
温度传感器按信号(即输出类型)进行分类,主要可以分为以下几大类:
· PT:通常指 铂电阻温度传感器,属于 电阻型 传感器,输出的是电阻值。
· K:指 K型热电偶,属于 电压型 传感器,输出的是微小的电压信号(热电势)。
1. 电阻型温度传感器
这类传感器的原理是:金属或半导体的电阻值会随着温度的变化而改变。通过测量其电阻值即可计算出温度。
· 金属热电阻
· PT100 / PT1000:最常用的铂热电阻。PT100在0°C时电阻为100Ω,PT1000在0°C时电阻为1000Ω。它们具有精度高、稳定性好、测量范围广(约-200°C至+850°C)的特点。
· Cu50:铜电阻,在0°C时电阻为50Ω。价格较低,但测量范围较窄(约-50°C至+150°C),且易氧化。
· Ni100 / Ni1000:镍电阻,特性与铂类似但线性度稍差。
· 半导体热敏电阻
· NTC:负温度系数热敏电阻。温度升高,电阻值下降。灵敏度高,响应快,但非线性严重,需要线性化补偿。常用于家电、汽车、医疗电子等领域。
· PTC:正温度系数热敏电阻。温度升高,电阻值上升。在某个温度点附近电阻会发生急剧变化,常用于过流保护、恒温加热,也用作温度开关。
2. 电压型温度传感器
这类传感器主要就是热电偶。其原理是:两种不同材质的导体或半导体在两端连接成一个回路,当两个接点的温度不同时,回路中就会产生热电势(塞贝克效应)。
热电偶通常用分度号来区分,K型 是其中最常见的一种:
· B型(铂铑30-铂铑6):适用于超高温,最高可达1800°C。
· R/S型(铂铑13-铂 / 铂铑10-铂):精度高,适用于高温和科学研究,最高约1600°C。
· K型(镍铬-镍硅):最常用的通用型热电偶,测量范围广(-200°C至+1300°C),性价比高。
· N型(镍铬硅-镍硅):K型的改进型,抗氧化性和稳定性更好。
· E型(镍铬-康铜):热电势最大,灵敏度高,适用于低温。
· J型(铁-康铜):价格便宜,适用于还原性气氛,但铁易氧化。
· T型(铜-康铜):精度高,稳定性好,适用于低温(-200°C至+350°C)。
3. 电流/数字信号型温度传感器
这类传感器内部集成了传感元件和信号处理电路,直接输出标准的电流信号或数字信号,使用非常方便。
· 模拟电流输出
· 两线制4-20mA:工业现场最常用的传输方式,抗干扰能力强,传输距离远,且具有断线故障诊断能力(电流低于4mA表示故障)。
· 数字输出
· DS18B20:经典的“单总线”数字温度传感器,多个传感器可以共用一条数据线。
· LM75, TMP102:通过 I²C 总线通信的数字传感器。
· MAX31855, MAX6675:专用于热电偶的信号调理器,内部集成了冷端补偿和模数转换,直接通过 SPI 接口输出数字温度值。
· PT100/热电偶变送器:将PT100或热电偶的信号采集后,转换成4-20mA、0-10V或RS485等标准信号输出。
4. 其他类型
· 集成模拟输出IC:如 LM35,输出电压与摄氏温度成线性正比(10mV/°C),使用非常简单。
· 非接触式红外温度传感器:通过检测物体发出的红外辐射能量来测量其表面温度,输出信号可以是模拟电压或数字信号。
总结表格
信号/输出类型 传感器种类 常见型号/分度号 主要特点
电阻 金属热电阻 PT100, PT1000, Cu50 精度高,稳定,范围广
半导体热敏电阻 NTC, PTC 灵敏度高,响应快,非线性
电压 热电偶 K型, S型, B型, E型, J型, T型 耐高温,测量范围极广,需冷端补偿
电流 变送器 4-20mA 输出 抗干扰强,适合远距离传输
数字 集成IC DS18B20, LM75, MAX31855 接口简单,精度高,使用方便
非接触 红外传感器 各种型号 不接触物体,测量移动或高温物体表面
希望这个详细的分类能帮助您更好地理解温度传感器。在选择时,需要根据您的测量范围、精度要求、环境条件、成本预算和安装方式来综合决定。