尼克戴维斯
了解各种类型的温度传感器及其各自的优缺点。
温度传感器
温度传感器是最常用的传感器之一。所有类型的设备都使用温度传感器，包括计算机，汽车，厨房用具，空调和（当然）家用恒温器。五种最常见的温度传感器包括：
热敏电阻热电偶RTD（电阻温度探测器）数字温度计IC模拟温度计IC本文将简要介绍列出的每种传感器类型。
热敏电阻
如名称所暗示，热敏电阻（即，THERM人RESiStor的）是一种温度感测装置，其电阻是其温度的函数。
热敏电阻有两种类型：PTC（正温度系数）和NTC（负温度系数）。随着温度升高，PTC热敏电阻的电阻增加。相反，NTC热敏电阻的电阻随着温度的升高而降低，这种类型似乎是最常用的热敏电阻。见下面的图1。
图1.PTC和NTC热敏电阻电气符号。重要的是要认识到热敏电阻的电阻与其温度之间的关系是非常非线性的。见下面的图2。
图2.NTC热敏电阻的电阻与温度的关系。NTC热敏电阻的电阻随温度变化的标准公式如下：
在
R25C是室温下（25°C）热敏电阻的标称电阻。该值通常在数据表中提供。β（β）是热敏电阻的材料常数，以开尔文为单位。该值通常在数据表中提供。T是热敏电阻的实际温度，单位为摄氏度。然而，有两种简单的技术用于线性化热敏电阻的行为，即电阻模式和电压模式。
电阻模式线性化
电阻模式线性化将正常电阻与热敏电阻并联。如果电阻器的值与室温下的热敏电阻器的值相同，则线性化区域将在室温附近对称。见下面的图3。
图3.电阻模式线性化。电压模式线性化
电压模式线性化将热敏电阻与形成分压电路的普通电阻串联-分压电路必须连接到已知的，固定且稳定的电压参考电压VREF。
这种配置具有产生在温度上稍微线性的输出电压的效果。并且，类似于电阻模式线性化，如果电阻器的值等于室温下热敏电阻的电阻，那么线性化区域将在室温附近对称。见下面的图4。
图4.电压模式线性化。热电偶
热电偶通常用于测量更高的温度和更大的温度范围。
总结热电偶的工作原理，任何经受热梯度的导体都会产生很小的电压。这种现象称为塞贝克效应。产生的电压的大小取决于金属的类型。塞贝克效应的实际应用涉及两种不同的金属，它们在一端连接并在另一端分开。结的温度可以通过非结端处的导线之间的电压来确定。
有各种类型的热电偶。某些合金组合已经变得流行，并且所需的组合由变量驱动，包括成本，可用性，化学性质和稳定性。不同类型最适合不同的应用，通常根据所需的温度范围和灵敏度进行选择。
有关热电偶特性的图表，请参见图5。
图5.热电偶特性。图片由维基百科提供。电阻温度检测器（RTD）
电阻温度探测器，也称为电阻温度计，可能是最容易理解的温度传感器。RTD类似于热敏电阻，因为它们的电阻随温度而变化。然而，与热敏电阻-RTD一样，不是使用对温度变化敏感的特殊材料，而是使用缠绕在由陶瓷或玻璃制成的芯的线圈。
RTD导线是纯材料，通常是铂，镍或铜，并且该材料具有精确的电阻-温度关系，用于确定测量的温度。
模拟温度计IC
除了在分压器电路中使用热敏电阻和固定值电阻器之外，替代解决方案还可以是模拟低压温度传感器，例如ADI公司的TMP36。与热敏电阻相比，该模拟IC提供的输出电压几乎是线性的;在-40到+°C的温度范围内，斜率为10mV/°C，精确到±2°C。见下面的图6。
图6.TMP36数据表中的绘图。虽然这些器件非常易于使用，但它们比热敏电阻加电阻组合要昂贵得多。
数字温度计IC
数字温度设备更复杂，但它们可以高度准确。此外，它们可以简化您的整体设计，因为模数转换发生在温度计IC内部，而不是像微控制器那样的单独设备。例如，MaximIntegrated的DS18B20的精度为±0.5°C，温度范围为-55°C至+°C。
此外，一些数字IC可以配置为从其数据线获取能量，允许它们仅使用两条线（即数据/电源和地）连接。单击此处获取有关此“1-wire”接口的更多信息。
图7.DS18B20框图，取自DS18B20数据手温度传感器类型的比较
下表显示了所讨论的不同温度传感器之间的比较。但是，请记住，此信息应作为概括性接收。该表主要面向那些缺乏温度传感器的丰富经验和/或知识的人。
表1.所讨论的温度传感器的简要比较。支持信息
热电偶使用MAX和PICAXE测量热电偶温度制作基于EFM8的系统，用于监控和分析热电偶测量