您感测到了什么？—— 四种温度传感器类型的优点与缺点 - Analog 技术纷纭谈 - 博客文章 - 德州仪器在线技术支持社区
您感测到了什么？—— 四种温度传感器类型的优点与缺点
您感测到了什么？—— 四种温度传感器类型的优点与缺点
选择也许看似小事一桩，但由于可用的产品多种多样，因此这项任务可能令人颇感畏惧。在这篇博客文章中，笔者将介绍四种类型的温度传感器（电阻式温度检测器 (RTD)、热电偶、热敏电阻器以及具有数字和模拟接口的集成电路 (IC) 传感器）并讨论每种传感器的优点与缺点。
从系统级的立足点来看，温度传感器是否适合您的应用将取决于所需的温度范围、准确度、线性度、解决方案成本、功能、功耗、解决方案尺寸、安装法（表面贴装法与通孔插装法以及电路板外安装法）还有必要支持电路的易设计程度。
当一边测量RTD的电阻一边改变它的温度时，响应几乎是线性的，表现得像一个电阻器。如图1所示，该RTD的电阻曲线并非完全呈线性，而是有几度的偏差（示出了一条用作参考的直线）&& 但却是高度可预测并可复验的。为了对这种轻微的非线性进行补偿，大多数设计人员都会对测得的电阻值进行数字化处理，并使用微控制器内的查找表以便应用校正因子。这种宽温度范围（大约-250℃至+750℃）内的可复验性和稳定性使RTD在高精度应用（包括在管道和大容器内测量液体或气体的温度）中极为有用。
图1：RTD的电阻与温度
用来处理RTD模拟信号的电路的复杂度基本上根据应用而变化。放大器和模数转换器（ADC）等组件（这些组件会产生它们自己的误差）是不可或缺的。只有当测量必要时才给传感器供电 && 通过该方法您也可实现低功耗运行，但这会使该电路复杂得多。而且，使传感器通电所需的功率还会提高其内部的温度，从而影响测量准确度。仅仅几毫安的电流，这种自加热效应就会产生温度误差（这些误差是可纠正的，但需要进一步的斟酌考量）。另外，请谨记：线绕式铂RTD或薄膜RTD的成本可能相当高，尤其当与IC传感器的成本进行比较时。
热敏电阻器
热敏电阻器是另一种类型的电阻式传感器。有多种多样可用的热敏电阻器，从物美价廉的产品到高精度产品，不一而足。低成本、低精度的热敏电阻器可执行简单的测量或阈值检测功能 && 这类电阻器需多个组件（如比较器、参考和分立式电阻器），但非常便宜，并具有非线性的电阻-温度属性，如图2所示。如果您需要测量宽范围的温度，您将需进行大量的线性化处理工作。对几个温度点进行校准可能是必要的。为实现更高的精度，可用更昂贵且公差更紧的热敏电阻阵列来帮助解决这种非线性难题，但这种阵列通常比单个热敏电阻器灵敏度低。
图2：热敏电阻器的电阻与温度
因为多跳变点系统增加了复杂度和成本，所以低成本热敏电阻器一般仅用于具有最少功能要求的应用，包括烤面包器、咖啡机、电冰箱和吹风机。此外，热敏电阻器还会遭受自加热问题的困扰（通常在较高温度下，此时它们的电阻较低）。和RTD的情况一样，尚未发现不能在低电源电压下使用热敏电阻器的根本原因 && 但请记住，满量程输出越低，它根据模数转换器（ADC）特性直接转化成的系统灵敏度越低。小功率应用还需要提高电路复杂度，以便能对噪声引起的误差非常敏感。热敏电阻器可在-100&C至+500&C的温度范围内运行，虽然大多数热敏电阻器的额定最高工作温度范围是+100&C至+150&C。
热电偶包括由不同材料制成的两根电线的接点。例如，J型热电偶是由铁和康铜制成的。如图3所示，接点1位于待测量的温度处，而接点2和接点3则被置于用模拟温度传感器测定的不同温度处。输出电压与这两个温度值的差大致成比例。
图3：将用于热电偶冷接点补偿
因为热电偶的灵敏度相当低（在每摄氏度几十微伏的量级上），所以您将需要低偏移放大器来产生可用的输出电压。在热电偶的工作范围内，温度至电压传递函数中的非线性往往需要补偿电路或查找表，正如RTD和热电偶一样。然而，尽管有这些缺点，热电偶仍非常流行，尤其适用于烤箱、水加热器、窑炉、测试设备和其它工业处理 && 原因是热电偶的热质量很低且工作温度范围（工作温度可扩展至2300℃以上）很宽泛。
IC传感器可在-55&C至+150&C的温度范围内工作 && 精选的几种IC传感器工作温度可高达+200&C。有各种类型的集成式IC传感器，不过四种最常见的集成式IC传感器当属模拟输出器件、数字接口器件、远程温度传感器以及那些具有温控器功能的集成式IC传感器（温度开关）。模拟输出器件（一般是电压输出，但有些也具有电流输出）在其需要ADC来对输出信号进行数字化处理时最像无源解决方案。数字接口器件最常使用两线接口（I2C或PMBus），并具有内置的ADC。
除了也包括一个局部温度传感器外，远程温度传感器还具有一路或多路输入以便监测远程二极管温度 && 它们最常被置于高度集成的数字IC（例如，处理器或现场可编程门阵列【FPGA】）中。当达到温度阈值时，温控器可提供简单的警报。
使用IC传感器有许多好处，包括：功耗低；可提供小型封装产品（有些尺寸小到0.8mm&0.8mm）；还可在某些应用中实现低器件成本。此外，由于IC传感器在生产测试过程中都经过校准，因此没有必要进一步校准。它们通常用于健身跟踪应用、可佩戴式产品、计算系统、数据记录器和汽车应用。
经验丰富的电路板设计人员将根据最终产品要求来使用最合适的解决方案。表1展示了每种温度传感器的相对优势/劣势。
表1：RTD、热敏电阻器、热电偶和IC传感器的相对优势与劣势
在接下来的几个月，笔者和笔者的同事将撰写更多温度基础知识方面的博客，欢迎继续予以关注。如果您希望我们讨论任何话题，请在下边发表意见来告知我们。
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看了这篇博文让我对对温度传感器有了新的认识，对该类传感器选型可以做到有理有据了。
非常好的一篇知识普及文章，谢谢！！
四种温度传感器类型在这里都有了简单明了地介绍解释，对于选择方案又有了新的认识，不错
IC在日常应用的时候低成本换来好品质。
虽然在一些极端环境下任然需要一些模拟的传感器，但是其他大量应用中，集成IC将在提供非常高的性价比和性能效能比。
之前主要用过RTD和IC传感器。IC传感器是CC3200开发板上自带的，RTD主要是PT1000，用在流量仪表上，国标有相应的补偿表，不过RTD的调理电路是一块专用IC里集成的，没自己设计过。希望能更新更多的内容，非常感谢！
学习了，选型又多了几个选择。
博文将四种温度传感器度从温度范围、准确度、线性度、解决方案成本、功耗等方面进行了详细的介绍和对比，为工程师的应用选型提供了很好参考。&&&&&&当前位置：&gt
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请问一下水温传感器怎么更换？
太平洋舰队少校-10级
贡献(馒头)5607, 距离下一级还需393贡献(馒头)
您好，精华帖至少要有15张图片，文字不少100个字！并且是原创内容，布局合理。
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楼主 电梯直达 楼
&发现水温传感器这个卡扣的位置漏水了！&水壶液面下降了1厘米。感觉是温感的密封圈坏了。。我按压了卡扣和传感器，发现冷却水会冒出来，这个自己换要怎么操作呢？是不是打开壶盖，水不会溢出？伸进去拍了个照，水是从卡扣的两边露出来的，外面是被我挤出来的冷却水，里面那条印迹干了，应该不是四通裂了。
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太平洋舰队大校-13级
贡献(馒头)23654, 距离下一级还需346贡献(馒头)
这个问题，帮顶下，坐等君版、大胸兄等高手解答
太平洋舰队中尉-8级
贡献(馒头)1704, 距离下一级还需296贡献(馒头)
好像要把线剪了,然后再接上...
太平洋舰队上校-12级
贡献(馒头)10376, 距离下一级还需4624贡献(馒头)
好像操作空间比较小，不好拆，还是让修理工帮着拆换吧。
太平洋舰队少校-10级
贡献(馒头)5607, 距离下一级还需393贡献(馒头)
&发表于&08:06&好像操作空间比较小，不好拆，还是让修理工帮着拆换吧。
这个不用拆，只要拿掉扣子，拔出来就好了，我是【不确定冷却水会不会冒出来】。不会冒水的话自己换一个就好了，也就40块钱，如果只换密封圈，只要3块~~~。如果那个4通坏了，是比较麻烦的。
太平洋舰队船长-19级
贡献(馒头)1051598
请汽修店的技工动手比较妥当
太平洋舰队少校-10级
贡献(馒头)5607, 距离下一级还需393贡献(馒头)
&发表于&09:08&请汽修店的技工动手比较妥当
太平洋舰队中士-5级
贡献(馒头)404, 距离下一级还需46贡献(馒头)
这么专业的问题，回答不上来啊！楼主知道了之后，记得也发布下啊，坐等高手解答
太平洋舰队中士-5级
贡献(馒头)407, 距离下一级还需43贡献(馒头)
这个专业问题啊，不是太懂，还是去店里看下吧
太平洋舰队中士-5级
贡献(馒头)392, 距离下一级还需58贡献(馒头)
自己不能弄的话还是去专业的店里好点，顺便可以去学习一下，也可以写个作业什么的教我们一下
太平洋舰队中校-11级
贡献(馒头)7383, 距离下一级还需1617贡献(馒头)
当水温传感器出现故障时，往往冷车起动时显示的还是热车时的温度信号，ECU得不到提供过浓混合气的信号，只能供给发动机较稀薄的混合气（热车时的信号），所以发动机冷车不易起动。这种情况需要检查水温传感器插头接触是否正常或更换水温传感器。耗油急剧增加怠速不稳，类似缺缸、断火故障；加速困难，踩加速踏板加速，转速上不去，消声器冒黑烟且发出“突突”声。。比如：读取该车静态发动机（所指的是冷车时）数据发现，发动机ECU输出的冷却液温度为105℃，而此时（设定是冬天的温度）发动机的实际温度只有1℃，很明显，发动机ECU所收到的水温信号是错误的，说明水温传感器出现了问题。需要说明的是，传感器是一种汽车电路上的电子原器件，如果这个器件坏了，修复的余地不大，只有换了。如果你想测试一下，简单的方法是将水温传感器放到加热杯里加热（注意别淹没插头部分），用万用表的“电阻档位“去测量，当温度升高时，电阻应该变小就对了，如果没有变化，则证明这个东西坏了。如果用用故障诊断仪检测这个部件，则需要再冷车时检测。水温传感器的作用是把冷却水温度转换为电信号，输入ECU后有：1。修正喷油量；当低温时增加喷油量。2。修正点火提前角；低温时增大点火提前角，高温时，为防止爆燃，推迟。3.影响怠速控制阀；低温时ECU根据水温传感信号控制怠速控制阀动作，提高速转。4.影响EGR阀；故障实例:大宇王子水温传感器失效引起的发动机故障故障现象：一辆大宇王子轿车，起动困难，将加速踏板踩到底，多次接通起动机方可起动发动机；怠速不稳，类似缺缸、断火故障；加速困难，踩加速踏板加速，转速上不去，消声器冒黑烟且发出“突突”声；故障指示灯亮。检修过程：估计是因混合气过浓或缺缸、断火而产生的故障。首先进行常规检查：起动发动机，用“试火”法检查各缸工作情况，结果是4个气缸都工作。发动机熄火后拆下火花塞，发现电极上有大量积炭，而且电极间隙也较大。通过常规检查，证实了故障是因混合气过浓和断火所致。然后用连接线短接诊断端子的两个插孔，打开点火开关观察仪表板上故障指示灯的闪烁次数，得到故障代码为14。经查询该代码含义为水温传感器输出电压过低。脱开水温传感器插接器，用万用表电阻档测量其电阻值为∞，证明水温传感器已经失效。起动时，由于电子控制模块（ECM）得到的水温信号是一个冷车信号，所以加大喷油量以利起动。结果由于空燃比失调，火花塞被燃油浸湿，发动机难以起动；起动后在火花塞上又形成大量积炭，引起了断火故障，进而影响发动机的怠速运转和加速性能。换上4个新火花塞和一个水温传感器后，发动机起动顺利，怠速和加速性能良好。
太平洋舰队中校-11级
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太平洋舰队少校-10级
贡献(馒头)4014, 距离下一级还需1986贡献(馒头)
我觉得还是不错要自己弄比较好吧
太平洋舰队下士-4级
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呵呵，没有更换过呢，不太懂啊！
太平洋舰队中校-11级
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上面说漏了最&重要一点。由于水温传感器故障，导致ECU温度信号异常，发动机大循环不能打开，导致机体温度过高，最后会将汽缸床烧坏，那时候只有换汽缸床，严重的必须换汽缸体，基本上就是换发动机总成了
太平洋舰队上士-6级
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去修理店问问
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打电话问问
太平洋舰队新兵-1级
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这么专业的问题，回答不上来啊！楼主知道了之后，记得也发布下啊，坐等高手解答
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汽车的水温传感器和热敏开关有什么区别，分别说说他们的作用及原理，一般问题现象
有热敏开关的车就没有经过电脑板.直截由热敏开关控制继电器带动风扇.没有热敏开关的车就由水温感应塞传输温度信号到电脑板.由电脑板控制继电器接通风扇.热敏开关的接法很简单.他就相当于一个开关.三个线插头一个为电源线.有些是正级控制.有些是负级控制.当温度到达85度接通低速档插头.到达93度接通高速档.插头.
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