2.x 其他测温传感器

2.x知识拓展：其它测温传感器

集成（PN结型）温度传感器热敏电容式温度传感器谐振式温度传感器热色法温度传感器光散色法温度传感器激光干涉法温度传感器超声波温度传感器光纤温度传感器2026/8/252PN结温度传感器是利用半导体硅材料的PN结其正向导通电压与温度变化呈线性关系的原理，将感受到的温度信号转换成电压输出的感温元件。

PN结温度传感器具有体积小、线性度好、灵敏度高、反应速度快、无需冷端补偿等优点。兼有热电偶、铂电阻及热敏电阻的主要优点，又在一定程度上克服了它们各自固有的缺点，赢得了“科学的眼睛”、“理想的感温元件”的美誉。2.6.1集成（PN结型）温度传感器

I0为反向饱和电流，B、η与材料和工艺有关常数，qVg0为禁带宽度。二极管：三极管：晶体管温度传感器基本电路42.6.2热敏电容式温度传感器

工作原理:(BaSr)TiO3(钛酸锶钡)系列陶瓷电容器的静电容(介电常数)随温度T变化。高介电常数的陶瓷材料：钛酸锶[SrTiO3,k=200)]钛酸锶钡[(BaSr)TiO3,k=200]

锆钛酸铅[Pb(Zr,Ti)O3,k=1000]，(锆gao)

如TI公司(德仪)开发的采用BST（BaSr）TiO3热电材料的产品和Honeywell公司使用二氧化钒（VO2）材料的热辐射计型产品都已达到实用化程度。5（BaSr）TiO3陶瓷电容传感器的静电容-温度特性静电容与温度的关系曲线2.6.2热敏电容式温度传感器

6v原理：

材料的弹性和密度随温度T变化，谐振器的谐振频率是温度T的函数，这是一种高精度的测温方法。v应用：石英晶体谐振器的分辨力为0.001℃，用于500℃以下的测量。铱和蓝宝石材料谐振器在1900℃时仍能保证原有性能，用于测量液态金属的温度。2.6.3谐振式温度传感器

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音叉式水晶温度传感器

v是一种新颖的数字传感器。v具有高准确度、高稳定及超高分辨率等优良特性。v是一种很有前途的基准。振动模式扭转振动模式测量范围较窄，对工艺要求苛刻。弯曲振动模式灵敏度高，同时满足宽温区工作和低功耗的要求，对工艺要求不苛刻。2.6.3谐振式温度传感器

2.6.4热色法温度传感器

热色测温方法主要通过示温敏感材料的颜色在不同温度下发生变化来指示温度的,示温漆和示温液晶都属于热色测温。激光拉曼光谱基本原理Rayleigh散射：弹性碰撞；无能量交换，仅改变方向；Raman散射：非弹性碰撞；方向改变且有能量交换；E0基态，

E1振动激发态；

E0+h

0

，

E1+h

0

激发虚态；获得能量后，跃迁到激发虚态.Rayleigh散射Raman散射

h

E0E1V=1V=0h

0h

0h

0H（

0

+

）E1+h

0E0+h

0h(

0

-

)激发虚态2.6.5光散射法温度传感器分束镜分束镜

激发染料激光（斯托克斯光束）泵浦光束吸收腔体泵浦光束全反镜全反镜全反镜透镜透镜透镜环状反射镜产生CARS信号双色镜黑体光腔干涉滤光片CARS测量装置Nd：YAG激光器：重复频率为10Hz、20Hz和30Hz，

=1064nm，倍频532nm泵浦光束：能量在50mJ—100mJ/脉冲基于干涉原理的各种光学方法测量介质的温度场,均可以等效为测量介质的折射率分布。它们的测量原理是将流场中各处折射率的变化(即被测介质密度的变化)转变为各种光参量的变化,记录并处理后可以得到其温度和分布主要用散斑照相法记录、干涉仪法记录和全息干涉法记录的方法记录。。2.6.6激光干涉法温度传感器12v工作原理：物体中传播声速取决于物体的种类、压力、密度及温度T。v方法：石英振子发出的超声波在被测物体中传播，其频率随物体温度T变化，经反射板反射后形成干涉，测定干涉来求出温度。v用途：测量变化很快的温度T和大范围的平均温度。2.6.7超声波温度传感器

纵波型温度传感器13工作原理：

根据温度引起的振荡频率的偏移量来测量温度。

SAW振荡器：由压电材料基片和沉积在基片上的叉指换能器组成。2.6.7超声波温度传感器

VR为SAW传播速度，L为两个IDT(发射接收电极)之间的距离，φE为放大器相移量，n为正整数（与电极形状及L值有关）。表面波型温度传感器14特点：

v直接输出数字信息。v灵敏度高、线性好。v半导体工艺批量生产、尺寸小、价格低。

可制成接触式和非接触式两种类型。易于遥测、遥控。表面波温度传感器的频温特性表面波型温度传感器温度℃声表面波温度传感器在电力系统状态监测中的应用大型火力、水力、核能发电设备高压输电线路沈阳供电公司某800KV变电站开关柜测温项目SAW无源无线温度传感系统162.6.8光纤温度传感器

1、光纤辐射式温度传感器：

适用于远距离遥测，最低可测温度400℃。Δ被测目标透镜硬包管软包管光纤束探测器输出光纤辐射式温度传感器

172、调制型荧光光纤温度传感器的测温原理原理:有些荧光物质受激发射的某些谱线的强度随温度T变化，通过测量特定谱线的强度来确定荧光物质所处温度。2.6.8光纤温度传感器

典型测温仪器的分类典型测温仪器的分类及原理物理现象

热膨胀

电阻热效应热电效应磁导率变化电容变化压电效应超声波传播速度变化物质颜色P–N结电动势光纤传输、荧光谱线强度热、光辐射种类铜/铂热电阻、热敏电阻热电偶BaSrTiO3陶瓷石英晶体振动器超声波温度计示温涂料液晶半导体二极管晶体管半导体集成电路温度传