溫度是一個基本的物理量,，自然界中的一切過錯無不與溫度密切相關(guān),。溫度傳感器是最早開發(fā),，應(yīng)用最廣的一類傳感器。溫度傳感器的市場份額大大超過了其他的傳感器,。從17世紀初人們開始利用溫度進行測量。在半導(dǎo)體技術(shù)的支持下,，本實際相繼開發(fā)了半導(dǎo)體熱電偶傳感器,、PN結(jié)溫度傳感器和集成溫度傳感器。與之相應(yīng),，根據(jù)波與物質(zhì)的相互作用規(guī)律,，相繼開發(fā)了聲學溫度傳感器、紅外傳感器和微波傳感器
隨著現(xiàn)代科技的發(fā)展,，傳感器技術(shù)的應(yīng)用越來越廣泛,。其中，在傳感器家族中占有重要地位的成員—溫度傳感器的應(yīng)用也深入了各個領(lǐng)域,。
一,、傳感器定義
什么叫傳感器？從廣義上講,，傳感器就是能感知外界信息并能按一定規(guī)律將這些信息轉(zhuǎn)換成可用信號的裝置：簡單說傳感器是將外界信號轉(zhuǎn)換成為電信號的裝置,。所以它由敏感元器件（感知元件）和轉(zhuǎn)換器件兩部分組成，有的半導(dǎo)體敏感元器件可以直接輸出電信號,，本身就構(gòu)成傳感器,。敏感元器件品種繁多，就其感知外界信息的原理來講,，可分為：一,、物理類，基于力,、熱,、光、電,、磁和聲等物理效應(yīng)。二,、化學類,，基于化學反應(yīng)的原理。三,、生物類,，基于酶、抗體和激素等分子識別功能,。通常據(jù)其基本感知功能可分為熱敏元件,、光敏元件、氣敏元件、力敏元件,、磁敏元件,、濕敏元件、聲敏元件,、放射線敏感元件,、色敏元件和味敏元件等十大類。下面對常用的熱敏,、光敏,、氣敏、力敏和磁敏傳感器及其敏感元件介紹如下,。
二,、溫度傳感器及熱敏元件
溫度傳感器主要由熱敏元件組成。熱敏元件品種較多,，市場上銷售的有雙金屬片,、銅熱電阻、鉑熱電阻,、熱電偶及半導(dǎo)體熱敏電阻等,。以半導(dǎo)體熱敏電阻為探測元件的溫度傳感器應(yīng)用廣泛，這是因為在元件允許工作調(diào)教范圍內(nèi),，半導(dǎo)體熱敏電阻器具有體積小,、靈敏度高、精度高的特點,，而且制造工藝簡單,、價格低廉。
1.半導(dǎo)體熱敏電阻的工作原理
按溫度特性熱敏電阻可分為兩類,；隨溫度上升電阻增加的為正溫度系數(shù)熱敏電阻,，反之為負溫度系數(shù)熱敏電阻。
（1）正溫度系數(shù)熱敏電阻的工作原理
此種熱敏電阻以鈦酸鋇為基本材料,，再摻入適量的稀土元素,，利用陶瓷工藝高溫燒結(jié)而成。純鈦酸鋇是一種絕緣材料,，但摻入適量的稀土元素如鑭和鈮等以后 ,，變成了半導(dǎo)體材料，被稱半導(dǎo)體化鈦酸鋇,。它是一種多晶體材料,，晶粒之間存在著晶粒界面，對于導(dǎo)電電子而言,，晶粒間界面相當于一個位壘,。當溫度較低時,，由于半導(dǎo)體化鈦酸鋇內(nèi)電場的作用，導(dǎo)電電子可以很容易越過位壘,，所以電阻值較�,。寒敎�度升高到居里點溫度（即臨界溫度，此元件的“溫度控制點”一般鈦酸鋇的居里點為120℃）時,，內(nèi)電廠受到破壞,，不能幫助導(dǎo)電電子越過位壘，所以表現(xiàn)為電阻值的急劇增加,。因為這種元件具有未達居里點前電阻隨溫度變化非常緩慢,，具有恒溫、調(diào)溫和自動控溫的功能,，至發(fā)熱,，不發(fā)紅，無明火,，不易燃燒,，電壓交、直流3~440V均可,，使用壽命長,，非常適用于電動機等電器裝置的過熱探測。
（2）負溫度系數(shù)熱敏電阻的工作原理
負溫度系數(shù)熱敏電阻是以氧化錳,、氧化鈷,、氧化鎳、氧化銅和氧化鋁等金屬氧化物為主要原料,，采用陶瓷工藝制造而成,。這些金屬氧化物材料都具有半導(dǎo)體性質(zhì)，完全類似于鍺,、硅晶體材料,，體內(nèi)的栽六子（電子和空穴）數(shù)目少，電阻較高,；溫度升高,，體內(nèi)載流子數(shù)目增加，自然電阻值降低,。負溫度系數(shù)熱敏電阻類型很多,，使用區(qū)分低溫（-60~300℃）、中溫（300~600℃）,、高溫（＞600℃）三種，有靈敏度高,、穩(wěn)定性好,、響應(yīng)快,、壽命長、價格低等優(yōu)點,，廣泛應(yīng)用于需要定點測溫的溫度自動控制電路,，如冰箱、空調(diào),、溫室等的溫控系統(tǒng),。
熱敏電阻與簡單的放大電路結(jié)合，就可檢測千分之一度的溫度變化,，所以和電子儀表組成測溫計,，能完成高精度的溫度測量。普通用途熱敏電阻工作溫度為-55℃~+315℃,，特殊低溫熱敏電阻的工作溫度低于-55℃,，可達-273℃。
