溫度，作為國(guó)際單位制SI中7個(gè)基本物理量之一，是工業(yè)生產(chǎn)及日常生活中應(yīng)用最常見(jiàn)、最重要的測(cè)量或控制參數(shù)，因而
溫度傳感器也是全世界應(yīng)用頻率最高、應(yīng)用范圍最廣的傳感器。
基于傳感器與被測(cè)介質(zhì)或物體是否直接物理接觸的不同，可將溫度傳感器分為接觸式和非接觸式兩大類(lèi)。接觸式溫度傳感器測(cè)量是建立在傳感器與被測(cè)對(duì)象處于熱平衡狀態(tài)的前提下，具體包括膨脹式、熱電偶式、RTD熱電阻式、熱敏電阻式、半導(dǎo)體式、石英式、接觸式光纖溫度傳感器等類(lèi)型。非接觸式溫度傳感器是通過(guò)感知被測(cè)對(duì)象發(fā)出的輻射能或通過(guò)其它媒介與被測(cè)媒介溫度的相關(guān)性等方法來(lái)實(shí)現(xiàn)溫度測(cè)量，常用的有輻射式溫度傳感器、非接觸式光纖溫度傳感器、聲波溫度傳感器等類(lèi)型。
常用接觸式溫度傳感器
膨脹式溫度傳感器是指根據(jù)物體熱脹冷縮原理工作的測(cè)溫儀表，又可細(xì)分為：日常生活中常見(jiàn)的玻璃液體溫度計(jì)、適用于工業(yè)場(chǎng)合的雙金屬溫度傳感器和充灌式溫度傳感器等。雙金屬溫度傳感器是利用結(jié)合在一起的兩種體膨脹系數(shù)不同的金屬熱膨脹差異原理工作的溫度檢測(cè)儀表，可靠性高，壽命長(zhǎng)，在軍事、太空和常規(guī)工業(yè)領(lǐng)域均有應(yīng)用。充灌式溫度傳感器由充有感溫流體的溫包、毛細(xì)管和壓力敏感元件構(gòu)成，因根據(jù)封閉容器中的感溫介質(zhì)受熱后體積膨脹引起壓力變化的原理來(lái)測(cè)量溫度，故又稱(chēng)為壓力式溫度計(jì)。具有響應(yīng)速度較快、可遠(yuǎn)距離測(cè)溫的特點(diǎn)。
熱電偶是利用塞貝克效應(yīng)工作的熱電式溫度傳感器，其溫度測(cè)量回路由熱電偶、補(bǔ)償導(dǎo)線(xiàn)及測(cè)量?jī)x表構(gòu)成。常用熱電偶分度號(hào)類(lèi)型有鎳鉻-鎳硅K型、鎳鉻-銅鎳E型、銅-銅鎳T型、鐵-銅鎳J型和鉑銠10-鉑S型等。因其具有工作可靠、響應(yīng)較快、易于使用、成本低、測(cè)溫范圍廣、適于遠(yuǎn)距離測(cè)控等優(yōu)點(diǎn)，在電力、化工、石油等工業(yè)場(chǎng)合應(yīng)用較普遍，廣泛用來(lái)測(cè)量-200℃～1300℃范圍內(nèi)的溫度。
熱電阻RTD是指利用某種金屬材料電阻隨溫度變化而變化的特性來(lái)測(cè)量溫度的溫度檢測(cè)儀表。其具有準(zhǔn)確度高、輸出信號(hào)大、靈敏度高、測(cè)溫范圍廣、穩(wěn)定性好、無(wú)需參考點(diǎn)等優(yōu)點(diǎn)，在流程工業(yè)中有大量應(yīng)用。常用的RTD類(lèi)型有鉑熱電阻、銅熱電阻，引線(xiàn)方式有兩線(xiàn)制、三線(xiàn)制及四線(xiàn)制。
熱敏電阻溫度傳感器實(shí)際上是一種電阻值隨其溫度呈指數(shù)變化的半導(dǎo)體熱敏感元件，分為電阻隨溫度升高而增加的正溫度系數(shù)PTC型，以及電阻隨溫度升高而降低的負(fù)溫度系數(shù)NTC型。其研制時(shí)間早在1940年，最初是用于通信儀器的溫度補(bǔ)償及自動(dòng)放大裝置，上世紀(jì)60年代開(kāi)始用于工業(yè)溫度測(cè)量。熱敏電阻
溫度傳感器具有靈敏度高、電阻值高、體積小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、響應(yīng)時(shí)間短、功耗小、價(jià)格低、化學(xué)穩(wěn)定性好等諸多優(yōu)點(diǎn)，其使用頻度僅次于熱電偶和熱電阻，現(xiàn)大量用于家電、汽車(chē)、HVAC采暖通風(fēng)、醫(yī)療、電信和特定工業(yè)場(chǎng)合的溫度測(cè)量。因普通的熱敏電阻溫度傳感器測(cè)溫范圍較小（＜350℃）且其阻值與溫度的關(guān)系呈非線(xiàn)性，故在過(guò)程工業(yè)中應(yīng)用較少。
硅（半導(dǎo)體）溫度傳感器是利用半導(dǎo)體材料比兩種不同摻雜區(qū)結(jié)點(diǎn)處電阻大的特點(diǎn)而工作。特別在低溫場(chǎng)合，硅溫度傳感器具有電阻和溫度近乎線(xiàn)性增大的PTC正溫度系數(shù)特性。當(dāng)將測(cè)量硅半導(dǎo)體集成進(jìn)含有放大器的集成電路時(shí)，即可極大改善硅結(jié)區(qū)的溫度特性，構(gòu)成新的IC集成電路式溫度傳感器。IC溫度傳感器能提供直接的數(shù)字式溫度指示，而不需要A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換器，常用于需要溫度精確測(cè)量且要求小型化、低成本測(cè)溫傳感器的場(chǎng)合，如計(jì)算機(jī)和小型家用電子產(chǎn)品中。據(jù)統(tǒng)計(jì)在2011年中IC溫度傳感器在半導(dǎo)體和電子工業(yè)中占據(jù)其溫度傳感器份額的13.5%。圖1所示為瑞士Sensirion公司生產(chǎn)的基于4C COMSens?數(shù)字傳感技術(shù)的STS21集成電路式數(shù)字溫度傳感器，外形尺寸僅為3×3×1.1mm，測(cè)量范圍-40℃～+125℃，典型精度誤差±0.2℃。
石英式溫度傳感器是利用石英晶體固有頻率隨溫度而變化的特性來(lái)實(shí)現(xiàn)溫度測(cè)量的。具有高分辨率（可高達(dá)0.001℃）、高精度、高穩(wěn)定度、熱滯后誤差小等優(yōu)點(diǎn)，因而常用作高精度、高分辨率的溫度測(cè)量及作為量值傳遞的標(biāo)準(zhǔn)溫度計(jì)使用。但在使用中應(yīng)注意其抗強(qiáng)沖擊性能較差。
常用非接觸式溫度傳感器
在工業(yè)生產(chǎn)中，通常采用前述的接觸式溫度傳感器。接觸式測(cè)溫方法雖有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠、準(zhǔn)確度高等優(yōu)點(diǎn)，但在某些場(chǎng)合下（如等離子體加熱或受控?zé)岷朔磻?yīng)等），必須采用非接觸式測(cè)溫。較接觸式而言，非接觸式溫度傳感器技術(shù)相對(duì)較新，還處于動(dòng)態(tài)發(fā)展上升階段。
輻射式溫度傳感器是通過(guò)被測(cè)對(duì)象發(fā)出的熱輻射強(qiáng)度來(lái)測(cè)量其溫度的。其優(yōu)點(diǎn)是能夠測(cè)量運(yùn)動(dòng)物體的溫度并且不破壞其被測(cè)溫度場(chǎng)，又可以在中溫或低溫領(lǐng)域進(jìn)行測(cè)量。常用的輻射式溫度傳感器包括光學(xué)高溫計(jì)、光電高溫計(jì)、輻射高溫計(jì)、比色溫度計(jì)、紅外溫度計(jì)或熱像儀等。
其中，光學(xué)高溫計(jì)發(fā)展最早，應(yīng)用最廣。在確定波長(zhǎng)下，根據(jù)Ｍ.普朗克定律，通過(guò)測(cè)量單色輻射強(qiáng)度即單色輻射亮度來(lái)測(cè)量溫度。具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便，測(cè)溫范圍廣（700℃～3200℃）的特點(diǎn)，常用于測(cè)量高溫爐窯的溫度。
光電高溫計(jì)是在光學(xué)高溫計(jì)基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的能自動(dòng)連續(xù)測(cè)溫的傳感器，主要優(yōu)點(diǎn)有靈敏度高（高達(dá)0.5℃）、準(zhǔn)確度高、使用波長(zhǎng)范圍不受限制（可見(jiàn)光、紅外范圍段均可應(yīng)用）、響應(yīng)時(shí)間短（可在10-6s內(nèi)）等。
輻射高溫計(jì)習(xí)慣上也稱(chēng)全輻射溫度計(jì)，是專(zhuān)指以熱電堆為熱接受元件的輻射感溫器與電壓指示或記錄儀表構(gòu)成的溫度測(cè)量?jī)x表，是基于被測(cè)物體的輻射熱效應(yīng)而進(jìn)行工作的，優(yōu)點(diǎn)是靈敏度高、堅(jiān)固耐用、可測(cè)較低溫度，缺點(diǎn)是測(cè)量易受環(huán)境中的水蒸汽、CO2的影響。
比色溫度計(jì)是通過(guò)測(cè)量熱輻射體在兩個(gè)或兩個(gè)以上波長(zhǎng)的光譜輻射亮度之比來(lái)測(cè)量溫度的，其特點(diǎn)是測(cè)溫準(zhǔn)確度高、響應(yīng)快、可測(cè)量小目標(biāo)，適用于冶金、水泥、玻璃等行業(yè)，常用于測(cè)量鐵液、鍋液、熔渣及回轉(zhuǎn)窯物料溫度等。
紅外溫度傳感器是根據(jù)熱輻射體在紅外波段的輻射能量來(lái)測(cè)量溫度的，屬部分輻射式溫度傳感器。按測(cè)量方式可分為固定式與掃描式，依據(jù)光學(xué)系統(tǒng)的不同又可分為可變焦點(diǎn)式與固定焦點(diǎn)式等。具有使用壽命長(zhǎng)、性能可靠、反應(yīng)快等優(yōu)點(diǎn)，在國(guó)外塑料、五金、食品和飲料行業(yè)等垂直市場(chǎng)中的應(yīng)用非常廣泛。
熱像儀是通過(guò)檢測(cè)物體所發(fā)射的3～5.6μm（短波）或8～14μm（長(zhǎng)波）紅外線(xiàn)束，利用熱圖像技術(shù)，給出熱輻射體的溫度、溫度分布的數(shù)值，并轉(zhuǎn)換成可見(jiàn)的熱圖像。因其具有測(cè)量范圍廣（-170℃～2000℃）、準(zhǔn)確度高（能分辨到0.1℃）、響應(yīng)快（ms級(jí)）、測(cè)溫距離寬（從幾厘米到天文距離）等優(yōu)點(diǎn)，近幾年發(fā)展很快，應(yīng)用范圍也越來(lái)越廣，常用于工業(yè)、天文、氣象、資源探測(cè)、公安、醫(yī)療、軍事等部門(mén)。如食品和飲料工業(yè)中常用于檢測(cè)食物的溫度變化，在過(guò)程工業(yè)中常用其測(cè)量電氣或機(jī)械設(shè)備的表面溫度及缺陷定位，實(shí)現(xiàn)狀態(tài)檢修等。
其它類(lèi)別的溫度傳感器
光纖溫度傳感器是當(dāng)前發(fā)展迅速和應(yīng)用領(lǐng)域逐漸擴(kuò)大的溫度傳感器。根據(jù)光纖在傳感器中的作用，可將其細(xì)分為功能型
光纖傳感器（光纖不僅作為導(dǎo)光物質(zhì)，也作為感溫元件）、非功能型傳感器（光纖僅起導(dǎo)光作用，感溫功能由非光纖型敏感元件完成）、拾光型傳感器（用光纖作探頭，接收被測(cè)對(duì)象輻射的光或被其反射、散射的光）。根據(jù)使用方法分類(lèi)為接觸式光纖溫度傳感器（如熒光光纖溫度傳感器、半導(dǎo)體吸收光纖溫度傳感器、分布參數(shù)式光纖溫度傳感器、光纖光柵溫度傳感器等）和非接觸式光纖溫度傳感器（如輻射光纖溫度傳感器等）。這類(lèi)產(chǎn)品具有電/磁絕緣性好、高靈敏度、體積小、重量輕、可彎曲等優(yōu)點(diǎn)。光纖測(cè)溫技術(shù)方興未艾，前途無(wú)可限量。
聲波溫度傳感器是基于聲波或超聲波在氣體介質(zhì)中的傳播速度與該氣體絕對(duì)溫度平方根的函數(shù)關(guān)系來(lái)測(cè)量氣體溫度及其溫度場(chǎng)的。具有測(cè)量原理簡(jiǎn)單、非接觸、測(cè)量范圍寬（0～1900℃）、可在線(xiàn)測(cè)量等優(yōu)點(diǎn)，已在發(fā)電廠(chǎng)鍋爐、垃圾焚燒爐、水泥回轉(zhuǎn)窯等溫度測(cè)量中得到應(yīng)用。圖2和圖3分別為美國(guó)Enertechnix公司所生產(chǎn)的PyroMetrixTM聲波高溫計(jì)的信號(hào)發(fā)生器和信號(hào)接收器。該產(chǎn)品可瞬時(shí)測(cè)量如鍋爐等大容積空間內(nèi)的平均溫度，精度可高達(dá)1%。
核四級(jí)共振溫度傳感器是利用NQR核四級(jí)共振吸收頻率隨溫度升高而減少的特性制成的溫度測(cè)量?jī)x表，具有高準(zhǔn)確度（可達(dá)±0.005℃）、高分辨率（可達(dá)1mK）、重現(xiàn)性好、互換性佳、溫度范圍廣等優(yōu)點(diǎn)，可以用作標(biāo)準(zhǔn)溫度計(jì)或高精度實(shí)用
