一個智能系統(tǒng)運作的基礎就是數(shù)據(jù)，而想要獲取精確、可靠的數(shù)據(jù)，傳感器自然是不可或缺的組成部分。在品類繁多的傳感器中，溫度傳感器應該算是歷史最悠久、應用最廣泛的產品之一。

隨著物聯(lián)網(wǎng)應用的興起，溫度感測的需求也保持著持續(xù)而穩(wěn)定的增長，根據(jù)TE Connectivity（TE）提供的數(shù)據(jù)，2016年溫度傳感器市場規(guī)模為53.3億美元，預計到2022年將增長到69.9億美元，年復合增長4.8%。

溫度傳感器的類型和選型

溫度傳感器的應用版圖也在不斷擴張，從對成本和小型化敏感的消費級市場，到工業(yè)、汽車等對可靠性和精度有更高要求的領域，溫度傳感器面對著不同的應用場景。這也就意味著，我們需要為不同的應用選擇不同類型的溫度傳感器。

實際上，經過多年的技術演進，溫度傳感器已經發(fā)展出不同的產品類型，根據(jù)其技術和工作原理可分為以下幾種：

1

NTC熱敏電阻

這是一種使用熱敏材料制造，隨溫度上升電阻值下降的元器件，它對于溫度變化很敏感，且不會引起熱負荷，測量范圍可達300℃，是一種高精度、低成本、輕量級、易量產的溫度測量解決元件，在醫(yī)療設備、家用電器、電動汽車電池溫度測量等領域都有廣泛的應用。NTC熱敏電阻的弱點在于容易受到潮濕環(huán)境的影響，隨著元件老化阻值會發(fā)生飄移。

2

熱電偶

熱電偶傳感器是將兩條不同的金屬線連接在一個端點上而制成的，當其暴露于熱源中時，電路中會產生電位差，人們就可以利用這個電位差來計算對應的溫度。與NTC熱敏電阻類似，熱電偶傳感器也具有重量輕、成本低的優(yōu)勢，更重要的是其測量溫度寬（可達1800℃），因此在一些高溫和惡劣環(huán)境下十分適用。熱電偶傳感器的弱項在于輸出的信號較弱，且通常需要冷端補償?shù)仁侄未_保測量精度，應用難度相對高一些。

3

RTD傳感器

RTD的意思是“電阻溫度探測器”，它是利用一些材料的電阻和溫度之間具有穩(wěn)定線性關系，通過測量該材料的電阻來測算溫度。在RTD傳感器中，鉑（Pt）被認為是制造穩(wěn)定可靠溫度傳感器的最佳材料，它的電阻在不同溫度下是完全線性的，精確度高，工作溫度范圍很寬，通?？梢栽?200℃至+1000°C溫度區(qū)間工作，在惡劣環(huán)境中（比如航天應用）性能表現(xiàn)也非常穩(wěn)定。要說RTD傳感器的不足，就是對于溫度變化不夠“敏感”，所以在相應的測量電路設計上需要多下功夫。

4

紅外熱電堆

和上述幾種溫度傳感器不同，紅外熱電堆是一種“非接觸式”溫度傳感器，也就是說它和熱源之間隔著一段距離就可以感測到測量對象的溫度。我們所熟悉的測量體溫的額溫槍采用的就是這種傳感器，實際上在家用電器、工業(yè)設備、火災和高溫報警器等很多應用中都可見其身影，它還作為探測人體運動的占位傳感器在很多物聯(lián)網(wǎng)應用中被采用。不過由于其在應用中要考慮光學路徑界面的設計，涉及的工程技能要更復雜些。

5

數(shù)字溫度傳感器

數(shù)字溫度傳感器是近年來發(fā)展較快的一個產品門類，它通過相應的電路將溫度物理量轉換成數(shù)字信號，這些數(shù)字信號可以通過計算機、PLC、智能儀表等數(shù)據(jù)采集裝置直接讀取，因此它通常用于恒溫器，以及作為一些電子產品的板裝傳感器。其測量精度高，成本也較低，但是測量溫度范圍有些局限，通常最高為150℃。

了解了上面這些溫度傳感器的特性，我們在為產品和應用選擇合適的溫度傳感器時，就可以對號入座，找到最合適的物料了。

表1：各種溫度傳感器特性比較（資料來源：TE）

PTF系列鉑金溫度傳感器

為了適應廣泛的溫度測量場景的需求，傳感器廠商也在不斷優(yōu)化自身的產品，一方面擴大產品線的廣度，提供豐富的產品組合；另一方面也在力求將某些特定產品的性能做到極致，在產品優(yōu)化的“深度”上下功夫。

今天我們就為大家介紹一款TE針對高溫、高精度、高可靠應用而打造的溫度傳感器產品——PTF系列鉑金溫度傳感器。

從名稱中我們就可以知道，PTF系列鉑金溫度傳感器屬于RTD傳感器。從上文不同溫度傳感器的比較中我們可以得知，雖然在測量范圍上RTD傳感器和熱電偶都擅長高溫測量，且熱電偶的成本較低，溫度范圍更寬，但是在測量精度上RTD傳感器更勝一籌，可以達到±0.05°C至±0.1℃（熱電偶精度通常更低，且更容易漂移）。因此在高溫、高精度測量中鉑金溫度傳感器肯定是不二之選。

圖3：PTF系列鉑金溫度傳感器溫度特性（圖源：TE）

另外，“PTF”是“鉑金薄膜”的意思，考慮到鉑完美的線性阻值/溫度特性以及極高的穩(wěn)定性，這樣的材料和工藝技術使得PTF系列鉑金溫度傳感器具有速度快、可靠性高、時間常數(shù)低（即老化時間對元件性能影響小）、耐惡劣環(huán)境的特性，各項性能均符合DIN EN 60751標準。具體來講，其特性優(yōu)勢包括：

測量精度高：±0.1K到±0.6K（在0℃時）

穩(wěn)定性強：堅固的結構，可最大限度地減少現(xiàn)場故障；在極端環(huán)境中也能實現(xiàn)精確、穩(wěn)定的測量。

響應時間快：低熱性能帶來快速響應時間。

溫度范圍寬：-200℃至+600°C，在高溫下穩(wěn)定性高，且在壽命內漂移較低。

緊湊型設計：元件外形小、重量輕。

圖4：PTF系列鉑金溫度傳感器容差特性（圖源：TE）

目前PTF系列鉑金溫度傳感器提供四個型號的產品，它們具有不同的外形尺寸和特性，對于新應用，通常推薦使用PTFC型，因為它成本較低，具有適合各種增值探頭和組件的外殼。在對響應時間和空間較為敏感的應用中，可以選擇外形較小的產品；而在需要大功率的設計中，則應該選擇外形較大的產品。

表2：PTF系列鉑金溫度傳感器不同型號產品比較（資料來源：TE）

上述這些特性，使得PTF系列鉑金溫度傳感器可以覆蓋白色家電、工業(yè)應用、汽車電池溫度測量、醫(yī)療患者監(jiān)護設備等高精度、高可靠應用，且具有很強的競爭力。

雖然在眾多電子元器件中，溫度傳感器產品迭代的速度不是很快，但是在產品的設計和制造中仍然十分考驗廠商的技術實力和對目標市場的理解力，PTF系列鉑金溫度傳感器就是在這樣的能力基礎上打磨出來的一款產品。想要了解更多該系列產品的技術細節(jié)，以及相關的設計資源，訪問下面貿澤電子網(wǎng)站中的產品專頁——

原文標題：高精度、高可靠的溫度傳感器如何選？我們用TE產品舉個栗子~

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責任編輯：haq