非接触式温度传感器工作原理

温度传感器工作原理温度传感器temperature transducer，利用物质各种物理性质随温度变化的规律把温度转换为可用输出信号。

温度传感器是温度测量仪表的核心部分，品种繁多。

按测量方式可分为接触式和非接触式两大类，按照传感器材料及电子元件特性分为热电阻和热电偶两类。

现代的温度传感器外形非常得小，这样更加让它广泛应用在生产实践的各个领域中，也为我们的生活提供了无数的便利和功能。

温度传感器有四种主要类型：热电偶、热敏电阻、电阻温度检测器（RTD）和IC温度传感器。

IC温度传感器又包括模拟输出和数字输出两种类型。

1.热电偶的工作原理当有两种不同的导体和半导体A和B组成一个回路，其两端相互连接时，只要两结点处的温度不同，一端温度为T，称为工作端或热端，另一端温度为TO，称为自由端(也称参考端)或冷端，则回路中就有电流产生，如图2-1(a)所示，即回路中存在的电动势称为热电动势。

这种由于温度不同而产生电动势的现象称为塞贝克效应。

与塞贝克有关的效应有两个：其一，当有电流流过两个不同导体的连接处时，此处便吸收或放出热量(取决于电流的方向)，称为珀尔帖效应；其二，当有电流流过存在温度梯度的导体时，导体吸收或放出热量(取决于电流相对于温度梯度的方向)，称为汤姆逊效应。

两种不同导体或半导体的组合称为热电偶。

热电偶的热电势EAB(T，T0)是由接触电势和温差电势合成的。

接触电势是指两种不同的导体或半导体在接触处产生的电势，此电势与两种导体或半导体的性质及在接触点的温度有关。

温差电势是指同一导体或半导体在温度不同的两端产生的电势，此电势只与导体或半导体的性质和两端的温度有关，而与导体的长度、截面大小、沿其长度方向的温度分布无关。

无论接触电势或温差电势都是由于集中于接触处端点的电子数不同而产生的电势，热电偶测量的热电势是二者的合成。

当回路断开时，在断开处a，b之间便有一电动势差△V，其极性和大小与回路中的热电势一致，如图2-1(b)所示。

6大常用传感器工作原理(角速度传感器、距离传感器、气压传感器等) 前言现实世界就是一个模拟信号的世界，人通过视觉、触觉等方式来感知世界。

在物联网时代，传感器肩负起了“五官”的使命感知万物，万物互联赋予人类生活无边的想象。

可以说，当前传感器发展处于多领域全面开花状态。

其细分产品之多，之繁杂，就连全部罗列出来都不是件容易的事。

今天就来说说，在消费领域常用的6款传感器。

1.温度传感器
温度传感器使用范围广，数量多，居各种传感器之首。

温度传感器的发展大致经历了以下三个阶段，分别是传统的分立式、模拟集成及新型的智能温度传感器。

新型温度传感器正向智能化及网络化的方向发展。

温度传感器按传感器与被测介质的接触方式可分为两大类：一类是接触式温度传感器，一类是非接触式温度传感器。

传统温度计原理
接触式温度传感器的测温元件与被测对象要有良好的热接触，通过热传导及对流原理达到热平衡，这时的示值即为被测对象的温度。

这种测温方法精度比较高，并可测量物体内部的温度分布。

但对于运动的、热容量比较小的及对感温元件有腐蚀作用的对象，这种方法将会产生很大的误差。

非接触测温的测温元件与被测对象互不接触。

常用的是辐射热交换原理。

此种测温方法的主要特点是可测量运动状态的小目标及热容量小或变化迅速的对象，也可测温度场的温度分布，但受环境的影响比较大。

旧苹果加装温度传感器
凡是需要对温度进行持续监控、达到一定要求的地方都需要温度传感器。

在消费领域，温。

温度传感器的工作原理
温度传感器的工作原理是基于温度对物质的影响。

传感器内部包含一个感应元件，当环境温度发生变化时，该元件会对温度变化做出响应。

传感器通常采用一种叫做热敏电阻的元件作为感应元件。

热敏电阻是一种电阻值随温度变化而变化的元件。

在经过一段时间的校准后，我们可以获得温度与热敏电阻之间的关系。

通过测量传感器的电阻值，我们就可以推算出当前的温度。

传感器中的热敏电阻通常由材料制成，这些材料的电阻值会随温度的升高或降低而发生变化。

热敏电阻的变化原理是基于材料的温度对电子迁移率、晶格振动频率以及能带结构等的影响。

当温度升高时，材料的电子迁移率增加，导致电阻值下降。

相反，当温度降低时，电阻值增加。

这种变化可以通过测量传感器两端的电压或电流，或者直接测量电阻值来检测温度的变化。

为了提高温度传感器的精度，一些器件还可能使用补偿电路来减小其他因素对温度测量的影响，比如环境温度对电路的影响。

补偿电路通常通过传感器内部的电子设备实现。

总之，温度传感器通过测量热敏电阻的变化来检测温度的变化。

通过将电阻值与温度之间的关系进行校准，可以准确地测量温度，并将其转换为电信号供其他设备或系统使用。

非接触式温度传感器原理非接触式温度传感器是一种不接触被测物体而能测量其表面温度的传感器。

其基本原理是利用被测物体产生的红外线辐射量与其温度之间的关系实现温度的测量。

由于温度的单位为热力学温标上的K或C，这里以k作为温度单位。

当物体的温度高于绝对零度（0 K）时，它会发出红外辐射。

这种辐射是一种电磁波，其频率范围为1.5×10^11Hz至3×10^14 Hz。

在这个范围内的电磁波称为红外线，其波长为0.78µm到1000µm。

非接触式温度传感器通常利用被测物体表面发出的红外线辐射量测量其表面温度。

当这些红外线进入传感器时，它们通过一个光学组件（例如透镜或反射镜）被聚焦到一个热电偶上。

热电偶测量到的温度差异随着红外线的变化而变化，这使得传感器能够测量被测物体的表面温度。

非接触式温度传感器的一个重要优点是它与被测物体之间没有物理接触，从而避免了可能出现的干扰或损伤。

此外，其应用涉及出现温度不稳定或变幻的环境时，表现更为优秀。

然而，这些传感器的精度受到如下因素的影响：1. 被测物体的气体或污染物的存在会干扰传感器的测量。

2. 被测物体的表面可能受到反射光的干扰，从而干扰传感器的测量结果。

这是由光学学原理所决定的。

例如，深色物体可能吸收较多的红外光，而浅色物体则可能反射较多的红外光。

3. 温度的变化率可能会影响传感器的测量结果。

如果被测物体的温度变化较快，非接触式温度传感器可能无法快速响应，从而影响测量精度。

4. 传感器的分辨率可能影响其精度，高分辨率的传感器可以提供更高精度的温度测量结果。

在使用非接触式温度传感器进行测量时，需要考虑到如上的因素，以便得到最准确的温度测量结果。

常用温度传感器比较一.接触式温度传感器1. 热电偶：（1）测温原理：两种不同成分的导体（称为热电偶丝或热电极）两端接合成回路，当接合点的温度不同时，在回路中就会产生电动势，这种现象称为热电效应，而这种电动势称为热电动势。

热电偶就是利用这种原理进行温度测量的，其中，直接用作测量介质温度的一端叫做工作端（也称为测量端），另一端叫做冷端（也称为补偿端）；冷端与显示仪表连接，显示出热电偶所产生的热电动势，通过查询热电偶分度表，即可得到被测介质温度。

（2）测温范围：常用的热电偶从-50~+1600C均可连续测量，某些特殊热电偶最低可测到-269 C（如金铁镍铬），最高可达+2800 C（如钨-铼）。

（3）常用热电偶型号：（4）实例：T型热电偶，测温范围-40~350C，详细信息见T型热电偶实例。

2. 热电阻：（1）测温原理：热电阻是基于电阻的热效应进行温度测量的，即电阻体的阻值随温度的变化而变化的特性。

因此，只要测量出感温热电阻的阻值变化，就可以测量出温度。

目前主要有金属热电阻和半导体热敏电阻两类。

金属热电阻的电阻值和温度一般可以用以下的近似关系式表示，即：R=R o[1+ a （t-t 0）]式中，R为温度t时的阻值；R o为温度t0 （通常t o=0C ）时对应电阻值；a为温度系数。

半导体热敏电阻的阻值和温度关系为：R =Ae B/t式中R为温度为t时的阻值；A B取决于半导体材料的结构的常数。

（2）测温范围：金属热电阻一般适用于-200~500C范围内的温度测量，其特点是测量准确、稳定性好、性能可靠。

半导体热敏电阻测温范围只有-50~300C左右，且互换性较差，非线性严重，但温度系数更大，常温下的电阻值更高（通常在数千欧以上）。

（3）常用热电阻：目前应用最广泛的热电阻材料是铂和铜：铂电阻精度高，适用于中性和氧化性介质，稳定性好，具有一定的非线性，温度越高电阻变化率越小；铜电阻在测温范围内电阻值和温度呈线性关系，温度线数大，适用于无腐蚀介质，超过150C 易被氧化。

温度传感器基本原理温度传感器是一种能够测量物体温度的设备。

它通过感知物体的热量变化来确定温度的变化。

温度传感器的基本原理是根据物体的温度变化引起的电阻、电压、电流或其他物理性质的变化来测量温度。

传感器的工作原理基于热敏效应，即物体的温度升高或降低会引起传感器内部材料的电阻、电压或电流的变化。

常见的温度传感器有热敏电阻、热敏电容和热敏电势等。

热敏电阻是一种根据温度变化引起电阻变化的传感器。

它的工作原理是利用材料的电阻随温度的变化而变化。

当温度升高时，电阻值会随之增加；当温度降低时，电阻值会减小。

通过测量电阻的变化，可以确定温度的变化。

热敏电容是一种根据温度变化引起电容变化的传感器。

它的工作原理是利用材料的电容随温度的变化而变化。

当温度升高时，电容值会随之增加；当温度降低时，电容值会减小。

通过测量电容的变化，可以确定温度的变化。

热敏电势是一种根据温度变化引起电势变化的传感器。

它的工作原理是利用材料的电势随温度的变化而变化。

当温度升高时，电势值会随之增加；当温度降低时，电势值会减小。

通过测量电势的变化，可以确定温度的变化。

温度传感器的选择取决于应用场景的需求。

不同类型的传感器有不同的测量范围、精度和响应时间。

在选择传感器时，需要考虑温度范围、精度要求、响应时间等因素。

温度传感器广泛应用于各个领域，如工业自动化、环境监测、医疗设备等。

它们在保障生产安全、提高生产效率和改善生活质量方面发挥着重要作用。

总结一下，温度传感器是一种能够测量物体温度的设备，其基本原理是通过感知物体的热量变化来确定温度的变化。

常见的温度传感器有热敏电阻、热敏电容和热敏电势等。

选择合适的温度传感器需要考虑温度范围、精度要求和响应时间等因素。

温度传感器在各个领域有着广泛的应用，对于保障生产安全和提高生活质量起着重要作用。

温度传感器原理及应用温度是表征物体冷热程度的物理量，是工农业生产过程中一个很重要而普遍的测量参数。

温度的测量及控制对保证产品质量、提高生产效率、节约能源、生产安全、促进国民经济的发展起到非常重要的作用。

由于温度测量的普遍性，温度传感器的数量在各种传感器中居首位，约占50%。

温度传感器是通过物体随温度变化而改变某种特性来间接测量的。

不少材料、元件的特性都随温度的变化而变化，所以能作温度传感器的材料相当多。

温度传感器随温度而引起物理参数变化的有：膨胀、电阻、电容、而电动势、磁性能、频率、光学特性及热噪声等等。

随着生产的发展，新型温度传感器还会不断涌现。

由于工农业生产中温度测量的范围极宽，从零下几百度到零上几千度，而各种材料做成的温度传感器只能在一定的温度范围内使用。

常用的测温传感器的种类与测温范围如下表所示。

温度传感器与被测介质的接触方式分为两大类：接触式和非接触式。

接触式温度传感器需要与被测介质保持热接触，使两者进行充分的热交换而达到同一温度。

这一类传感器主要有电阻式、热电偶、PN结温度传感器等。

非接触式温度传感器无需与被测介质接触，而是通过被测介质的热辐射或对流传到温度传感器，以达到测温的目的。

这一类传感器主要有红外测温传感器。

这种测温方法的主要特点是可以测量运动状态物质的温度（如慢速行使的火车的轴承温度，旋转着的水泥窑的温度）及热容量小的物体（如集成电路中的温度分布）。

温度传感器的种类较多，我们介绍几种主要的温度传感器及应用电路。

PN结温度传感器工作原理晶体二极管或三极管的PN结的结电压是随温度而变化的。

例如硅管的PN结的结电压在温度每升高1℃时，下降-2mV，利用这种特性，一般可以直接采用二极管（如玻璃封装的开关二极管1N4148）或采用硅三极管（可将集电极和基极短接）接成二极管来做PN结温度传感器。

这种传感器有较好的线性，尺寸小，其热时间常数为0.2—2秒，灵敏度高。

测温范围为-50—+150℃。

温度传感器，使用范围广，数量多，居各种传感器之首。

温度传感器的发展大致经历了以下3个阶段：1.传统的分立式温度传感器（含敏感元件），主要是能够进行非电量和电量之间转换。

2.模拟集成温度传感器/控制器。

3.智能温度传感器。

目前，国际上新型温度传感器正从模拟式想数字式、集成化向智能化及网络化的方向发展。

温度传感器的分类温度传感器按传感器与被测介质的接触方式可分为两大类：一类是接触式温度传感器，一类是非接触式温度传感器。

接触式温度传感器的测温元件与被测对象要有良好的热接触，通过热传导及对流原理达到热平衡，这是的示值即为被测对象的温度。

这种测温方法精度比较高，并可测量物体内部的温度分布。

但对于运动的、热容量比较小的及对感温元件有腐蚀作用的对象，这种方法将会产生很大的误差。

非接触测温的测温元件与被测对象互不接触。

常用的是辐射热交换原理。

此种测稳方法的主要特点是可测量运动状态的小目标及热容量小或变化迅速的对象，也可测量温度场的温度分布，但受环境的影响比较大。

温度传感器的发展1.传统的分立式温度传感器——热电偶传感器热电偶传感器是工业测量中应用最广泛的一种温度传感器，它与被测对象直接接触，不受中间介质的影响，具有较高的精度；测量范围广，可从-50~1600℃进行连续测量,特殊的热电偶如金铁——镍铬，最低可测到-269℃，钨——铼最高可达2800℃。

2.模拟集成温度传感器集成传感器是采用硅半导体集成工艺制成的，因此亦称硅传感器或单片集成温度传感器。

模拟集成温度传感器是在20世纪80年代问世的，它将温度传感器集成在一个芯片上、可完成温度测量及模拟信号输出等功能。

模拟集成温度传感器的主要特点是功能单一（仅测量温度）、测温误差小、价格低、响应速度快、传输距离远、体积小、微功耗等，适合远距离测温，不需要进行非线性校准，外围电路简单。

2．1光纤传感器光纤式测温原理光纤测温技术可分为两类:一是利用辐射式测量原理,光纤作为传输光通量的导体,配合光敏元件构成结构型传感器;二是光纤本身就是感温部件同时又是传输光通量的功能型传感器。

应用中的优点非接触式红外温度传感器的主要性能指标有光谱响应、响应时间、重复性以及发射率等。

用于玻璃和陶瓷工业、造纸和包装工业、各类窑炉测温应用以及化工行业中来测仪器仪表等的温度，从而检测仪器仪表的运行状态，保证仪器的正常运行。

时代瑞资非接触式红外温度传感器的优点：在钢铁工业：钢铁工业使用温度计是因为产品都是处于运动状态，温度都非常高。

普通的钢铁工业应用是温度是一个持续的状态熔化的钢铁开始转变成块。

用同一的温度重新加热钢铁是防止它变形的关键，红外温度传感器被用来测量回热器的内部温度。

在高温旋转轧碾机中，红外温度传感器被用来确认产品的温度是在旋转限度内。

在冷却轧碾机，红外温度传感器在钢铁冷却的过程中来监控钢铁的温度。

在玻璃工业：在玻璃工业中，要被加热到很高的温度。

红外温度传感器用来监测熔炉中的温度。

手持式的传感器通过测量外部来探测高温点。

测量溶化玻璃的温度来决定适当的熔炉口的温度。

在扁平的玻璃品中，传感器在每个加工阶段都要检测温度。

错误的温度或过快的温度变化会造成不平的膨胀或收缩。

对于瓶子和容器产品来说，熔化的玻璃会流向保持在同一温度的前炉。

红外温度传感器被用来探测前炉的玻璃的温度。

所以它在出口的地方应该是适当的状态。

在玻璃纤维制品，红外传感器被用来在加工炉中探测前炉的玻璃的温度。

红外传感器在玻璃工业中另外一个用途是用于挡风玻璃制品工艺中。

在塑料工业：在塑料工业中，红外温度传感器被用来避免产品被玷污，测量动态物体和测量高温塑料。

在吹制的薄膜喷出的过程中，温度测量来调整适应加热和冷却可以帮助保持塑料的张力的完整和它的厚度。

在抛制的薄膜喷出的过程中，传感器帮助控制温度来保证产品的厚度和同一。

在薄片压出时，传感器可以让操作员来调整熄灭的加热器和冷卷来保证产品的质量。

化学工业：在石化行业中，炼厂在常规的预防维护程序中采用温度显示系统。

这些程序包括熔炉工艺的监控及热电偶示数的确认。

在熔炉工艺检测中，红外显示器被用来检测受热面管集结碳的比例。

非接触式温度传感器应用于医疗摘要——在这项研究中，我们已经开发出一种非接触式温度传感器，它使用卤化银红外光纤，用于医疗内窥镜。

我们测量的红外辐射，是通过热光纤光功率表，从热源由一银卤化物转移。

此外，一个热源和光功率测量温度之间的关系是确定的。

为了提高通过光纤银卤化物的红外辐射量和红外遥感的的一部分热光功率表，如红外线对焦镜头和光学设备准直器的使用。

热源和光功率测量温度之间的关系是确定的。

光纤温度测量范围：温度传感器采用热光功率表是从30至70摄氏度。

预计非接触式温度传感器采用红外光纤可根据本研究的结果为基础的医疗和工业应用开发。

关键词—红外光纤，光热功率计，非接触式温度传感器，红外线辐射I. 导言一般来说，非接触式温度计可以测量从一个遥远的红外辐射热源排放。

在没有明确的光纤温度传感器或一个红外光纤和红外线传感器组合许可的情况下，非接触式表面视线清楚。

这可能有助于确定了快速运动物体的表面温度，甚至在狭窄的地方和电磁场测量温度[1，2]。

作为一个红外波导，光纤的基于混合卤化银晶体，AgClxBr1 - X，被认为是为低温度下测量的最佳选择。

这些纤维的特点是灵活，不溶于水，且无毒[3]。

出于这个原因，卤化银红外光学纤维应用在红外光谱中，辐射测量和工业及医疗应用的热成像[4]。

在这项研究中，我们已经开发出一种使用卤化物红外线非接触式温度传感器，用于医疗内窥镜。

它可能会制造一个内窥镜系统，包括图像指导，光导和光纤温度传感器作为非接触式辅助通道。

通过使用热光功率表，光纤温度传感器测量的温度范围是30到70摄氏度。

II.物品和器材本次研究红外光纤选择的是卤化银红外光纤（红外900/1000，JT Ingram公司）。

这种纤维的外径为1.0毫米，包层的厚度为0.05毫米。

核心和包层的折射率是2.15和2.13，数值孔径（NA）为0.25。

银色金属卤化物的红外光学纤维是由纯氯化生产的：在一个核心包层结构的溴化银固溶体晶体。

t12的工作原理T12传感器是一种温度传感器，其工作原理基于热电效应。

本文将对T12传感器的工作原理进行详细介绍。

T12传感器是一种非接触式温度传感器，它能够实时测量目标物体的表面温度。

它的工作原理基于热电效应，即当两个不同材质的导体形成闭合回路时，当这个闭合回路的两个接点温度不一致时，就会产生电动势。

T12传感器由一个金属热电偶和一个辐射体组成。

金属热电偶通常由两种不同材质的金属丝制成，这两根金属丝分别被称为热电对和冷电对。

当热电对与冷电对连接形成闭合回路后，如果热电对与冷电对的接触温度不一致，就会产生电动势。

这个电动势的大小与热电对和冷电对的温差成正比。

辐射体是T12传感器的关键部分，它用来接收目标物体的辐射热量，并将其转化为热电对和冷电对的温差。

辐射体通常采用黑体或灰体，这些材料能够有效地吸收和发射热量。

当目标物体的表面温度不同于环境温度时，辐射体会吸收目标物体辐射出的热量，然后传递给金属热电偶。

当T12传感器测量目标物体的温度时，它会通过测量热电对和冷电对的温差来确定目标物体的温度。

在测量过程中，热电对的一个端口接触目标物体的表面，而冷电对则与环境保持接触。

由于热电对和冷电对的接触温度不一致，就会在金属热电偶中产生电动势。

通过测量这个电动势，T12传感器可以计算出目标物体的表面温度。

T12传感器具有许多优点。

首先，它是一种非接触式传感器，可以在测量过程中避免与目标物体接触，从而减少了测量误差。

其次，T12传感器具有快速响应的特性，可以实时测量目标物体的温度。

此外，T12传感器还具有较高的测量精度和稳定性，能够在各种环境条件下进行准确的温度测量。

T12传感器是一种基于热电效应的温度传感器，通过测量金属热电偶中的电动势来确定目标物体的表面温度。

它的非接触式测量方式、快速响应、高精度和稳定性使其在工业生产、医疗诊断、环境监测等领域得到广泛应用。

非接触式传感器在路桥结构健康监测中的应用陈扬叶发布时间：2023-07-28T05:01:30.882Z 来源：《工程建设标准化》2023年9期作者：陈扬叶[导读] 随着交通运输的快速发展，路桥结构的健康监测成为确保公共安全和维护基础设施可持续性的关键任务。

传统的健康监测方法存在诸多局限性，例如侵入性、复杂性和成本高昂。

为了克服这些问题，非接触式传感器应运而生。

本文通过综述已有研究成果，探讨了非接触式传感器在路桥结构健康监测中的应用，并对其优势和挑战进行了讨论。

珠海交通工程技术有限公司摘要：随着交通运输的快速发展，路桥结构的健康监测成为确保公共安全和维护基础设施可持续性的关键任务。

传统的健康监测方法存在诸多局限性，例如侵入性、复杂性和成本高昂。

为了克服这些问题，非接触式传感器应运而生。

本文通过综述已有研究成果，探讨了非接触式传感器在路桥结构健康监测中的应用，并对其优势和挑战进行了讨论。

关键词：非接触式传感器，路桥结构，健康监测，振动监测，应变监测一、引言随着城市化进程的加速和交通负荷的增加，路桥结构承受着越来越大的压力，因此，及时准确地监测结构健康状况变得至关重要。

传统的结构监测方法往往依赖于侵入性传感器和手动检查，存在许多局限性。

而非接触式传感器技术的发展为路桥结构健康监测提供了全新的解决方案。

二、非接触式传感器的原理和类型非接触式传感器是一种能够在不与被监测对象直接接触的情况下获取相关信息的传感器。

它们基于不同的物理原理和技术，可以用于各种应用领域，包括路桥结构的健康监测。

以下是几种常见的非接触式传感器原理和类型：1.光学传感器：光学传感器使用光学原理来测量目标物体的某些属性，如形状、位移、表面变化等。

常见的光学传感器包括激光测距仪、光纤传感器和视觉传感器。

激光测距仪可以通过测量激光束的时间延迟或相位差来确定目标物体的距离。

光纤传感器利用光纤中的光信号传播特性来检测应变、温度等参数。

视觉传感器则通过图像处理技术分析目标物体的形状、位移等信息。