项目六 温度检测

项目背景

温度是一个和人们生活环境有着密切关系的物理量，它反映物体的冷热程度，是物体内部各分子无规则剧烈运动程度的标志。物体的许多物理现象和化学性质都与温度有关，温度直接和安全生产、产品质量、生产效率、节约能源等重大技术经济指标相联系，需要测量温度和控制温度的场合极其广泛，测量温度的传感器也越来越多。

温度传感器的分类方法很多，按照用途可分为基准温度计和工业温度计；按工作原理可分为膨胀式、电阻式、热电式、辐射式；按照测量方法可分为接触式和非接触式等。

常用的接触式测温传感器主要有热电偶、热电阻等，利用其产生的热电动势或电阻随温度变化的特性来测量物体的温度，一般还采用与开关组合的双金属片 或磁电继电器开关进行控制。这类传感器的优点是结构简单、工作可靠、测量精度高、稳定性好、价格低；缺点是有较大的滞后现象( 测温时由于要进行充分的热交换)，不便用于运动物体的温度测量，被测对象的温度场易受传感器接触的影响，测温范围受感温元件材料性质的限制等。

非接触式测温的方法就是利用被测温度对象的热辐射能量随其温度的变化而变化的原理，通过测量一定距离之外的被测物体发出的热辐射强度来测量其温度。常见非接触式测温的温度传感器主要有光电高温传感器、红外辐射温度传感器等。这类传感器的优点是不存在测量滞后和温度范围的限制，可测高温、 腐蚀、有毒、运动物体及固体，液体表面的温度，不干扰被测温度场；缺点是受被测温度对象热辐射率的影响，测量精度低，测董距离和中间

介质对测量结果有影响等。非接触式传感器广泛应用于非接触温度传感器、辐射温度计、报警装置、自动门、气体分析仪，分光光度仪等。

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项目小结

温度是反映物体冷热程度的物理量，是物体内部各分子无规则剧烈运动的标志。温度测量方法按照感温元件是否与被感温对象接触，分为接触式和非接触式两种。本项目通过三个工作任务的驱动，重点介绍了接触式测量方法中的热电偶、热电阻和非接触式测量方法中的红外测温等三种温度传感器的工作原理及其应用。

热电偶的测温范围广.其温度范围可达500~1500C°。热电偶回路产生的热电动势包括接触电动势和温差电动势，并以接触电动势为主。热电偶结构简单，可制成多种形式，如普通热电偶、铠装热电偶、表面热电偶、 薄膜热电偶和浸入式热电偶等。为使热电偶热电动势与被测温度成单值函数关系，- 般采用补偿导线、冷端恒温、电桥补偿、计算修正和软件修正等方法进行冷温度补偿。

热电阻式传感器常用于对温度和与温度有关的参量进行检测的传感器，广泛用于测量中、低温度，它是利用导体或半导体的电阻随温度变化而变化的性质工作的。热电阻式传感器分为金属热电阻传感器和半导体热电阻传感器两类，前者称为热电阻，后者称为热敏电阻。热敏电阻是半导体测温元件，按温度系数可分为负温度系数热敏电阻(NTC)和正温度系数热敏电阻(PTC)两大类，广泛应用于温度测量、电路的温度补偿以及温度控制等。

红外传感器一般由光学系统、探测器、信号调理电路及显示系统等组成，其中，红外探测器是红外传感器的核心。红外探测器种类很多，常见的有两大类：热探测器和光子探测器。