溫度傳感器的發(fā)展應(yīng)用綜述

陳古璐 李莞林 雷宇婷 唐生威

摘 要：自從溫度傳感器發(fā)明以來，它對人類社會產(chǎn)生了巨大的影響，從普通的溫度傳感器到數(shù)智能化的溫度傳感器。在21世紀(jì)初，溫度傳感器的智能正在迅速走向高精度，多功能、總線標(biāo)準(zhǔn)化、高可靠性和安全發(fā)展，以及開發(fā)虛擬傳感器和網(wǎng)絡(luò)傳感器、研制單片測溫系統(tǒng)等高科技的方向迅速發(fā)展。本文綜述了溫度傳感器的發(fā)展和應(yīng)用，并對其發(fā)展和應(yīng)用提出了新展望。預(yù)測未來紅外成像技術(shù)將會朝著高檢測力、智能化的方向繼續(xù)發(fā)展。

關(guān)鍵詞：溫度;傳感器;數(shù)字化;智能化;發(fā)展;應(yīng)用

溫度傳感器是工業(yè)生產(chǎn)中最常見的傳感器類型。它將物體的溫度轉(zhuǎn)換成電信號輸出，具有結(jié)構(gòu)簡單、測量范圍廣、穩(wěn)定性好、精度高的優(yōu)點。溫度傳感器主要有熱敏電阻、熱電偶和集成形，且他們的制造方法各不相同。總的來說，它的發(fā)展已經(jīng)從模擬分離和集成階段過渡到智能階段。今天，溫度傳感器不僅僅是溫度輸出信號，而是綜合的濕度測量信號，且其信號輸出也由原來的單一信號變成多樣化的輸出形式，可以進(jìn)行遠(yuǎn)距離通信，可以根據(jù)需要對測量的溫度進(jìn)行記錄、設(shè)置上限報警和自控控制等多種功能。以下介紹溫度傳感器的發(fā)展與應(yīng)用。

1 溫度傳感器的發(fā)展情況

1.1溫度傳感器的發(fā)展歷程

溫度傳感器的發(fā)展大致經(jīng)歷了以下三個階段：

（1）傳統(tǒng)的分立式溫度傳感器（含敏感元件）;

（2）模擬集成溫度傳感器/控制器;

（3）智能溫度傳感器。

國際上新型溫度傳感器正從模擬式向數(shù)字式、由集成化向智能化、網(wǎng)絡(luò)化的方向，以及開發(fā)虛擬傳感器和網(wǎng)絡(luò)傳感器、研制單片測溫系統(tǒng)等高科技的方向迅速發(fā)展。

1.2溫度測量的最新進(jìn)展

目前，雖然主要溫度傳感器的技術(shù)，如熱電偶、熱電阻溫度傳感器和輻射溫度計等技術(shù)已經(jīng)發(fā)展的相當(dāng)成熟了，但它只可用于在傳統(tǒng)的應(yīng)用并不能滿足現(xiàn)有要求的許多領(lǐng)域，尤其是在高科技領(lǐng)域。因此，各國專家正在競爭開發(fā)新型溫度傳感器，自己特殊實用的溫度測量技術(shù)。

熱電偶是一種傳統(tǒng)的溫度傳感器，用途廣泛。近年來，一種新的溫度測量技術(shù)被開發(fā)出來，其在火災(zāi)報警中具有獨特的應(yīng)用。這種新型的溫度傳感器被稱為特種測溫?zé)崦綦娎|，又被稱為連續(xù)熱電偶（或?qū)崾綗犭娕迹?/p>

2 溫度傳感器在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用

2.1溫度傳感器在軍工業(yè)制造中的應(yīng)用

在軍工業(yè)中，用到溫度傳感器的有：軍用的，大炮，導(dǎo)彈，火箭，無人探測機(jī)，消防坦克，航空航天等一系列軍用物資。工業(yè)用的有：火電核電、制造業(yè)、機(jī)械制造、玻璃陶瓷、塑料橡膠、釀酒、制藥、食品、煙草、冶金冶煉、石油化工、輕工紡織、水處理、等工業(yè)行業(yè)。

2.2溫度傳感器在日常生活中的應(yīng)用

在日常生活中主要有人體測溫、空調(diào)、微波爐、烤箱、熱水器等等一些生活用品。其中最為廣泛的是人體測溫，普通測溫方式，是水銀溫度計，但是其測量時間較慢，同時水銀對人體有較大危害，故隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)在發(fā)明電子式體溫計，可以說解決了很多難題，因為目前已經(jīng)出現(xiàn)很多類型的新式體溫計。電子式體溫計利用某些物質(zhì)的物理參數(shù)，如電阻、電壓、電流等與環(huán)境溫度之間存在的確定關(guān)系，將體溫以數(shù)字的形式顯示出來，讀數(shù)清晰，攜帶方便。

2.3溫度傳感器在醫(yī)用器材中的應(yīng)用

其中較為常見的有輸氧呼吸機(jī)溫度檢測，監(jiān)測廂室、擴(kuò)散燈和油冷式馬達(dá)的溫度，吸入式麻醉機(jī)的溫度測量控制，血液分析儀對血液的分析檢測等等方面。

3 溫度傳感器的未來發(fā)展趨勢

自上世紀(jì)70年代，導(dǎo)纖維問世，它取得了快速的發(fā)展，隨著激光技術(shù)的廣泛應(yīng)用，證明了無論是在理論上，還是實踐上，光纖都具有一系列的優(yōu)越性。光纖在傳感技術(shù)領(lǐng)域中的應(yīng)用也日益受到廣泛重視。同時，光纖傳感器是一種將測量的狀態(tài)轉(zhuǎn)換為可測量的光學(xué)信號的裝置。它是由三部分組成：光耦合器、傳輸光纖和光電轉(zhuǎn)換器。能夠測量壓力、位移、變形、液位、角速度、線速度、溫度、磁場、電流、電壓等的光纖傳感器。據(jù)統(tǒng)計，目前大約有100個不同形式的光纖傳感器，用于不同的控制測量領(lǐng)域。所以預(yù)計光纖溫度傳感器將被廣泛使用，并且會在新技術(shù)革命中發(fā)揮越來越重要的作用。

熱敏電纜目前主要有兩種產(chǎn)品類型就是FTLD和CTTC，其實他們的測溫原理是相同的，僅僅是技術(shù)參數(shù)的不同而已。

另一方面，智能型溫度傳感器也是一個不容忽視的存在。新型溫度傳感器正從模擬式向數(shù)字式、由集成化向智能化、網(wǎng)絡(luò)化的方向，以及開發(fā)虛擬傳感器和網(wǎng)絡(luò)傳感器、研制單片測溫系統(tǒng)等高科技的方向迅速發(fā)展。智能型溫度傳感器的發(fā)展，也必將成為一種趨勢，它的發(fā)展將會解決更多的溫度測量方面的問題。

4 結(jié)束語

隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，溫度傳感器技術(shù)變得越來越重要，人們也認(rèn)識到它是影響人們生活水平的重要因素之一。溫度傳感器技術(shù)的發(fā)展趨勢可以從以下幾個方面來看待：第一，開發(fā)新材料、新工藝和新型溫度傳感器的開發(fā);第二，實現(xiàn)高精度、集成、智能的溫度傳感器;第三個是無線網(wǎng)絡(luò)，將溫度傳感器與其他學(xué)科交叉集成。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，將會有更先進(jìn)、更智能的溫度傳感器進(jìn)入人們的生活，使我們的世界更加敏感和智能。

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[4]秦志強.現(xiàn)代傳感器技術(shù)及應(yīng)用.電子工業(yè)出版社，2010-5-1.

作者簡介

陳古璐（1999—），女，四川阿壩州，本科，研究方向：測控技術(shù)與儀器。

李莞林（2000—），男，湖北襄陽，本科，研究方向：測控技術(shù)與儀器。

雷宇婷（2000—），女，四川成都，本科，研究方向：軌道交通信號與控制。

唐生威（1998—），男，四川達(dá)州，本科，研究方向：交通運輸。