摘　要：　　介绍了常用的温度检测方法及相应的温度传感器的应用情况, 指出了温度传感器存在的问题及发展方向。关键词：　　温度　　检测方法　　传感器　　　温度是科学技术中最基本的物理量之一, 物理、化学、热力学、飞行力学、流体力学等学科都离不开温度。它也是工业生产中最普遍最重要的参数之一。许多工农业产品的质量都与温度密切相关。比如, 离开合适的温度, 许多化学反应就不能正常进行甚至不能进行;没有合适的温度炉窑就不能炼制出合格的产品; 没有合适的温度环境, 农作物就不能正常生长, 许多电子仪器就不能正常工作, 粮仓的储粮就会变质霉烂, 家禽的孵化也不能进行。可见, 温度的测量与控制十分重要。1　温度检测方法与相应的温度传感器　　温度的检测方法有多种, 常用的有电阻式、热电偶式、PN 结型、辐射型及石英谐振型等。它们都是基于温度变化引起其物理参数(如电阻值, 热电势等) 的变化的原理。随着测量技术的不断发展, 出现了适用于高温、强磁场干扰等恶劣环境的光纤温度传感器。下面分别予以介绍。　1.1　电阻温度传感器　　这种传感器以电阻作为温度敏感元件1根据敏感材料不同又可分成热电阻式和热敏电阻式1热电阻式一般用金属材料制成, 如铂、铜、镍等1热敏电阻是以半导体材料制成的陶瓷器件, 如锰、镍、钴等金属的氧化物与其它化合物按不同配比烧结而成。　1.2　热电偶温度传感器　　热电偶测温是基于“热电动势效应”。所谓热电动势效应是指A 、B 两种不同的导体组成闭合回路, 若两结点温度不同则在回路中产生电动势, 形成热电流。产生热电动势。　　以上所述利用电阻及热电偶检测温度, 需将其与被测物体直接接触以充分进行热交换, 热交换不充分就会造成测量误差1因此普通的热电偶只能用于测量气体、液体的温度,为便于测量各种形状的固体的温度, 人们研制出了特殊的热电偶, 如薄膜热电偶、表面热感温部分线路电偶等1热电阻测温同样存在问题, 一往采用的绕线式电阻耐压及振动能力差, 如今已出现薄膜式铂电阻, 薄膜式铜电阻感温元件1随着计算机技术的发展, 测温精度不断提高, 现已可将热电偶测温、热电阻测温及计算机技术相结合, 大大地扩展了测温范围, 提高了测量精度。　1.3　PN 结型及集成电路式温度传感器　　半导体PN 结测温是近几年来发展起来的一种新型测温手段。众所周知, PN 结的反向电流随温度呈指数规律变化,而当正向电流不变时, 其正向压降随温度近似线性变化1现代的PN 结温度传感器都是利用正向压降进行测温。　1.4　辐射式温度传感器　　众所周知, 自然界的所有物体对辐射都具有吸收和反射的能力1辐射式温度传感器就是利用物体的热辐射特性制成的1被测物体的辐射能被热敏元件(如热电偶、热敏电阻等)吸收时可使其物理参数(如输出电势、电阻值等) 发生变化, 利用现代测量手段检测出这种变化就可得被测温度1根据敏感原理不同, 辐射式温度传感器可分为全辐射式、红外辐射式、光电亮度式和光电比色式等, 并能实现非接触测量, 可测温度高达3 000 ℃以上。 全辐射式传感器中敏感元件接受被测物体的全部辐射能而使参数发生变化; 红外辐射式传感器中敏感元件只接受被测物体辐射能中部分波长的能量; 比色式传感器是基于物体温度不同其辐射能的光谱分布不同; 而亮度测量法是通过测量物体在一定波长下单色辐射亮度来确定温度, 被测温度的微小变化就会引起单色亮度很大变化。如辐射体温度由1 200 K 上升到1 500 K 时, 总辐射能仅增加215倍, 而波长为01660 LM 的红光单色亮度可增加10倍以上, 因此此方法是辐射测温中最精确的一种。　1.5　石英谐振型温度传感器　　目前广泛采用的电阻式、半导体式、热电偶式温度传感器有时难以满足分辨率及精度的要求1近来出现的石英谐振型温度传感器是将用水热和法生长的人造石英晶体按一定角度切割而获得的性能优良的传感器。　1.6　光纤温度传感器　　这是70年代发展起来的新型传感器1它是将光源的光经光纤送入调制区, 在调制区内被测参数(温度) 与进入调制区的光相互作用使光的光学性质(如强度、波长、频率等) 发生变化而成为被调制的信号光, 再经光纤送入光检测器及解调器而获得被测参数, 此种方法也适于其它参数的测量1根据传感原理不同, 光纤温度传感器可分成功能型和传输型1功能型传感器中光纤既是传光的介质又是温度敏感元件, 因此结构巧妙、简洁, 但既满足传输要求又满足敏感要求的光纤制作难度大, 所以只在有特殊要求的场合使用; 传输型传感器中光纤只起传光的作用, 对温度的敏感作用由其它元件来实现, 因此结构较前者复杂,但可通过分别选择性能优良的光纤和敏感元件而达到较高的性能1现在使用和研制的光纤传感器以传输性居多, 温度敏感元件可以是热电阻、热敏电阻、热电偶等180年代日本松下电器公司生产的光纤温度计在- 10～ 40 ℃间测温精度可达±0.05 ℃。　　在高温领域内, 有热电阻式(如铂等)、辐射式等光纤高温计, 如美、日等生产的管缆热电阻温度传感器可测温度高达1 000 ℃, 精度015级1中国科学院西安光机所于1989年12月申请专利的“双波长光纤温度传感器”可用于高温测量, 相对误差小于1% , 响应速度在0～10 Lmöm s1清华大学1989年1月申请专利的“光纤黑体腔温度传感器”在40～1 300 ℃间灵敏度可达011 ℃, 空间分辨率达几百个微米1哈尔滨工业大学研制的GFB201型光导式辐射比高精度测温仪可测温度为600～ 1 300 ℃, 精度达±013%; 在低温领域, 同样可用铂作敏感元件, 另外还有美国研制的两种碳电阻, 可测温度分别为- 26818～ -25310 ℃及- 27219～ - 27310 ℃1热敏电阻传感器一般用于常温范围, 国内已有SiC 薄膜热敏电阻温度传感器、镍薄膜温度传感器, 精度可达110 级1有一种光路遮断型光纤温度传感器亦可用于常温测量, 在10～ 50 ℃, 精度可达±015 ℃, 其原理是利用温度引起敏感元件的机械、磁、光学性质的变化, 在所定的温度之上让光通过, 在所定温度之下测遮断光或由温度改变遮蔽板位置从而改变透射光强度来测温, 温敏材料有铁氧体、石蜡、双金属片、水银等。