?溫度傳感器（temperature transducer）是指能感受溫度并轉(zhuǎn)換成可用輸出信號(hào)的傳感器。溫度傳感器是溫度測(cè)量?jī)x表的核心部分，品種繁多。溫度傳感器是指能感受溫度并轉(zhuǎn)換成可用輸出信號(hào)的傳感器，以下是其主要性能參數(shù)：
一、測(cè)量范圍
定義與重要性
測(cè)量范圍是指溫度傳感器能夠準(zhǔn)確測(cè)量的溫度區(qū)間。這是一個(gè)非常關(guān)鍵的參數(shù)，它決定了傳感器可以應(yīng)用的場(chǎng)景范圍。例如，在食品冷藏行業(yè)，需要測(cè)量的溫度范圍一般在 - 20℃ - 10℃之間，用于監(jiān)測(cè)冷藏庫(kù)內(nèi)的溫度；而在鋼鐵冶煉過(guò)程中，溫度傳感器可能需要測(cè)量高達(dá) 1000℃ - 2000℃的高溫，用于監(jiān)測(cè)熔爐內(nèi)的溫度變化。
常見范圍示例
普通的鉑電阻溫度傳感器（Pt100）的測(cè)量范圍通常是 - 200℃ - 850℃；熱電偶溫度傳感器根據(jù)其材質(zhì)不同，測(cè)量范圍有所不同，如 K 型熱電偶可以測(cè)量 - 200℃ - 1372℃，S 型熱電偶能測(cè)量 - 50℃ - 1768℃；熱敏電阻溫度傳感器的測(cè)量范圍相對(duì)較窄，如負(fù)溫度系數(shù)（NTC）熱敏電阻一般在 - 50℃ - 300℃之間。
二、精度
定義與表示方式
精度是指?jìng)鞲衅鳒y(cè)量結(jié)果與真實(shí)值之間的接近程度，通常用誤差來(lái)表示。它包括線性誤差、遲滯誤差、重復(fù)性誤差等。例如，一個(gè)精度為 ±0.5℃的溫度傳感器，意味著在其測(cè)量范圍內(nèi)，測(cè)量結(jié)果與真實(shí)溫度之間的偏差最大可能達(dá)到 ±0.5℃。
影響精度的因素
傳感器自身特性：不同類型的溫度傳感器由于其工作原理和材料特性的差異，精度有所不同。例如，鉑電阻溫度傳感器精度較高，在合適的測(cè)量范圍內(nèi)，其精度可以達(dá)到 ±0.1℃ - ±0.3℃；而 NTC 熱敏電阻精度相對(duì)較低，一般在 ±1℃ - ±5℃之間。
環(huán)境因素：環(huán)境溫度、濕度、電磁場(chǎng)等因素也會(huì)對(duì)傳感器的精度產(chǎn)生影響。例如，在高濕度環(huán)境下，一些電子元件可能會(huì)受潮，導(dǎo)致傳感器性能下降，精度降低。
三、分辨率
定義與意義
分辨率是指?jìng)鞲衅髂軌驒z測(cè)到的最小溫度變化量。這一參數(shù)對(duì)于需要精確測(cè)量微小溫度變化的應(yīng)用場(chǎng)景非常重要。例如，在科學(xué)實(shí)驗(yàn)中，研究物質(zhì)的熱特性變化，可能需要分辨率很高的溫度傳感器，能夠檢測(cè)到 0.01℃甚至更小的溫度變化。
不同傳感器的分辨率差異
一般來(lái)說(shuō)，數(shù)字溫度傳感器的分辨率相對(duì)較高。例如，某些高精度的數(shù)字溫度傳感器分辨率可以達(dá)到 0.01℃；而一些模擬溫度傳感器的分辨率可能較低，在 0.1℃ - 1℃之間。
四、響應(yīng)時(shí)間
定義與影響因素
響應(yīng)時(shí)間是指溫度傳感器在感受到溫度變化后，輸出信號(hào)達(dá)到最終穩(wěn)定值的某個(gè)規(guī)定比例（如 90%、95% 或 99%）所需的時(shí)間。它主要取決于傳感器的熱容量、熱傳導(dǎo)方式以及封裝形式等因素。例如，熱容量小的傳感器響應(yīng)速度通常較快，因?yàn)樗軌蚋斓嘏c周圍環(huán)境達(dá)到熱平衡。
應(yīng)用場(chǎng)景對(duì)響應(yīng)時(shí)間的要求
在一些需要快速監(jiān)測(cè)溫度變化的場(chǎng)合，如火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)中的溫度傳感器，要求響應(yīng)時(shí)間短，一般在幾秒甚至更短的時(shí)間內(nèi)就能做出響應(yīng)，以便及時(shí)發(fā)出警報(bào)；而在一些對(duì)溫度變化響應(yīng)要求不那么高的環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中，響應(yīng)時(shí)間可以相對(duì)較長(zhǎng)。
五、穩(wěn)定性
定義與重要性
穩(wěn)定性是指?jìng)鞲衅髟陂L(zhǎng)時(shí)間使用過(guò)程中，其性能保持不變的能力。包括零點(diǎn)穩(wěn)定性和滿量程穩(wěn)定性。例如，一個(gè)穩(wěn)定的溫度傳感器在經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的使用后，其零點(diǎn)漂移（在沒有溫度輸入時(shí)輸出信號(hào)的變化）和滿量程輸出變化都很小，能夠保證測(cè)量結(jié)果的可靠性。
衡量穩(wěn)定性的方法
通常通過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的實(shí)驗(yàn)來(lái)衡量傳感器的穩(wěn)定性。將傳感器放置在一個(gè)穩(wěn)定的溫度環(huán)境中，定期（如每天、每周或每月）記錄其輸出信號(hào)，觀察信號(hào)的變化情況。一般要求傳感器在規(guī)定的使用期限內(nèi)，零點(diǎn)漂移和滿量程漂移在一定的范圍內(nèi)，如每年零點(diǎn)漂移不超過(guò) ±0.1℃，滿量程漂移不超過(guò) ±0.5℃。
六、線性度
定義與表示方法
線性度是指?jìng)鞲衅鬏敵鲂盘?hào)與溫度輸入之間的線性關(guān)系程度。理想情況下，傳感器的輸出信號(hào)與溫度變化呈完全的線性關(guān)系，但在實(shí)際中，由于傳感器自身的物理特性和制造工藝等因素，會(huì)存在一定的非線性。線性度通常用非線性誤差來(lái)表示，即實(shí)際輸出 - 理論線性輸出的最大偏差與滿量程輸出的百分比。
線性度對(duì)測(cè)量的影響
線性度好的傳感器在測(cè)量過(guò)程中更容易進(jìn)行校準(zhǔn)和數(shù)據(jù)處理。例如，在自動(dòng)化控制系統(tǒng)中，如果溫度傳感器的線性度差，可能會(huì)導(dǎo)致控制算法復(fù)雜，因?yàn)樾枰獙?duì)非線性的測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行復(fù)雜的補(bǔ)償處理，才能準(zhǔn)確地控制溫度。
七、輸出信號(hào)類型
模擬信號(hào)輸出
模擬信號(hào)輸出是溫度傳感器常見的輸出方式之一。例如，常見的有電壓輸出型和電流輸出型。對(duì)于電壓輸出型傳感器，輸出電壓與溫度呈一定的比例關(guān)系，如在一定溫度范圍內(nèi)，每變化 1℃，輸出電壓變化一定的毫伏數(shù)；電流輸出型傳感器則是輸出電流與溫度相關(guān)，一般采用 4 - 20mA 的標(biāo)準(zhǔn)電流信號(hào)，這種信號(hào)抗干擾能力較強(qiáng)，適用于長(zhǎng)距離傳輸。
數(shù)字信號(hào)輸出
數(shù)字信號(hào)輸出的溫度傳感器具有精度高、抗干擾能力強(qiáng)、便于與數(shù)字系統(tǒng)接口等優(yōu)點(diǎn)。例如，I2C 接口和 SPI 接口的數(shù)字溫度傳感器，它們可以直接與微控制器或其他數(shù)字設(shè)備進(jìn)行通信，通過(guò)數(shù)字協(xié)議傳輸溫度數(shù)據(jù)，減少了信號(hào)傳輸過(guò)程中的誤差和干擾。