家電檢修技術2023年第2期
（）元器件與代換
溫度的計量和監測在工農業生產和國民經濟各部門具有重要意義和十分廣泛的應用。而在溫度的計量和監測中，要將溫度訊號轉變為電訊號則離不開溫
敏元器件和溫度感測器。在測量過程中，由於溫度的計測範圍很寬，從極低溫到極高溫；每一種溫敏元器件和溫度感測器又具有各自的特點、適用範圍和使用條件。因此，
應根據實際使用時的不同要求適當地選擇溫敏元器件和溫度感測器。同時，根據目前材料學、工藝學及其他領域科學技術的發展，研製新型溫度感測器以及開發與其配套的二次儀表及顯示裝置便顯得尤為重要。本文簡單地介紹幾種溫敏元器件和溫度感測器。
1.接點式溫度開關
常用的有雙金屬片式溫度開關、水銀溫度繼電器、
感溫鐵氧體磁力開關等。雙金屬片式溫度開關是利用熱膨脹係數不同的兩種金屬，例如：鋼和鑄鋼、鐵和銅等固連在一起，隨著溫度的變化，雙金屬片的彎曲程度不同。
利用這種特性，調整其接觸點位置，使它在預定溫度接通或斷開，從而導致電路的接通或斷開。
水銀溫度繼電器是利用水銀熱脹冷縮原理，調整導體接點位置，使其在預定溫度與水銀液面相接或斷開，以控制電路的通斷。
感溫鐵氧體磁力開關是利用感溫鐵氧體ｍｎｚｎｆｅ等的導磁率在居里點溫度附近突然變化的特性，即由磁力很強突然變為磁力近於零或反之的特性製成接點式溫度開關。
上述幾種接點式溫度開關雖然具有使用方便、**便宜等特點，但控制精度不高、速度較低，僅適用於電壓不高、電流和功率不大的電路。
2.熱電偶
熱電偶是工業生產當中應用十分普遍的一種測溫手段。其工作原理是：根據物理學中的塞貝克效應，即在兩種金屬的導線構成的迴路中，若其接點保持不同的溫度，則在迴路中產生與此溫差相對應的電動勢。
圖１所示為熱電偶的測溫原理圖。圖中ａ（實線）、ｂ（虛線）為兩種熱偶絲，ｂ、ｃ為兩種熱偶絲的接點，ｔ１、ｔ０為接點溫度，ｅ為ａ點輸出電位，ｔａ為輸出端溫度。
熱電偶的結構簡單、使用溫度範圍廣、響應快、測量準確、
復現性好。使用細偶絲還可測微區溫度，並且無需電源。
實用化的熱電偶要考慮到具備熱電動勢大以及對溫度的線性、穩定性、
壽命、耐熱性、耐腐蝕性、一致性和互換性等條件。
3.測溫電阻
金屬鉑、銅、鎳等電阻隨溫度的不同而變化，其電阻的溫度係數在範圍，利用這種特性就可以製成測溫電阻。作為測溫電阻的材料，希望具有電阻溫度係數大、線性好、穩定、使用溫度範圍寬、
加工容易等特點。在鉑、銅、鎳中，鉑的效能最好，採用特殊的結構可以製成標準溫度計，它的適用溫度範圍為鎳比鉑便宜，它的電阻溫度係數大，適用溫度範圍在銅電阻價廉並且直線性好，但溫度高了易氧化，故適用於溫度較低的環境中。測溫電阻廣泛用於科研、生產、標準計量等領域中的溫度計測與控制。
4.熱敏電阻
熱敏電阻是指對溫度敏感的半導體材料製成的電阻，一般按溫度係數分為：負溫度係數熱敏電阻（ｎｔｃ）、正溫度係數熱敏電阻（ｐｔｃ）和臨界溫度係數熱敏電阻（ｃｔｒ）。這三類熱敏電阻的電阻率（ρ）～溫度（ｔ）的變化曲線如圖２所示。
ｎｔｃ熱敏電阻生產最早、最成熟、使用範圍也廣，最常見的是由金屬氧化物組成的，如：錳、鈷、鐵、鎳、銅等兩三種的氧化物混合燒結而成。
ｐｔｃ熱敏電阻是指呈正溫度係數的熱敏電阻。最常用的ｐｔｃ熱敏電阻是鈦酸鋇陶瓷中加入施主雜質、增大電阻溫度係數的受主雜質以及居里點移動劑而製成。圖３（ａ）、（ｂ）分別給出了採用ｐｔｃ熱敏電阻的電壓變換電路和電機過熱保護電路。
ｃｔｒ熱敏電阻是一種具有開關特性的負溫度係數熱敏電阻。當達到阻值急劇轉變溫度時，引起半導體葑金屬相變。同ｐｔｃ熱敏電阻一樣，利用這種特性可以製成無觸點開關。
簡介溫度感測器
笙裝甲兵技術學院
衣英剛朴慧京姚兆
圖1熱電偶示圖
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家電檢修技術2023年第2期（）元
器件與代換
熱敏電阻除按溫度係數區分外，還有以下３種分類方法：按結構形式分為體型、薄膜型、厚膜型３種；按工作方式分為直熱式、旁熱式、延遲電路３種；按工作溫區分為常溫區熱敏電阻、高溫區（＞３００℃）熱敏電阻、低溫區（＜－１９３℃）熱敏電阻。
熱敏電阻可以根據使用要求封裝加工成各種形狀的探頭。如：珠狀、片狀以及桿狀、錐狀、針狀等。
熱敏電阻具有尺寸小、響應速度快、靈敏度高等優點，所以應用非常廣泛，不僅在宇航、醫學、工業及家用電器等方面用於測溫、控溫、溫度補償、流速測量、液面指示等，而且在能源、地球資源、防災和治理公害等領域開闢了新的應用途徑。
5.半導體器件型溫度感測器（1）pn 結溫度感測器
ｐｎ結的正向結壓降隨溫度變化而變化，當取恆流供電時，在一定溫度範圍內，正向結壓降隨溫度增加近似成線性遞減。溫度每公升高１℃，結壓降大約減小２ｍｖ。利用這種特性製成的矽ｐｎ結溫度感測器國內已大量生產，並獲得廣泛應用。
這種產品具有靈敏度高、體積小、
重量輕、響應快、在一定溫度區內呈線性變化、產品批量生產、造價較低等特點。國內產品有等系列。
此外，為了擴充套件使用溫區的上限，國內研製並生產了ｇａａｓ、ｓｉｃ的ｐｎ結溫度感測器，工作溫度範圍突破了矽管的１５０℃的上限，如等系列產
品。典型的ｐｎ結溫度感測器的實用電路如圖４所示。
（2）電晶體溫度感測器
晶體三極體的基極、發射極結壓降ｕｂｅ是溫度ｔ的函式。當
ｉｃ恆定時，在一定溫度區間ｕｂｅ與ｔ近似成線性關係。圖５所示是用電晶體溫度感測器製成的溫度計的原理圖。由於整合溫度感測器的優異效能，電晶體溫度感測器已逐步被整合化溫度感測器所取代。
（3）整合溫度感測器
利用矽積體電路工藝技術可以將感溫電路、訊號放大電路、電源電路、補償電路等製作在一塊晶元上，構成單片式矽整合溫度感測器。整合溫度感測器的基本感溫電路如圖６所示。
它們是一對匹配的電晶體，使之分別工作在不同的電流密度之下。當ｉ１、ｉ２為恆流時，兩電晶體的ｕｂｅ之差△ｕｂｅ與ｔ成線性變化。採用這種基本感溫電路，可以設計出各種不同的電路形式和不同輸出型別的整合溫度感測器。
整合溫度感測器按輸出訊號形式分為電流型、電壓型和頻率型。它們的突出優點是：在其適用溫區範圍內具有靈敏度高、線性好、功能全和使用簡單方便。
無論電壓輸出、電流輸出還是頻率輸出都適合於與微機直接介面。蕁
電阻率ｐ（ω／ｃｍ）
溫度ｔ（℃）
圖2三類熱敏電阻的ρ～t 曲線圖（ａ）（ｂ）
圖3ptc 電壓變換電路和電機過熱保護電路圖
顯示或控制裝置
圖4pn 結溫度感測器的應用電路圖
圖5電晶體溫度計電路圖
圖6整合溫度感測器電路圖
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溫度感測器（電晶體）
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-u be
△u be
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溫度感測器
大多數燃油溫度感測器 ft 發動機冷卻水溫感測器 ect 和進氣溫度感測器 iat 是以相同的方式工作的，其測量方法也相同，大數ect iat和ft感測器都是乙個負溫度係數的熱敏電阻，也就是說它是乙個兩線式模擬感測器，這種感測器的電阻隨著感測器溫度的增加而減小，也有的感測器外殼接地，因此它只有一條訊...
溫度感測器實驗
本實驗包括以下兩個實驗 1.熱電偶測溫特性實驗 2.熱電阻測溫特性實驗 請在做以下實驗前請先仔細閱讀附錄中的溫控儀表操作說明。一 熱電偶測溫特性實驗 一 實驗目的 了解熱電偶測量溫度的原理與應用。二 基本原理 將兩種不同的金屬絲組成迴路，如果二種金屬絲的兩個接點有溫度差，在迴路內就會產生熱電勢，這就...
感測器簡介
科技名詞定義 中文名稱 感測器英文名稱 sensor measuring element transducer 定義1 能感受規定的被測量並按照一定的規律轉換成可用輸出訊號的器件或裝置。所屬學科 機械工程 一級學科 感測器 二級學科 感測器一般名詞 學科 定義2 接受物理或化學變數 輸入變數 形式的...