溫度。實際上，要确保傳感器指示溫度即所測對象溫度，常常很困難。
容器中流體溫度般用熱電偶或熱電阻探頭測量，但當整系統使用壽命比探頭預計使用壽命長得多時，或者預計會相當頻繁拆卸出探頭以校準或維修卻能容器上開口時，容器壁上安裝永久性熱電偶套管。用熱電偶套管會顯著延長測量時間常數。當溫度變化很慢且熱導誤差很小時，熱電偶套管會影響測量精确度，但如果溫度變化很迅速，敏感元件跟蹤上溫度迅速變化，且導熱誤差又能增加時，測量精确度就會受到影響。因此要權衡考慮維修性和測量精度這兩因素。
熱電偶或熱電阻探頭全部材料都應與能和它們接觸流體适應。使用裸露元件探頭時，必須考慮與所測流體接觸各部件材料（敏感元件、連接引線、支撐物、局部保護罩等）适應性，使用熱電偶套管時，隻需要考慮套管材料。
電阻式熱敏元件浸入液位變送器體及多數氣體時，通常密封，至少要塗層，裸露電阻元件能浸入導電或污染流體中，當需要其快速響應時，将它們用于幹燥空氣和限幾種氣體及某些液位變送器體中。電阻元件如用停滞或慢速流動流體中，通常需某種殼體罩住以進行機械保護。
當管子、導管或容器能開口或禁止開口，因能使用探頭或熱電偶套管時，通過外壁鉗夾或固定表面溫度傳感器方法進和測量。确保合理測量精度，傳感器必須與環境大氣熱隔離并與熱輻射源隔離，且必須通過傳感器适當設計與安裝使壁對敏感元件熱傳導達到到最佳狀态。
溫度傳感器簡單測量誤差方法
每個傳感器都會有其不同的測量方法，而溫度傳感器單獨使用進行測量的方法是，把傳感器置于溫度恒定的環境中，測定溫度傳感器在不同的溫度值下顯示的溫度和準确溫度之間的誤差。需要注意的是，除了要單獨測量溫度傳感器的誤差，還要檢測一下傳感器的配合部分的誤差，不同的環境，不同的焊接方法，不同的接線方式，都會導緻有一定的誤差，這些其它誤差需要把它排除。就是把傳感器和積算器同時測量，這樣就需要根據不同的積算器的設計原理使用相應的測量方法，兩種測量方法測得的誤差結合就可以得到溫度傳感器的正确誤差，公式需要根據你不同的需求，得出最符合你現況的測量誤差的方法。
如果要進行可靠的溫度測量，首先就需要選擇正确的溫度儀表，也就是溫度傳感器。其中熱電偶、熱敏電阻、鉑電阻(RTD)和溫度IC都是測試中最常用的溫度傳感器。
主要類型
一、刺入（浸入）式探頭。這種探頭主要用來測量液體和固體的溫度，探頭的前端設計成針狀，以便刺入。在使用過程中，假如探頭的溫度比實際測量物體的溫度低，由能量守恒原理有，熱能會從被測物體傳導到探頭上面；假如探頭的溫度比實際測量物體的溫度高，這時熱能則從探頭傳導到待測物體上面。此時，待測物體将被加熱升溫，所測得的溫度是加溫之後的物體溫度。這種情況下就必須考慮探頭與介質的比值，原因在于探頭與介質的比值越好，更能精準的測得物體獲取的能量，減小測量所産生的誤差。我們要明确儀器測量的溫度數值不是介質的溫度,而是傳感器的溫度。減小測量誤差的方式主要有：确保刺入或浸入的深度為探頭直徑的10到15倍；當待測介質為液體時，要盡量使其處于靜止狀态。
二、空氣溫度探頭。這種探頭主要用于空氣溫度的測量，比如冷庫、冷櫃、空調室、通風場所等等，探頭裸露于空氣之中，所以很容易受氣流擾動的影響，最好的解決方法是在氣流為2-3m/s時，順流輕移到探頭上面，使溫度達成平衡穩定。
三、表面探頭。這種探頭主要用于物體表面溫度的測量。使用的時候探頭的前端得垂直于被測物體，和待測物體緊密接觸。必須注意的是探頭與被測物的接觸面都必須平坦，否則容易引起測量誤差。
我們在設計溫度傳感器的時候，需有針對性的選擇探頭類型，設計出各種不同類型的産品，适用于多種場合。在使用的時候，要依據探頭類型，合理的選擇測量的方式，減小測量誤差。
工作原理
溫度傳感器有四種主要類型：熱電偶、熱敏電阻、電阻溫度檢測器（RTD）和IC溫度傳感器。IC溫度傳感器又包括模拟輸出和數字輸出兩種類型。
1.熱電偶的工作原理
當有兩種不同的導體和半導體A和B組成一個回路，其兩端相互連接時，隻要兩結點處的溫度不同，一端溫度為T，稱為工作端或熱端，另一端溫度為TO，稱為自由端(也稱參考端)或冷端，則回路中就有電流産生，即回路中存在的電動勢稱為熱電動勢。這種由于溫度不同而産生電動勢的現象稱為塞貝克效應。與塞貝克有關的效應有兩個：其一，當有電流流過兩個不同導體的連接處時，此處便吸收或放出熱量(取決于電流的方向)，稱為珀爾帖效應；其二，當有電流流過存在溫度梯度的導體時，導體吸收或放出熱量(取決于電流相對于溫度梯度的方向)，稱為湯姆遜效應。兩種不同導體或半導體的組合稱為熱電偶。熱電偶的熱電勢EAB(T，T0)是由接觸電勢和溫差電勢合成的。接觸電勢是指兩種不同的導體或半導體在接觸處産生的電勢，此電勢與兩種導體或半導體的性質及在接觸點的溫度有關。溫差電勢是指同一導體或半導體在溫度不同的兩端産生的電勢，此電勢隻與導體或半導體的性質和兩端的溫度有關，而與導體的長度、截面大小、沿其長度方向的溫度分布無關。無論接觸電勢或溫差電勢都是由于集中于接觸處端點的電子數不同而産生的電勢，熱電偶測量的熱電勢是二者的合成。當回路斷開時，在斷開處a，b之間便有一電動勢差△V，其極性和大小與回路中的熱電勢一緻。并規定在冷端，當電流由A流向B時，稱A為正極，B為負極。實驗表明，當△V很小時，△V與△T成正比關系。定義△V對△T的微分熱電勢為熱電勢率，又稱塞貝克系數。塞貝克系數的符号和大小取決于組成熱電偶的兩種導體的熱電特性和結點的溫度差。
目前，國際電工委員會（IEC）推薦了8種類型的熱電偶作為标準化熱電偶，即為T型、E型、J型、K型、N型、B型、R型和S型。
2、熱電阻的工作原理
導體的電阻值随溫度變化而改變，通過測量其阻值推算出被測物體的溫度，利用此原理構成的傳感器就是電阻溫度傳感器，這種傳感器主要用于-200—500℃溫度範圍内的溫度測量。純金屬是熱電阻的主要制造材料，熱電阻的材料應具有以下特性：①電阻溫度系數要大而且穩定，電阻值與溫度之間應具有良好的線性關系。
②電阻率高，熱容量小，反應速度快。
③材料的複現性和工藝性好，價格低。
④在測溫範圍内化學物理特性穩定。
目前，在工業中應用最廣的鉑和銅，并已制作成标準測溫熱電阻
3、紅外溫度傳感器
在自然界中,當物體的溫度高于絕對零度時，由于它内部熱運動的存在,就會不斷地向四周輻射電磁波，其中就包含了波段位于0.75～100μm的紅外線，紅外溫度傳感器就是利用這一原理制作而成的。
SMTIR9901/02是荷蘭Smartec Company生産的一款現在市場上應用比較廣的紅外傳感器，它是基于熱電堆的矽基紅外傳感器。大量的熱電偶堆集在底層的矽基上，底層上的高溫接點和低溫接點通過一層極薄的薄膜隔離它們的熱量，高溫接點上面的黑色吸收層将入射的放射線轉化為熱能，由熱電效應可知，輸出電壓與放射線是成比例的，通常熱電堆是使用BiSb和NiCr作為熱電偶。此外，SMT9902sil内部嵌入以Ni1000溫度傳感器和一小視角的矽濾片，使得測量溫度更加的準确。因為紅外輻射特性與溫度相關，可以使用不同的濾鏡來測量不同的溫度範圍。成熟的半導體工藝是産品小型化，低成本化。為了滿足某些應用，紅外傳感器開口視角可以設計成小至7°。
4、模拟溫度傳感器
常見的模拟溫度傳感器有LM3911、LM335、LM45、AD22103電壓輸出型、AD590電流輸出型。
AD590是美國模拟器件公司的電流輸出型溫度傳感器，供電電壓範圍為3~30V，輸出電流223μA（-50℃）~423μA（+150℃），靈敏度為1μA/℃。當在電路中串接采樣電阻R時，R兩端的電壓可作為輸出電壓。注意R的阻值不能取得太大，以保證AD590兩端電壓不低于3V。AD590輸出電流信号傳輸距離可達到1km以上。作為一種高阻電流源，最高可達20MΩ，所以它不必考慮選擇開關或CMOS多路轉換器所引入的附加電阻造成的誤差。适用于多點溫度測量和遠距離溫度測量的控制。
5、邏輯輸出型溫度傳感器
設定一個溫度範圍，一旦溫度超出所規定的範圍，則發出報警信号，啟動或關閉風扇、空調、加熱器或其它控制設備，此時可選用邏輯輸出式溫度傳感器。LM56、MAX6501-MAX6504、MAX6509/6510是其典型代表。
LM56是NS公司生産的高精度低壓溫度開關，内置1.25V參考電壓輸出端。最大隻能帶50μA的負載。電源電壓從2.7~10V，工作電流最大230μA，内置傳感器的靈敏度為6.2mV/℃，傳感器輸出電壓為6.2mV/℃×T+395mV。
6、數字式溫度傳感器
它采用矽工藝生産的數字式溫度傳感器，其采用PTAT結構，這種半導體結構具有精确的，與溫度相關的良好輸出特性。PTAT的輸出通過占空比比較器調制成數字信号，占空比與溫度的關系如下式：DC=0.32+0.0047*t，t為攝氏度。輸出數字信号故與微處理器MCU兼容，通過處理器的高頻采樣可算出輸出電壓方波信号的占空比，即可得到溫度。該款溫度傳感器因其特殊工藝，分辨率優于0.005K。
測量溫度範圍-45到130℃，故廣泛被用于高精度場合。JCJ105數字溫度變送器采用智能數字電路處理，直接接收高性能數字溫度傳感器，産品具有LCD顯示、數字通訊、模拟輸出等諸多功能，可以方便地與上位機、PLC、智能儀表配套使用。
技術參數：
工作電源、輸出信号：
1、24VDC/AC--2、12VDC/AC（0～5V）輸出
1、24VDC/AC--（0～10V）輸出
1、24VADC--三線制（4～20）mA
1、24VDC/AC--2、12VDC/AC--RS232或RS485
輸入信号：高性能溫度傳感器DS18B20
最大測溫範圍：-55℃～+125℃
測量精度：±0.5℃（-10℃～+85℃）
顯示方式：LCD顯示
産品選型：
溫度傳感器。
變送器結構形式：
1、一體式結構即傳感器内置于變送器内部，測溫範圍在-20-60℃内。
2、分體式結構即傳感器在變送器外部，通過線纜與變送器連接，溫度傳感器可選擇各種封裝形式溫度探頭。
默認是JCJ100TWD數度溫度傳感。
測量範圍大于-20-60℃時采用分體式結構。
變送器外形：120×80×42mm
變送器工作環境：
溫度：-20～60℃相對濕度：5～90%RH(無凝露)
接線示意圖及外形尺寸圖：
應用場合：
JCJ105數字溫度變送器廣泛應用于如樓宇、機房、檔案館、圖書館、生産車間、暖通空調、倉儲、工業自動化、
農業、環境監測等溫度測量。
7、智能移動溫濕度監測器
産品簡介：
随着傳感技術和自動化控制技術的不斷進步，促使各行各業都在發生着日新月異的變化。伴随着網絡技術的發展，實現了遠程通訊和監控，不過這些監控設備多以設計相對複雜、投入較大而且不宜移動而不能廣泛的推廣和應用。有沒有和現在的無線移動通訊技術相結合，功能實用且易于普及的經濟型監測設備呢？
答案是肯定的。經過不懈努力，将無線移動技術和溫濕度傳感技術完美地融合在一起，率先推出智能移動溫濕度監測器。智能移動溫濕度監測器，采用目前使用率最高的手機短信互動的形式為用戶提供最及時的監測信息。智能移動溫濕度監測器内部設有信息處理和通訊功能，通過給内置一張GSM手機卡（暫不支持CDMA）來實現信息互動功能。不管您身在何處，隻要移動網絡覆蓋到的地方，就能無線監測現場的溫濕度。
用戶可以短信的形式向發送查詢命令，或寫入報警參數，一旦監測到溫度或濕度出現異常，就會第一時間(網絡正常情況下,反應時間小于10秒鐘）向您發送最有價值的監測信息，當異常解除後，同樣會發送如"報警解除”或“設備運行正常”等形式的信息給用戶。除了可以提供最實效性的測量信息外，也可以根據用戶的指令遙控現場的控制設備，如空調、加濕機,除濕機的啟、停，其實您的手機除了一部移動電話外，這時還是一部遙控器。
名詞說明：
1、超級管理員：這是針對“普通管理員”而言，作為超級管理員，用戶可以對進行随意設置，如報警值,設備位置信息、單位、型号；授權普通管理員的手機号碼（最多3個普通管理員），每台隻設超級管理員一個。
2、普通管理員：經過超級管理員授權的手機就是普通管員。普通管理員可以自動接收來自的監測數據,同時也可以發送查詢指令來獲取實時的監測信息。普通管理員不可以更改内部的參數，普通管理員最多是3個,它可以是三個号碼也可以是同一個号碼，這完全取決于“超級管理員”如何授權。
裝置檢定
溫度傳感器檢定規程：
1、《JJG229-2010工業鉑、銅熱電阻檢定規程》
2、《JJG833-2007标準組鉑铑10-鉑熱電偶檢定規程》
3、《JJG141-2000工作用貴金屬熱電偶檢定規程》
4、《JJG351-1996工作用廉金屬熱電偶檢定規程》
5、《JJG368-2000工作用銅-銅鎳熱電偶檢定規程》
溫度傳感器溫度傳感器檢定标準技術及指标：
1、測量準确度：0.01級;分辨率0.1uV和0.1mΩ；
2、掃描開關寄生電勢：≤0.4μV；
3、溫度範圍：水槽：(室溫+5~95)℃油槽：(95~300)℃低溫恒溫槽：(-80~100)℃高溫爐：(300~1200)℃；
4、控溫穩定度：優于0.01℃/10min(油槽、水槽、低溫恒溫槽);0.2℃/min(管式檢定爐)；
5、總不确定度：熱電偶檢定，測量不确定度優于0.7℃，重複性誤差<0.25℃;熱電阻檢定測量不确定度優于50mk，重複性誤差<10mk；
6、檢定數量：一次可同時檢熱電偶(1-8)支，一次可同時檢同線制熱電阻(1-7)支；
7、工作電源：AC220V±10%，50Hz，并有良好保護接地；
8、高溫爐功率：約2KW；
9、恒溫槽功率：約2KW；
10、微機測控系統功率：<500。
溫度傳感器檢定裝置功能和特點：
1、檢定K、E、J、N、B、S、R、T等多種型号的工作用熱電偶；
2、檢定Pt100、Pt10、Cu50、Cu100等各種工作用熱電阻，玻璃液體溫度計、壓力式溫度計、雙金屬溫度計；
3、多路低電勢自動轉換開關，寄生電勢≤0.4μV；
4、控制1-4台高溫爐；
5、溫場測試：可進行檢定爐、油槽、水槽、低溫恒溫槽的溫場測試；
6、線制轉換：可進行二線制、三線制、四線制電阻檢定；
7、軟件具有比對實驗、重複性實驗、溫場實驗等相關實驗功能；
8、在Windows2000/XP以上平台，全中文界面，标準Windows操作系統，方便快捷。可實現：
1）設備自檢、查線；
2）屏幕顯示并保存控溫曲線≤0.4μV；
3）檢測數據自動采集；
4）自動生成符合要求的檢定記錄；
5）自動保存檢定結果，且不可人工更改；
6）查詢各種熱電偶、熱電阻分度表及其它幫助；
7）熱電偶、熱電阻所有曆史檢定數據、控溫曲線查詢統計及計量的智能化管理功能。
發展趨勢
近年來，随着智能手機、平闆電腦等移動設備的迅速發展，其中内置的微機電系統(MEMS)的比例越來越高。“目前，我們公司的傳感器每年的出貨量已經超出了幾千萬片，全球業務增長幅度近年來都在40%左右。”總部位于瑞士的深圳盛思銳(Sensirion)公司總經理Paul Chia表示，作為全球領先的傳感器制造商，盛思銳公司早在八年前就已經進入中國市場，并向中國廠商推廣溫濕度傳感器。
“我們的産品在中國市場主要分三大應用：第一是安防監控；第二是節能，普遍應用到家電，汽車等領域；第三則是舒适度，主要應用于消費類電子産品領域。”在2009年，盛思銳公司推出了一款當時世界上最小的數字濕度和溫度傳感器——SHT21，引起市場廣泛關注。
一直以來，盛思銳在推廣溫濕度傳感器的過程中，都非常注重于宣傳舒适度概念。“之前的客戶隻有溫度的概念，而沒有濕度概念。其實相對濕度是與溫度密切相關的，隻有對同一測量點的濕度和溫度進行數據采集，才能保證相對濕度的準确性。”Paul Chia表示，人體對空氣濕度的舒适感應空間較窄，因此需要通過感應器來感知濕度，随時補充或降低水分。
在2009年，盛思銳公司推出了一款當時世界上最小的數字濕度和溫度—SHT21，引起市場廣泛關注。盛思銳是業内第一家将溫、濕度傳感器集成到一起的廠商。“我們不僅僅是提供一個感應器，而是把溫度補償和标定數據都集成在一個電路裡面。我們的溫濕度傳感器在出廠前都經過完全标定，客戶隻需将其跟單片機通訊就可以直接采集到數據。
”據介紹，溫濕度傳感器作為電子技術和物理化學原理的複合技術，硬件因素隻占其中50%，另一個重要因素則是标定。如果要保證測出來的值是準确的，則需要保證每次檢測的标定值永遠在一個固定範圍内，這是非常難做到的。一般來說，由于标定需要大量的數據來測試，隻有産品出貨量越大，産品穩定性才會越好。“由于一些小型IC廠商出貨量較小，所以很難保證測量數據的穩定性和精準度”。
據了解，溫濕度感應器目前主要分為電阻式、電容式兩種，相對來說電容式的精準度比較好，感應速度非常快，但是在水分的侵蝕下容易氧化。由于盛思銳采用了獨特的的電極分布和鍍膜技術，使得感應器不僅不會氧化，還能很快吸收水分子。“基本上每一個廠家的濕度傳感器都存在一個問題，進水容易損壞。
我們的傳感器在水分蒸發後可以迅速還原，電阻式傳感器無法做到這一點。”針對手機市場，應用匮乏成普及最大阻礙Paul Chia認為，未來的傳感器市場尤其是在消費電子及物聯網等領域擁有廣闊前景。當然在具體應用中，也面臨一些需要解決的問題，“物聯網方面，客戶希望一塊紐扣電池可以為傳感器供電達4年之久，另外多種傳感器的組網和無線傳輸方式也是一個問題。”但在手機行業的市場推廣過程中，Paul Chia意識到，阻礙智能手機廠商采用溫濕度傳感器的主要原因，可能并非來自傳感器本身。“我們的産品能提供溫濕度參數，但是怎樣使其轉化為手機用戶的有利信息？”在日本，針對溫濕度傳感器的應用開發已經走在了前列。
盛思銳的溫濕度傳感器已被應用于日本某知名品牌手機當中。筆者猜測，相關數據可能會被NTT、DOCOMO等運營商賣給氣象台或商家來進行分析。在中國，包括海爾、聯想在内的手機廠商也開始了一些嘗試，針對農村市場已經推出了可以顯示溫濕度的手機，可以幫助農民更便捷地了解氣候變化。“未來我們還可能在一些針對老人的手持設備中加入溫濕度傳感器，提醒他們及時補充水分和調節空間溫濕度。”在消費電子領域，溫濕度傳感器的傳統應用是天氣預報以及室内監測，例如盛思銳三年前在香港做的“weatherstation”，通過一個顯示屏顯示日期、時間、溫度和濕度。手機中如果僅僅集成這種應用，消費者是否願意為增加的成本買單？“在接觸國内手機客戶的過程中，他們對我們的産品其實很看好，唯一的疑問是手機還缺少相關應用。
很遺憾的是，如果沒有大型國際品牌手機廠商先使用，國内二、三線手機廠是不會貿然嘗試的。”Paul Chia透露，近段時間他基本上遍訪了國内排名前十位的智能手機廠商及IDH公司，但是最終還是确定先與日韓和歐美的幾家國際品牌廠商開始合作。他同時表示，随着Windows 8、Android 4.0增加了對于溫濕度傳感器的API支持，相關的第三方應用開發者将可以在此基礎上開發大量的應用軟件。而一旦幾家國際公司率先應用，将很快在國内形成更加完善的生态系統。
當然，如果要針對中國手機市場，成本是不得不考慮的一個因素，目前溫濕度傳感器在成本上仍然過高。“我們也意識到手機行業很多時候‘興奮點’在1美金以下，而目前業界同樣産品的價格還達不到興奮點，所以我們也在研發一些體積較小、功耗較小、成本較低的産品。”Paul Chia表示，用于消費類電子産品上的傳感器精度可能并不需要達到那麼高，他認為5%濕度精度、0.5℃溫度精度已經可以滿足客戶需求。随着傳感器價格的持續降低，相信未來不隻是高端手機，包括中、低端的智能手機都會考慮加入這一功能。
