摘要：
近年来，中国工业现代化进程和电子信息产业的持续快速发展，推动了传感器市场的快速崛起。温度传感器是一类重要的传感器，占传感器总需求量的40%以上。温度传感器是一种半导体器件，利用NTC电阻随温度变化的特点，将非电物理量转化为电量，从而实现精确的温度测量和自动控制。温度传感器广泛应用于温度测量和控制、温度补偿、流量和风速测量、液位指示、温度测量、紫外和红外测量、微波功率测量等领域，广泛应用于彩电领域。电脑彩色显示，开关电源，热水器，冰箱，厨房设备，空调，汽车等领域。近年来，汽车电子和消费电子行业的快速增长推动了中国对温度传感器需求的快速增长。
关键词：温度传感器；发展现状；应用
目录
一、温度传感器的发展现状............................................ 3
二、温度传感器的原理 ............................................ 4 （一）热电偶温度传感器原理 ...................................... 4 （二）金属热电阻温度传感器原理 .................................. 4 （三）集成温度传感器原理 ........................................ 4 三、温度传感器的应用................................................ 5
（一）在汽车中的应用 ............................................ 5 （二）在家用电器中的应用 ........................................ 5 （三）生物医学中的应用 .......................................... 6 （四）工业中的应用 .............................................. 6 （五）太空中的应用 .............................................. 6 四、结论............................................................ 6 参考文献............................................................ 8
一、温度传感器的发展现状
温度传感器是通过物体随温度变化而改变某种特性来间接测量的[1]。不少材料、元件的特性都随温度的变化而变化，所以能作温度传感器的材料相当多。温度传感器随温度而引起物理参数变化的有：膨胀、电阻、电容、而电动势、磁性能、频率、光学特性及热噪声等等。随着生产的发展，新型温度传感器还会不断涌现。
由于工农业生产中温度测量的范围极宽，从零下几百度到零上几千度，而各种材料做成的温度传感器只能在一定的温度范围内使用。温度是一个和人们生活环境有着密切关系的物理量，也是一种在生产、科研、生活中需要测量和控制的重要物理量，是国际单位制七个基本量之一。其测量控制一般产用各式各样形态的温度传感器。
表1.1当前市面上温度传感器分类统计表[2]
测量范围
中温用 低温用 极低温用 分类 超高温用 中高温用
特征 1500℃以上 1000℃-1500℃ 500℃-1000℃ -250℃-0℃ -270℃--250℃
现如今，在集成数字智能温度传感器领域，国内相关的设计和研究尚处于交际处的阶段。目前市场上流行的同类温度传感器诸如DS18B20，AD7416，AD7417，AD7418，AD590等F，大国都是出自国外一些比较大的公司。就目前来说，国内的很多公司往往温度传感器产品比较少，并且已申请到的相关专利也非常少，处理厦门大学等高校申请专利外，还有香港应用科技研究院、苏州纳芯微电子、背景中电华大电子设计、上海贝岭等少数研究机构或企业的专利，虽然其专利名称比较大，但是技术涉及点并不全面。因此，在集成数字温度传感器方面，我国尚有较大的发展空间。
光学高温计、辐射传感器、热电 晶体管、热敏电阻、压力式玻璃温度计
BaSrTi03陶瓷 传感器名称 光学高温计、辐射传感器 光学高温计、辐射传感器、热电偶
二、温度传感器的原理
温度是一种表征物体冷热程度的物理量，而温度传感器就是将物体的冷热程度转换为便于测量的物理参数进而对温度进行间接测量的仪器[3]。温度传感器的结构如下图所示，主要由感温元件和温度显示两部分组成，感温元件主要用于感受温度并将其转换为电信号等易于测量的物理参数，经过处理电路将其转换为相应的温度并显示出来。这是温度传感器工作的大致原理，下面小编就为大家详细介绍一下热电偶温度传感器、金属热电阻温度传感器和集成温度传感器的工作原理。
图1.1温度传感器组成框图
（一）热电偶温度传感器原理
热电偶温度传感器主要利用的是热电效应，其由两种不同材料的导体构成，这两种导体接触时构成一个闭合回路，由于两种材料的接触点温度不同使得回路中产生电动势，热电偶温度传感器便是根据此电动势的大小来判断温度的。热电偶温度传感器结构简单、使用方便、测温范围宽、精确度高、稳定性高，在温度测量这个行业中具有广泛的应用。
（二）金属热电阻温度传感器原理
金属热电阻温度传感器又称为热电阻传感器，主要由电阻体、绝缘管、保护套管、引线和接线盒等组成，其中电阻体采用的是热敏电阻，其电阻阻值大小随温度大小的变化而变化，进而可以将电阻阻值的变化反向转换为温度的大小进而显示出来。
（三）集成温度传感器原理
集成温度传感器，顾名思义是将温度传感器集成在一块很小的硅片上，由于其集成度很高，通常使用的感温元件是PN结，PN结不耐高温，因此集成温度传感器通常测量150℃以下的温度，但PN结可将温度变化转换为电流量、电压量、频率量等多种物理参数，这是较其他类型温度传感器而言优势一般的存在，因此
集成温度传感器应用也很广泛[4]。
三、温度传感器的应用
温度传感器是五花八门的各种传感器中最为常用的一种，现代的温度传感器外形非常得小，这样更加让它广泛应用在生产实践的各个领域中，也为人们的生活提供了无数的便利和功能。接下来，小编就带大家去了解一下温度传感器的应用以及它的应用领域。
（一）在汽车中的应用
车用传感器是汽车电子设备的重要组成部分，担负着信息收集的任务。在汽车电喷发动机系统、自动空调系统中，温度是需测量和控制的重要参数之一[5]。发动机热状态的测量、气体及液体温度的测量，都需要温度传感器来完成。因而车用温度传感器是比不可少的。
图31冷却水温度传感器
图3.2进气压力温度传感器
（二）在家用电器中的应用
温度传感器广泛应用于家用电器（微波炉、空调、油烟机、吹风机、烤面包
机、电磁炉、炒锅、暖风机水箱、冷柜、热水器、饮水机、洗碗机、消毒柜、洗衣机、烘干机以及中低温干燥箱、恒温箱等场合的温度测量与控制等）、医用/家用体温计，便携式非接触红外温度测温仪等等许多方面。
图3.3两种常见的家用电器温度传感器
（左：微波炉的温度传感器、右：冰箱的温度传感器）
（三）生物医学中的应用
生物医学的应用必须使用特殊的温度传感器，其中最重要的特性是要求低功耗、长期稳定性好、可靠性高以及在32~44℃之间，精确度小于0.1℃[6]。
（四）工业中的应用
集成温度传感器在自动化应用和微生物体热检测应用已有报道，尽管它们的特性和需求根据每个特殊的应用而变化非常大.对于低成本、长期稳定性和可靠性、强大的数字接口以及通信系统等这些特殊的应用需求，目前的智能温度传感器都可满足。
（五）太空中的应用
热敏电阻以及硅PN结已经使用于太空温度测量。利用分立的模拟和数字接口电路从感测元件读取温度信息对于低成本、低质量的使用情况越来越不适用.尤其在微米/纳米卫星中更难满足需要。具有数字输出功能的智能温度传感器可应用于未来的卫星设计中.并能传送与微处理器兼容的数字信息。
四、结论
温度传感器的市场份额大大超过了其他的传感器。从17世纪初人们开始利用温度进行测量。在半导体技术的支持下，本世纪相继开发了半导体热电偶传感器、PN结温度传感器和集成温度传感器。两种不同材质的导体，如在某点互相连接在一起，对这个连接点加热，在它们不加热的部位就会出现电位差。这个电
位差的数值与不加热部位测量点的温度有关，和这两种导体的材质有关。这种现象可以在很宽的温度范围内出现，如果精确测量这个电位差，再测出不加热部位的环境温度，就可以准确知道加热点的温度。由于它必须有两种不同材质的导体，所以称之为“热电偶”。不同材质做出的热电偶使用于不同的温度范围，它们的灵敏度也各不相同。热电偶传感器有自己的优点和缺陷，它灵敏度比较低，容易受到环境干扰信号的影响，也容易受到前置放大器温度漂移的影响，因此不适合测量微小的温度变化。由于热电偶温度传感器的灵敏度与材料的粗细无关。
参考文献
[1]李超.新型光纤模式干涉仪传感特性及复合参数测量的研究[D].北京交通大学,2017.
[2]尹彬.新型窄线宽光纤激光器与光纤传感器的研究[D].北京交通大学,2016. [3]秦旭辉.光纤光照度与温度传感器的研究[D].山东建筑大学,2016.
[4]李冠阳.基于DS18B20的温度梯度—厚度冰情检测传感器的设计与应用研究[D].太原理工大学,2015.
[5]杨龙.多路温湿度传感器采集系统及便携式显示终端设计[D].南京信息工程大学,2017.
[6]朱杰.智能温度传感器的研究[D].中北大学,2015.
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