溫度是一個(gè)基本的物理量,自然界中的一切過程無不與溫度密切相關(guān)。溫度傳感器是開發(fā)最早、應(yīng)用最廣的一類傳感器。根據(jù)美國(guó)儀器學(xué)會(huì)的調(diào)查,1990年,溫度傳感器的市場(chǎng)份額大大超過了其他傳感器。從17世紀(jì)初伽利略發(fā)明溫度計(jì)開始,人們開始利用溫度進(jìn)行測(cè)量。真正把溫度變成電信號(hào)的傳感器是1821年由德國(guó)物理學(xué)家賽貝發(fā)明的,這就是后來的熱電偶傳感器。50年以后,另一位德國(guó)人西門子發(fā)明了鉑電阻溫度計(jì)。在半導(dǎo)體技術(shù)的支持下,21世紀(jì)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。
現(xiàn)在主要介紹常用的熱電偶溫度傳感器。比如,兩種不同材質(zhì)的導(dǎo)體,如在某點(diǎn)相連接,對(duì)這個(gè)連接點(diǎn)加熱,在它們不加熱的部位就會(huì)出現(xiàn)電位差。這個(gè)電位差的數(shù)值與不加熱部位測(cè)量點(diǎn)的溫度有關(guān),和這兩種導(dǎo)體的材質(zhì)有關(guān)。這種現(xiàn)象可以在很寬的溫度范圍內(nèi)出現(xiàn),如果精確測(cè)量這個(gè)電位差,再測(cè)出不加熱部位的環(huán)境溫度,就可以準(zhǔn)確知道加熱點(diǎn)的溫度。由于它必須有兩種不同材質(zhì)的導(dǎo)體,所以稱之為“熱電偶"。不同材質(zhì)制成的熱電偶適用于不同的溫度范圍,它們的靈敏度也各不相同。熱電偶的靈敏度是指加熱點(diǎn)溫度變化1℃時(shí),輸出電位差的變化量。對(duì)于大多數(shù)金屬材料制成的熱電偶而言,這個(gè)數(shù)值大約在5~40μV/℃之間。