溫度傳感器的發展應用綜述

陳古璐 李莞林 雷宇婷 唐生威

摘 要：自從溫度傳感器發明以來，它對人類社會產生了巨大的影響，從普通的溫度傳感器到數智能化的溫度傳感器。在21世紀初，溫度傳感器的智能正在迅速走向高精度，多功能、總線標準化、高可靠性和安全發展，以及開發虛擬傳感器和網絡傳感器、研制單片測溫系統等高科技的方向迅速發展。本文綜述了溫度傳感器的發展和應用，并對其發展和應用提出了新展望。預測未來紅外成像技術將會朝著高檢測力、智能化的方向繼續發展。

關鍵詞：溫度;傳感器;數字化;智能化;發展;應用

溫度傳感器是工業生產中最常見的傳感器類型。它將物體的溫度轉換成電信號輸出，具有結構簡單、測量范圍廣、穩定性好、精度高的優點。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?？偟膩碚f，它的發展已經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，可以進行遠距離通信，可以根據需要對測量的溫度進行記錄、設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展與應用。

1 溫度傳感器的發展情況

1.1溫度傳感器的發展歷程

溫度傳感器的發展大致經歷了以下三個階段：

（1）傳統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字式、由集成化向智能化、網絡化的方向，以及開發虛擬傳感器和網絡傳感器、研制單片測溫系統等高科技的方向迅速發展。

1.2溫度測量的最新進展

目前，雖然主要溫度傳感器的技術，如熱電偶、熱電阻溫度傳感器和輻射溫度計等技術已經發展的相當成熟了，但它只可用于在傳統的應用并不能滿足現有要求的許多領域，尤其是在高科技領域。因此，各國專家正在競爭開發新型溫度傳感器，自己特殊實用的溫度測量技術。

熱電偶是一種傳統的溫度傳感器，用途廣泛。近年來，一種新的溫度測量技術被開發出來，其在火災報警中具有獨特的應用。這種新型的溫度傳感器被稱為特種測溫熱敏電纜，又被稱為連續熱電偶（或尋熱式熱電偶）。

2 溫度傳感器在生產生活中的應用

2.1溫度傳感器在軍工業制造中的應用

在軍工業中，用到溫度傳感器的有：軍用的，大炮，導彈，火箭，無人探測機，消防坦克，航空航天等一系列軍用物資。工業用的有：火電核電、制造業、機械制造、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、等工業行業。

2.2溫度傳感器在日常生活中的應用

在日常生活中主要有人體測溫、空調、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，故隨著科學技術的發展，現在發明電子式體溫計，可以說解決了很多難題，因為目前已經出現很多類型的新式體溫計。電子式體溫計利用某些物質的物理參數，如電阻、電壓、電流等與環境溫度之間存在的確定關系，將體溫以數字的形式顯示出來，讀數清晰，攜帶方便。

2.3溫度傳感器在醫用器材中的應用

其中較為常見的有輸氧呼吸機溫度檢測，監測廂室、擴散燈和油冷式馬達的溫度，吸入式麻醉機的溫度測量控制，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展趨勢

自上世紀70年代，導纖維問世，它取得了快速的發展，隨著激光技術的廣泛應用，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越性。光纖在傳感技術領域中的應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轉換為可測量的光學信號的裝置。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。據統計，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域。所以預計光纖溫度傳感器將被廣泛使用，并且會在新技術革命中發揮越來越重要的作用。

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

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字式、由集成化向智能化、網絡化的方向，以及開發虛擬傳感器和網絡傳感器、研制單片測溫系統等高科技的方向迅速發展。智能型溫度傳感器的發展，也必將成為一種趨勢，它的發展將會解決更多的溫度測量方面的問題。

4 結束語

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

參考文獻

[1]陳黎敏.傳感器技術及其應用.機械工業出版社，2009-7-1.

[2]張森.光纖傳感器及其應用.西安電子科技大學出版社，2011-9-1.

[3]沙占友.智能化集成溫度傳感器原理與應用.機械工業出版，2002-7-1.

[4]秦志強.現代傳感器技術及應用.電子工業出版社，2010-5-1.

作者簡介

陳古璐（1999—），女，四川阿壩州，本科，研究方向：測控技術與儀器。

李莞林（2000—），男，湖北襄陽，本科，研究方向：測控技術與儀器。

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，四川達州，本科，研究方向：交通運輸。