完美的溫度傳感器：

對所測量的介質(zhì)沒有影響

非常精確

響應(yīng)即時（在多數(shù)情況下）

輸出易于調(diào)節(jié)

不管是哪種類型的傳感器，所有溫度傳感器都要考慮上述因素。

不管測量什么，最重要的是要確保測量設(shè)備自身不會影響所測量的介質(zhì)。進行接觸溫度測量時，這一點尤為重要。選擇正確的傳感器尺寸和導(dǎo)線配置是重要的設(shè)計考慮因素，以減少"桿效應(yīng)"及其他測量錯誤。

將對測量介質(zhì)的影響降至最低之后，如何準確地測量介質(zhì)就變得至關(guān)重要。準確性涉及傳感器的基本特性、測量準確性等。如果未能解決有關(guān)"桿效應(yīng)"的設(shè)計問題，再準確的傳感器也無濟于事。

響應(yīng)時間受傳感器元件質(zhì)量的影響，還會受到導(dǎo)線的一些影響。傳感器越小，響應(yīng)速度越快。

YSI Temperature利用微珠技術(shù)生產(chǎn)出了某些響應(yīng)最快的商用熱敏電阻。

使用微處理器后可以更輕松地調(diào)節(jié)非線性輸出，因此傳感器輸出的信號調(diào)節(jié)也更不成問題。YSI 4800Linearizing Circuit允許對熱敏電阻的輸出實施單組件線性化。

在各采購代理紛紛尋求最廉價的零件之時，工程師們卻認識到了傳感器"一分錢一分貨"的重要性。YSI熱敏電阻可為整體設(shè)計提供重要價值。

傳感器特性

NTC熱敏電阻

鉑RTD

熱電偶

半導(dǎo)體

傳感器

陶瓷 

金屬氧化尖晶石

鉑繞線式 

或金屬薄膜

熱電

半導(dǎo)體 

連接點

溫度范圍（常規(guī)）

-100 ~ +325˚C -200 ~ +650˚C 200 ~ +1750˚C -70 ~ 150˚C

準確性（常規(guī)）

0.05 ~ 1.5 ˚C 0.1 ~ 1.0˚C 0.5 ~ 5.0˚C 0.5 ~ 5.0˚C

100˚C時的 

長期穩(wěn)定性

0.2˚C/年（環(huán)氧）

0.02˚C/年（玻璃）

0.05˚C/年（薄膜）

0.002˚C/年（電線）

可變，某些類型會隨著

年限的變化而變化

>1˚C/年

輸出

NTC電阻

-4.4%/˚C（常規(guī)）

PTC電阻

0.00385Ω/Ω/°C

熱電壓

10μV ~ 40μV/°C

數(shù)字，各種輸出

線性度

指數(shù)函數(shù) 相當線性 多數(shù)類型呈非線性 線性

所需的電源

恒定電壓或電流 恒定電壓或電流 自供電 4 ~ 30 VDC

響應(yīng)時間

較快，0.12 ~ 10秒 一般較慢，1 ~ 50秒 較快，0.10 ~ 10秒 較慢，5 ~ 50秒

對電噪聲的敏感度

相當不敏感，

僅對高電阻敏感

相當不敏感 敏感/冷端補償

很大程度上

取決于布局

導(dǎo)線電阻影響

僅低電阻零件

很敏感。

需要三線或四線配置

對短期運行無影響。

需要TC延長線。

不適用

成本

低到中

繞線式——高

薄膜——低

低 中

上述每種主要類型的傳感器的基本操作理論都有所不同。

每種傳感器的溫度范圍也有所不同。熱電偶系列的溫度范圍最廣，跨越多個熱電偶類型。

精度取決于基本的傳感器特性。所有傳感器類型的精度各不相同，不過鉑元件和熱敏電阻的精度最高。一般而言，精度越高，價格就越高。

長期穩(wěn)定性由傳感器隨時間的推移保持其精度的一致程度來決定。穩(wěn)定性由傳感器的基本物理屬性決定。高溫通常會降低穩(wěn)定性。鉑和玻璃封裝的繞線式熱敏電阻是最穩(wěn)定的傳感器。熱電偶和半導(dǎo)體的穩(wěn)定性則最差。

傳感器輸出依照類型而有所變化。熱敏電阻的電阻變化與溫度成反比，因此具有負溫度系數(shù)(NTC)。鉑等基金屬具有正溫度系數(shù)(PTC)。熱電偶的千伏輸出較低，并且會隨著溫度的變化而變化。半導(dǎo)體通�？梢哉{(diào)節(jié)，附帶各種數(shù)字信號輸出。

線性度定義了傳感器的輸出在一定的溫度范圍內(nèi)一致變化的情況。熱敏電阻呈指數(shù)級非線性，低溫下的靈敏度遠遠高于高溫下的靈敏度。隨著微處理器在傳感器信號調(diào)節(jié)電路中的應(yīng)用越來越廣泛，傳感器的線性度愈發(fā)不成問題。

通電后，熱敏電阻和鉑元件都需要恒定的電壓或電流。功率調(diào)節(jié)對于控制熱敏電阻或鉑RTD中的自動加熱至關(guān)重要。電流調(diào)節(jié)對于半導(dǎo)體而言不太重要。熱電偶會產(chǎn)生電壓輸出。

響應(yīng)時間，即傳感器指示溫度的速度，取決于傳感器元件的尺寸和質(zhì)量（假定不使用預(yù)測方法）。半導(dǎo)體的響應(yīng)速度最慢。繞線式鉑元件的響應(yīng)速度是第二慢的。鉑薄膜、熱敏電阻和熱電偶提供小包裝，因此帶有高速選件。玻璃微珠是響應(yīng)速度最快的熱敏電阻配置。

會導(dǎo)致溫度指示有誤的電噪聲是使用熱電偶時的一個主要問題。在某些情況下，電阻極高的熱敏電阻可能是個問題。

導(dǎo)線電阻可能會導(dǎo)致熱敏電阻或RTD等電阻式設(shè)備內(nèi)出現(xiàn)錯誤偏差。使用低電阻設(shè)備（例如100Ω鉑元件）或低電阻熱敏電阻時，這種影響會更加明顯。對于鉑元件，使用三線或四線導(dǎo)線配置來消除此問題。對于熱敏電阻，通常會通過提高電阻值來消除此影響。熱電偶必須使用相同材料的延長線和連接器作為導(dǎo)線，否則可能會引發(fā)錯誤。

盡管熱電偶是最廉價、應(yīng)用最廣泛的傳感器，但NTC熱敏電阻的性價比卻往往是最高的。

傳感器的優(yōu)勢和劣勢

  NTC熱敏電阻 鉑RTD 熱電偶 半導(dǎo)體

傳感器 陶瓷（金屬氧化尖晶石） 鉑繞線式或金屬薄膜 熱電

半導(dǎo)體

連接點

優(yōu)勢

• 靈敏度

• 精度

• 成本

• 堅固耐用

• 包裝靈活

• 密封

• 表面安裝

• 精度

• 穩(wěn)定性

• 線性度

• 溫度范圍

• 自供電

• 不會自動加熱

• 堅固耐用

• 易于使用

• 板式安裝

• 堅固耐用

• 總成本

劣勢

• 非線性

• 自動加熱

• 潮濕故障

（僅對于非玻璃設(shè)備）

• 導(dǎo)線電阻錯誤

• 響應(yīng)時間

• 抗振

• 大小

• 包裝限制

• 冷端補償

• 精度

• 穩(wěn)定性

• TC延長線

• 精度

• 有限的應(yīng)用

• 穩(wěn)定性

• 響應(yīng)時間

每種傳感器都有其優(yōu)勢和劣勢。熱敏電阻的主要優(yōu)勢是：

靈敏度：熱敏電阻能隨非常微小的溫度變化而變化。

精度：熱敏電阻能提供很高的絕對精度和誤差。

成本：對于熱敏電阻的高性能，它的性價比很高。

堅固性：熱敏電阻的構(gòu)造使得它非常堅固耐用。

靈活性：熱敏電阻可配置為多種物理形式，包括極小的包裝。

密封：玻璃封裝為其提供了密封的包裝，從而避免因受潮而導(dǎo)致傳感器出現(xiàn)故障。

表面安裝：提供各種尺寸和電阻容差。

在熱敏電阻的劣勢中，通常只有自動加熱是一個設(shè)計考慮因素。必須采取適當措施將感應(yīng)電流限制在一個足夠低的值，以便使自動加熱錯誤降低到一個可接受的值。

非線性問題可通過軟件或電路來解決，會引發(fā)故障的潮濕問題可通過玻璃封裝來解決。

所有傳感器都有特定的優(yōu)勢和劣勢。要確保項目取得成功，關(guān)鍵是讓傳感器功能與應(yīng)用相匹配。如果您在確定熱敏電阻是否是最佳設(shè)計選件方面需要獲得幫助，請聯(lián)系雙發(fā)玻璃轉(zhuǎn)子流量計。