溫度是一個(gè)基本的物理量,，自然界中的一切過錯(cuò)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(chǎng)份額大大超過了其他的傳感器。從17世紀(jì)初人們開始利用溫度進(jìn)行測(cè)量,。在半導(dǎo)體技術(shù)的支持下,，本實(shí)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(xué)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(gè)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(hào)的裝置：簡(jiǎn)單說傳感器是將外界信號(hào)轉(zhuǎn)換成為電信號(hào)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(hào),，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(xué)類,，基于化學(xué)反應(yīng)的原理。三、生物類,，基于酶,、抗體和激素等分子識(shí)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(duì)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(chǎng)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(cè)元件的溫度傳感器應(yīng)用廣泛，這是因?yàn)樵谠试S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(diǎn),，而且制造工藝簡(jiǎn)單、價(jià)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(fù)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?zé)Y(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(duì)于導(dǎo)電電子而言,，晶粒間界面相當(dāng)于一個(gè)位壘,。當(dāng)溫度較低時(shí)，由于半導(dǎo)體化鈦酸鋇內(nèi)電場(chǎng)的作用,，導(dǎo)電電子可以很容易越過位壘,，所以電阻值較小：當(dāng)溫度升高到居里點(diǎn)溫度（即臨界溫度,，此元件的“溫度控制點(diǎn)”一般鈦酸鋇的居里點(diǎn)為120℃）時(shí),，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?yàn)檫@種元件具有未達(dá)居里點(diǎn)前電阻隨溫度變化非常緩慢，具有恒溫,、調(diào)溫和自動(dòng)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(zhǎng)，非常適用于電動(dòng)機(jī)等電器裝置的過熱探測(cè),。
（2）負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻的工作原理
負(fù)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(fù)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(zhǎng),、價(jià)格低等優(yōu)點(diǎn),，廣泛應(yīng)用于需要定點(diǎn)測(cè)溫的溫度自動(dòng)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(jiǎn)單的放大電路結(jié)合,，就可檢測(cè)千分之一度的溫度變化,，所以和電子儀表組成測(cè)溫計(jì)，能完成高精度的溫度測(cè)量,。普通用途熱敏電阻工作溫度為-55℃~+315℃，特殊低溫?zé)崦綦娮璧墓ぷ鳒囟鹊陀?55℃,，可達(dá)-273℃,。
