電子分類
溫度感測器按測量方式可分為接觸式和非接觸式兩大類。
按照溫度感測器輸出信號的模式，可大致劃分為三大類：數字式溫度感測器、邏輯輸出溫度感測器、模擬式溫度感測器。
接觸式類
接觸式溫度感測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。在一定的測溫範圍內，溫度計也可測量物體內部的溫度分布。但對於運動體、小目標或熱容量很小的對象則會產生較大的測量誤差，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。它們廣泛套用於工業、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。隨著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套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、準確度高、復現性和穩定性好。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，可用於測量1.6～300K範圍內的溫度。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、小目標和熱容量小或溫度變化迅速（瞬變）對象的表面溫度，也可用於測量溫度場的溫
度分布。最常用的非接觸式測溫儀表基於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）。各類輻射測溫方法只能測出對應的光度溫度、輻射溫度或比色溫度。只有對黑體（吸收全部輻射並不反射光的物體）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於溫度和波長，而且還與表面狀態、塗膜和微觀組織等有關，因此很難精確測量。在自動化生產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堝中的溫度。在這些具體情況下，物體表面發射率的測量是相當困難的。對於固體表面溫度自動測量和控制，可以採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係數。利用有效發射係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，從而提高有效發射係數：
式中ε為材料表面發射率，ρ為反射鏡的反射率。至於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係數。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。對於1800℃以上的高溫，主要採用非接觸測溫方法。隨著紅外技術的發展，輻射測溫逐漸由可見光向紅外線擴展，700℃以下直至常溫都已採用，且解析度很高。
矽溫度類
溫度感測器目前分為傳統溫度感測器和基於矽的溫度感測器。傳統溫度感測器包括熱敏電阻、電阻溫度檢測器和熱電偶。這些器件是模擬器件，而溫度感測器沒有必要一定是模擬器件。基於矽的溫度感測器能夠精確輸出其測量溫度所代表的數字量。相比於需要外部信號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。當兩個相同的電晶體在集電極電流密度比恆定的情況下工作時，它們的基極-發射極電壓差僅與絕對溫度成正比。其他的溫度感測器則基於採用二極體接法的電晶體的基極-發射極電壓VBE的行為，此VBE隨著溫度反向變化，這個變化速率非常恆定，為-2mV/℃，但是對於不同的電晶體，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。某些矽溫度感測器產生模擬電壓輸出（VPTAT，即與絕對溫度成正比的電壓），而其他的溫度感測器則將VPTAT轉換為電流輸出。在數字輸出溫度感測器中，放大檢測電晶體的VBE，然後與帶隙基準電壓比較，並將結果輸入到Σ-Δ或逐次逼近暫存器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號位。一種可替換的數字輸出方案是採用脈寬調製（PWM），其溫度和脈衝的導通與截止時間的比例成正比。由於導通時間是固定的，因此這些感測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組成一個迴路，其兩端相互連線時，只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，則迴路中就有電流產生，如圖2-1(a)所示，即迴路中存在的電動勢稱為熱電動勢。這種由於溫度不同而產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線處時，
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標準化熱電偶，即為T型、E型、J型、K型、N型、B型、R型和S型。
熱電阻類
溫度感測器列表導體的電阻值隨溫度變化而改變，通過測量其阻值推算出被測物體的溫度，利用此原理構成的感測器就是電阻溫度感測器，這種感測器主要用於-200—500℃溫度範圍內的溫度測量。純金屬是熱電阻的主要製造材料，熱電阻的材料應具有以下特性：
①電阻溫度係數要大而且穩定，電阻值與溫度之間應具有良好的線性關係。
②電阻率高，熱容量小，反應速度快。
③材料的復現性和工藝性好，價格低。 ④在測溫範圍內化學物理特性穩定。
目前，在工業中套用最廣的鉑和銅，並已製作成標準測溫熱電阻。
鉑電阻
鉑電阻與溫度之間的關係接近於線性（如右圖），在0～630.74℃範圍內可用下式表示Rt＝R0(1+At+Bt2)在-190～0℃範圍內為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為溫度係數，由實驗確定，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，可採用銅電阻做成熱電阻材料代替鉑電阻。在-50～150℃的溫度範圍內，銅電阻與溫度成線性關係，其電阻與溫度關係的表達式為Rt＝R0(1+At)(2-3)式中，A＝4.25×10-3～4.28×10-3℃為銅電阻的溫度係數。
模擬溫度感測器
傳統的模擬溫度感測器，如熱電偶、熱敏電阻和RTDS對溫度的監控，在一些溫度範圍內線性不好，需要進行冷端補償或引線補償；熱慣性大，回響時間慢。集成模擬溫度感測器與之相比，具有靈敏度高、線性度好、回響速度快等優點，而且它還將驅動電路、信號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。常見的模擬溫度感測器有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溫度感測器
將被測環境溫度轉換成按線性比例輸出的單路標準直流電壓或直流電流；
低功耗、可靠性高；優良的抗干擾能力；
拔插端子接口、標準導軌（35mm）安裝；
體積小、外型尺寸(mm)：95(L)×37(W)×32(H)；
性能指標
執行標準：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)
回響時間：≤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
注意產品標籤上的輔助電源信息，變送器的輔助電源等級和極性不可接錯，否則將損壞變送器；
變送器為一體化結構，不可拆卸，同時應避免碰撞和跌落；
變送器在有強磁干擾的環境中使用時，請注意輸入線的禁止，輸出信號應儘可能短，集中安裝時，最小安裝間隔不應小於10mm；
本系列變送器內部未設定防雷擊電路，當變送器輸入、輸出饋線暴露於室外惡劣氣候環境之中時，應注意採取防雷措施；
本產品採用阻燃ABS塑膠外殼封裝，外殼極限耐受溫度為＋85℃，收到高溫烘烤時會發生變形，影響產品性能。產品請勿在熱源附近使用或保存，請勿把產品放進高溫箱內烘烤；請勿損壞或者修改產品的標籤、標誌，請勿拆卸或改裝變送器，否則將不再對該產品提供“三包”（包換、包退、包修）服務。
AD590溫度感測器
AD590是美國模擬器件公司的電流輸出型溫度感測器，供電電壓範圍為3~30V，輸出電流223μA（-50℃）~423μA（+150℃），靈敏度為1μA/℃。當在電路中串接採樣電阻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AD590兩端電壓不低於3V。AD590輸出電流信號傳輸距離可達到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。適用於多點溫度測量和遠距離溫度測量的控制。LM135/235/335溫度感測器
LM135/235/335系列是美國國家半導體公司（NS）生產的一種高精度易校正的集成溫度感測器，工作特性類似於齊納穩壓管。該系列器件靈敏度為10mV/K，具有小於1Ω的動態阻抗，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。該系列器件廣泛套用於溫度測量、溫差測量以及溫度補償系統中。
輸出型類
在許多套用中，我們並不需要嚴格測量溫度值，只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，則發出報警信號，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感測器。LM56、MAX6501-MAX6504、MAX6509/6510是其典型代表。
LM56溫度開關
LM56是NS公司生產的高精度低壓溫度開關，內置1.25V參考電壓輸出端。最大只能帶50μA的負載。電源電壓從2.7-10V，工作電流最大230μA，內置感測器的靈敏度為6.2mV/℃，感測器輸出電壓為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
6052光纖溫度
溫度感測器光纖溫度感測器種類很多，但概括起來按其工作原理可分為功能型和傳輸型兩種。功能型光纖溫度感測器是利用光纖的各種特性(相位、偏振、強度等)隨溫度變換的特點，進行溫度測定。這類感測器儘管具有傳、感合一的特點，但也增加了增敏和去敏的困難。傳輸型光纖溫度感測器的光纖只是起到光信號傳輸的作用，以避開測溫區域複雜的環境。對待測對象的調製功能是靠其他物理性質的敏感元件來實現的。這類感測器由於存在光纖與感測頭的光耦合問題，增加了系統的複雜性，且對機械振動之類的干擾比較敏感。
適應套用
溫度感測器是最早開發，套用最廣的一類感測器。溫度感測器的市場份額大大超過了其他的感測器。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感測器、PN結溫度感測器和集成溫度感測器。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感測器、紅外感測器和微波感測器。
兩種不同材質的導體，如在某點互相連線在一起，對這個連線點加熱，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內出現，如果精確測量這個電位差，再測出不加熱部位的環境溫度，就可以準確知道加熱點的溫度。由於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於不同的溫度範圍，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。對於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。
熱電偶感測器有自己的優點和缺陷，它靈敏度比較低，容易受到環境干擾信號的影響，也容易受到前置放大器溫度漂移的影響，因此不適合測量微小的溫度變化。由於熱電偶溫度感測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感測器。也由於製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回響速度，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等多種型號的工作用熱電偶
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、低溫恆溫槽的溫場測試6，線制轉換：可進行二線制、三線制、四線制電阻檢定
7，軟體具有比對實驗、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，標準Windows作業系統，方便快捷。可實現：
a)設備自檢、查線
b)螢幕顯示並保存控溫曲線≤0.4μV
c)檢測數據自動採集
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、熱電阻所有歷史檢定數據、控溫曲線查詢統計及計量的智慧型化管理功能
數字式類
輸出為占空比的數字溫度感測器
SMT16030是荷蘭Smartec公司採用矽工藝生產的數字式溫度感測器，其採用PTAT結構，這種半導體結構具有精確的，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製成數位訊號，占空比DC=0.32+0.0047*t，t為攝氏度。輸出數位訊號故與微處理器MCU兼容，通過處理器的高頻採樣可算出輸出電壓方波信號的占空比，即可得到溫度。該款溫度感測器因其特殊工藝，還具有解析度極高的特點，可達到0.005K。測量溫度範圍-45到130℃，故適用於高精度的套用。
MAX6575/76/77數字溫度感測器
如果採用數字式接口的溫度感測器，上述設計問題將得到簡化。同樣，當A/D和微處理器的I/O管腳短缺時，採用時間或頻率輸出的溫度感測器也能解決上述測量問題。以MAX6575/76/77系列SOT-23封裝的溫度感測器為例，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，並具備±0.8℃的典型精度，一條線最多允許掛接8個感測器，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。它輸出的方波信號具有正比於絕對溫度的周期，採用6腳SOT-23封裝，僅占很小的板面。該器件通過一條I/O與微處理器相連，利用微處理器內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感測器
DS1612是美國達拉斯半導體公司生產的CMOS數字式溫度感測器。內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恆溫器的溫度控制，由於這些存儲器具有不揮
發展趨勢
現代信息技術的三大基礎是信息採集(即感測器技術)、信息傳輸(通信技術)和信息處理(計算機技術)。感測器屬於信息技術的前沿尖端產品，尤其是溫度感測器被廣泛用於工農業生產、科學研究和生活等領域，數量高居各種感測器之首。溫度感測器的發展大致經歷了以下三個階段；(1)傳統的分立式溫度感測器(含敏感元件)；(2)模擬集成溫度感測器／控制器；(3)智慧型溫度感測器。國際上新型溫
度感測器正從模擬式向數字式、由集成化向智慧型化、網路化的方向發展。在20世紀90年代中期最早推出的智慧型溫度感測器，採用的是8位A/D轉換器，其測溫精度較低，分辨力只能達到1°C。國外已相繼推出多種高精度、高分辨力的智慧型溫度感測器，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半導體公司新研製的DS1624型高分辨力智慧型溫度感測器，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。為了提高多通道智慧型溫度感測器的轉換速率，也有的晶片採用高速逐次逼近式A/D轉換器。以AD7817型5通道智慧型溫度感測器為例，它對本地感測器、每一路遠程感測器的轉換時間分別僅為27us、9us。進入21世紀後，智慧型溫度感測器正朝著高精度、多功能、匯流排標準化、高可靠性及安全性、開發虛擬感測器和網路感測器、研製單片測溫系統等高科技的方向迅速發展。目前，智慧型溫度感測器的匯流排技術也實現了標準化、規範化，所採用的匯流排主要有單線(1-Wire)匯流排、I2C匯流排、SMBus匯流排和spI匯流排。溫度感測器作為從機可通過專用匯流排接口與主機進行通信。
溫度補償
溫度感測器正向單片集成化的方向發展。但目前在測量較高溫度時,集成溫度感測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。由於集成溫度感測器測溫精度高、線性和一致性好及外圍電路簡單,套用其實現熱電偶冷端溫度的自動補償效果好。下面分別介紹了幾種套用新型集成溫度感測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，並把溫度信號轉換成熱電動勢信號，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致相同，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內部採用卡死偶絲，徹底防止漏油或漏氣。適用於生產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感測器，在化學工業自控系統中套用極廣，通過溫度感測器，可將控制對象的溫度參數變成電信號，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，生產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:適用於生產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。多點熱電偶廣泛套用於大化肥合成塔、存儲罐等裝置中。
溫度感測器的類型如何判定
首先，必須選擇感測器結構，使敏感元件規定測量時間之內達到所測流體或被測表面溫度。溫度感測器輸出僅僅敏感元件溫度。實際上，要確保感測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確度，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，測量精確度就會受到影響。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適應。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、連線引線、支撐物、局部保護罩等）適應性，使用熱電偶套管時，只需要考慮套管材料。
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，當需要其快速回響時，將它們用於乾燥空氣和限幾種氣體及某些液位變送器體中。電阻元件如用停滯或慢速流動流體中，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感測器方法進和測量。確保合理測量精度，感測器必須與環境大氣熱隔離並與熱輻射源隔離，且必須通過感測器適當設計與安裝使壁對敏感元件熱傳導達到到最佳狀態。
溫度感測器簡單測量誤差方法
每個感測器都會有其不同的測量方法，而溫度感測器單獨使用進行測量的方法是，把感測器置於溫度恆定的環境中，測定溫度感測器在不同的溫度值下顯示的溫度和準確溫度之間的誤差。需要注意的是，除了要單獨測量溫度感測器的誤差，還要檢測一下感測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，都會導致有一定的誤差，這些其它誤差需要把它排除。就是把感測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感測器的正確誤差，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，首先就需要選擇正確的溫度儀表，也就是溫度感測器。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感測器。
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，由能量守恆原理有，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，待測物體將被加熱升溫，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，原因在於探頭與介質的比值越好，更能精準的測得物體獲取的能量，減小測量所產生的誤差。我們要明確儀器測量的溫度數值不是介質的溫度,而是感測器的溫度。減小測量誤差的方式主要有：確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，要儘量使其處於靜止狀態。
二、空氣溫度探頭。這種探頭主要用於空氣溫度的測量，比如冷庫、冷櫃、空調室、通風場所等等，探頭裸露於空氣之中，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。這種探頭主要用於物體表面溫度的測量。使用的時候探頭的前端得垂直於被測物體，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。
我們在設計溫度感測器的時候，需有針對性的選擇探頭類型，設計出各種不同類型的產品，適用於多種場合。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
溫度感測器有四種主要類型：熱電偶、熱敏電阻、電阻溫度檢測器（RTD）和IC溫度感測器。IC溫度感測器又包括模擬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組成一個迴路，其兩端相互連線時，只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，則迴路中就有電流產生，即迴路中存在的電動勢稱為熱電動勢。這種由於溫度不同而產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線處時，此處便吸收或放出熱量(取決於電流的方向)，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(取決於電流相對於溫度梯度的方向)，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產生的電勢，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產生的電勢，此電勢只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於集中於接觸處端點的電子數不同而產生的電勢，熱電偶測量的熱電勢是二者的合成。當迴路斷開時，在斷開處a，b之間便有一電動勢差△V，其極性和大小與迴路中的熱電勢一致。並規定在冷端，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成正比關係。定義△V對△T的微分熱電勢為熱電勢率，又稱塞貝克係數。塞貝克係數的符號和大小取決於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標準化熱電偶，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
導體的電阻值隨溫度變化而改變，通過測量其阻值推算出被測物體的溫度，利用此原理構成的感測器就是電阻溫度感測器，這種感測器主要用於-200—500℃溫度範圍內的溫度測量。純金屬是熱電阻的主要製造材料，熱電阻的材料應具有以下特性：①電阻溫度係數要大而且穩定，電阻值與溫度之間應具有良好的線性關係。
②電阻率高，熱容量小，反應速度快。
③材料的復現性和工藝性好，價格低。
④在測溫範圍內化學物理特性穩定。
目前，在工業中套用最廣的鉑和銅，並已製作成標準測溫熱電阻
3、紅外溫度感測器
在自然界中,當物體的溫度高於絕對零度時，由於它內部熱運動的存在,就會不斷地向四周輻射電磁波，其中就包含了波段位於0.75～100μm的紅外線，紅外溫度感測器就是利用這一原理製作而成的。
SMTIR9901/02是荷蘭SmartecCompany生產的一款現在市場上套用比較廣的紅外感測器，它是基於熱電堆的矽基紅外感測器。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將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內部嵌入以Ni1000溫度感測器和一小視角的矽濾片，使得測量溫度更加的準確。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產品小型化，低成本化。為了滿足某些套用，紅外感測器開口視角可以設計成小至7°。
4、模擬溫度感測器
常見的模擬溫度感測器有LM3911、LM335、LM45、AD22103電壓輸出型、AD590電流輸出型。
AD590是美國模擬器件公司的電流輸出型溫度感測器，供電電壓範圍為3~30V，輸出電流223μA（-50℃）~423μA（+150℃），靈敏度為1μA/℃。當在電路中串接採樣電阻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AD590兩端電壓不低於3V。AD590輸出電流信號傳輸距離可達到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。適用於多點溫度測量和遠距離溫度測量的控制。
5、邏輯輸出型溫度感測器
設定一個溫度範圍，一旦溫度超出所規定的範圍，則發出報警信號，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感測器。LM56、MAX6501-MAX6504、MAX6509/6510是其典型代表。
LM56是NS公司生產的高精度低壓溫度開關，內置1.25V參考電壓輸出端。最大只能帶50μA的負載。電源電壓從2.7~10V，工作電流最大230μA，內置感測器的靈敏度為6.2mV/℃，感測器輸出電壓為6.2mV/℃×T+395mV。
6、數字式溫度感測器
它採用矽工藝生產的數字式溫度感測器，其採用PTAT結構，這種半導體結構具有精確的，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製成數位訊號，占空比與溫度的關係如下式：DC=0.32+0.0047*t，t為攝氏度。輸出數位訊號故與微處理器MCU兼容，通過處理器的高頻採樣可算出輸出電壓方波信號的占空比，即可得到溫度。該款溫度感測器因其特殊工藝，解析度優於0.005K。
測量溫度範圍-45到130℃，故廣泛被用於高精度場合。JCJ105數字溫度變送器採用智慧型數字電路處理，直接接收高性能數字溫度感測器，產品具有LCD顯示、數字通訊、模擬輸出等諸多功能，可以方便地與上位機、PLC、智慧型儀表配套使用。
技術參數：
工作電源、輸出信號：
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
輸入信號：高性能溫度感測器DS18B20
最大測溫範圍：-55℃～+125℃
測量精度：±0.5℃（-10℃～+85℃）
顯示方式：LCD顯示
變送器結構形式：
1、一體式結構即感測器內置於變送器內部，測溫範圍在-20-60℃內。
2、分體式結構即感測器在變送器外部，通過線纜與變送器連線，溫度感測器可選擇各種封裝形式溫度探頭。
默認是JCJ100TWD數度溫度感測。
測量範圍大於-20-60℃時採用分體式結構。
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：
JCJ105數字溫度變送器廣泛套用於如樓宇、機房、檔案館、圖書館、生產車間、暖通空調、倉儲、工業自動化、農業、環境監測等溫度測量。
7、智慧型移動溫濕度監測器
產品簡介：
隨著感測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著日新月異的變化。伴隨著網路技術的發展，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套用。有沒有和現在的無線移動通訊技術相結合，功能實用且易於普及的經濟型監測設備呢？答案是肯定的。經過不懈努力，將無線移動技術和溫濕度感測技術完美地融合在一起，率先推出智慧型移動溫濕度監測器。智慧型移動溫濕度監測器，採用目前使用率最高的手機簡訊互動的形式為用戶提供最及時的監測信息。智慧型移動溫濕度監測器內部設有信息處理和通訊功能，通過給內置一張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，只要行動網路覆蓋到的地方，就能無線監測現場的溫濕度。
用戶可以簡訊的形式向傳送查詢命令，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(網路正常情況下,反應時間小於10秒鐘）向您傳送最有價值的監測信息，當異常解除後，同樣會傳送如"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行動電話外，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，用戶可以對進行隨意設定，如報警值,設備位置信息、單位、型號；授權普通管理員的手機號碼（最多3個普通管理員），每台只設超級管理員一個。
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,同時也可以傳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內部的參數，普通管理員最多是3個,它可以是三個號碼也可以是同一個號碼，這完全取決於“超級管理員”如何授權。
裝置檢定
溫度感測器檢定規程：
1、《JJG229-2010工業鉑、銅熱電阻檢定規程》
2、《JJG833-2007標準組鉑銠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》
溫度感測器溫度感測器檢定標準技術及指標：
1、測量準確度：0.01級;解析度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)℃低溫恆溫槽：(-80~100)℃高溫爐：(300~1200)℃；
4、控溫穩定度：優於0.01℃/10min(油槽、水槽、低溫恆溫槽);0.2℃/min(管式檢定爐)；
5、總不確定度：熱電偶檢定，測量不確定度優於0.7℃，重複性誤差<0.25℃;熱電阻檢定測量不確定度優於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，並有良好保護接地；
8、高溫爐功率：約2KW；
9、恆溫槽功率：約2KW；
10、微機測控系統功率：<500。
溫度感測器檢定裝置功能和特點：
1、檢定K、E、J、N、B、S、R、T等多種型號的工作用熱電偶；
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、低溫恆溫槽的溫場測試；
6、線制轉換：可進行二線制、三線制、四線制電阻檢定；
7、軟體具有比對實驗、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，標準Windows作業系統，方便快捷。可實現：
1）設備自檢、查線；
2）螢幕顯示並保存控溫曲線≤0.4μV；
3）檢測數據自動採集；
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、熱電阻所有歷史檢定數據、控溫曲線查詢統計及計量的智慧型化管理功能。
發展趨勢
近年來，隨著智慧型手機、平板電腦等移動設備的迅速發展，其中內置的微機電系統(MEMS)的比例越來越高。“目前，我們公司的感測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。”總部位於瑞士的深圳盛思銳(Sensirion)公司總經理PaulChia表示，作為全球領先的感測器製造商，盛思銳公司早在八年前就已經進入中國市場，並向中國廠商推廣溫濕度感測器。“我們的產品在中國市場主要分三大套用：第一是安防監控；第二是節能，普遍套用到家電，汽車等領域；第三則是舒適度，主要套用於消費類電子產品領域。”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感測器——SHT21，引起市場廣泛關注。
一直以來，盛思銳在推廣溫濕度感測器的過程中，都非常注重於宣傳舒適度概念。“之前的客戶只有溫度的概念，而沒有濕度概念。其實相對濕度是與溫度密切相關的，只有對同一測量點的濕度和溫度進行數據採集，才能保證相對濕度的準確性。”PaulChia表示，人體對空氣濕度的舒適感應空間較窄，因此需要通過感應器來感知濕度，隨時補充或降低水分。
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。盛思銳是業內第一家將溫、濕度感測器集成到一起的廠商。“我們不僅僅是提供一個感應器，而是把溫度補償和標定數據都集成在一個電路裡面。我們的溫濕度感測器在出廠前都經過完全標定，客戶只需將其跟單片機通訊就可以直接採集到數據。
”據介紹，溫濕度感測器作為電子技術和物理化學原理的複合技術，硬體因素只占其中50%，另一個重要因素則是標定。如果要保證測出來的值是準確的，則需要保證每次檢測的標定值永遠在一個固定範圍內，這是非常難做到的。一般來說，由於標定需要大量的數據來測試，只有產品出貨量越大，產品穩定性才會越好。“由於一些小型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。由於盛思銳採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感測器都存在一個問題，進水容易損壞。
我們的感測器在水分蒸發後可以迅速還原，電阻式感測器無法做到這一點。”針對手機市場，套用匱乏成普及最大阻礙PaulChia認為，未來的感測器市場尤其是在消費電子及物聯網等領域擁有廣闊前景。當然在具體套用中，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感測器供電達4年之久，另外多種感測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，PaulChia意識到，阻礙智慧型手機廠商採用溫濕度感測器的主要原因，可能並非來自感測器本身。“我們的產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，針對溫濕度感測器的套用開發已經走在了前列。
盛思銳的溫濕度感測器已被套用於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、聯想在內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感測器，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，溫濕度感測器的傳統套用是天氣預報以及室內監測，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套用，消費者是否願意為增加的成本買單？“在接觸國內手機客戶的過程中，他們對我們的產品其實很看好，唯一的疑問是手機還缺少相關套用。
很遺憾的是，如果沒有大型國際品牌手機廠商先使用，國內二、三線手機廠是不會貿然嘗試的。”PaulChia透露，近段時間他基本上遍訪了國內排名前十位的智慧型手機廠商及IDH公司，但是最終還是確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，隨著Windows8、Android4.0增加了對於溫濕度感測器的API支持，相關的第三方套用開發者將可以在此基礎上開發大量的套用軟體。而一旦幾家國際公司率先套用，將很快在國內形成更加完善的生態系統。
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，目前溫濕度感測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，而目前業界同樣產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、成本較低的產品。”PaulChia表示，用於消費類電子產品上的感測器精度可能並不需要達到那么高，他認為5%濕度精度、0.5℃溫度精度已經可以滿足客戶需求。隨著感測器價格的持續降低，相信未來不只是高端手機，包括中、低端的智慧型手機都會考慮加入這一功能。
