常用的模拟温度传感器

市场上的温度传感器林林总总，每种传感器都有哪些特性呢，我们怎么去挑选合适的传感器呢？温度传感器分为两大类：数字类和模拟类，它们有着各自的优势和应用场合。下面将带领大家认识几种常见的模拟温度传感器。

采用各种不同与温度有关的材料特性，可提供多种温度测量系统，常用的模拟温度传感器有：

• NTC热敏电阻

• 铂电阻

• 热电偶

• 整体硅器件

若论“哪种传感器”，通常谈不上，每种传感器都自己的适当用途。热敏电阻，具有最宽广的电阻和尺寸选择范围，但属于非线性，具有负温度系数。热电偶可在赤热及以上的温度范围内工作，但其输出低，因而要求特别的调节，包括冷接点补偿。铂传感器是最线性的，但局限于低的电阻值。硅传感器具有正温度系数，其α值2倍于铂类传感器，但是电阻值较高，温度上限为150℃。4种类型各不相同，难以比较，下面将对每种传感器的特点进行说明。

1) NTC热敏电阻

它们通常由2或3种金属氧化物组成，混合在类似流行的粘土中，并在高温炉内锻烧成致密的烧结陶瓷。当温度在较常见的范围时，热激发会抛出越来越多的自由电子。随着许多电子载流通过陶瓷，有效阻值则降低。

热敏电阻随温度的变化极为灵敏。典型变化为每摄氏度减少7%至3%。这对适合宽温度范围内使用的任何传感器来说是的。额定室温电阻取决于基本材料的电阻率，大小和几何形状，以及电极的接触面积。厚而窄的热敏电阻具有相对高的电阻，而形状是薄而宽的则具有较低电阻。实际尺寸也十分灵活，它们可小至0.01英寸或很小的直径。尺寸几乎没有限制，但通常适用半英寸以下。

2) 铂电阻

金属随温度变化的电阻特性正好与热敏电阻相反。在零度时，所有金属都是良好的导体。通过金属晶格的电子是无电阻的。当温度上升时，原子的热激发(振动)逐步破坏了电子平稳的流动。更高温度会产生更高的热激发状态，对电流产生较大电阻。

随温度变化的电阻增加是接近线性的增加。所有金属随温度的变化遵循大致相同的相互关系。选择铂是由于其化学稳定性和所需要的物理性质，例如低的内应力。制作100欧姆的线绕铂电阻存在一些困难，线必须拉制成十分长而细以取得平均100欧姆相对较高的电阻。然后将细线绕在配有一些连接引线手段的绝缘陶瓷杆或管上。100欧姆值见，很少有更高值。通常为降低成本可在20或50欧姆值范围内提供某些值。

在将铂电阻连接至电路中时，互连引线的电阻往往是个问题。1/3欧姆的引线电阻会导致等于1摄氏度的温度误差。于是必须使用3或4线配置，以补偿或平衡不需要的电阻。

3) 热电偶

热电偶采用与传感器不同的原理。热电偶由2种不同的金属线组成，它们在每一端都连接在一起，以形成一环路。当连接接头经历不同温度时，电流会与温差成比例。若一根线被切断并接入一台电压表，所指示的电压会与温差成比例。

使用时将线对的1个接头置于被测点上，而另一接头保持在已知的基准温度上。传统基准温度设定在零度，而实际上是融化的冰。现行技术是让“冷接点”按照室温，但需对0℃以上的差进行电子补偿。长引线的电阻可能成为问题，有可能能使用铜加长引线，但会丧失对冷接点的控制。实际上它们是适合直接插入到火焰中或在灼热温度下运行的窑炉中的器件。其上限几乎达到金属熔化点。热电偶的尺寸非常灵活，不存在对尺寸的限制，在最小尺寸方面，只是会受到生产和加工细线操作性方面的限制，可提供的某些细线达到千分之一英寸。

4) 硅

硅制成的传感器利用基本金属的体电阻而不是2个不同掺杂区的接点电阻。它具有将近2倍于金属线的正温度系数。线性良好，但具有略微向上的曲线。

特别当其被封装成玻璃二极管型(如DO-35)时，它在本质上属于低成本器件。虽然其温度范围仅在-55℃至150℃，其高的灵敏度、相对高的电阻和接近线性的电阻曲线使它成为许多应用场合的理想器件。结合基本温度控制和指示，它常常直接被组装在许多印刷电路板中，获得各种温度补偿功能。