主流的温度传感器有(yǒu)哪些？该怎么选？

展至今，作(zuò)為(wèi)工(gōng)业、物(wù)联网、医(yī)疗等行业常见的传感器，温度传感器发展至今可(kě)谓是百花(huā)齐放。按照作(zuò)用(yòng)方式来分(fēn)的话，分(fēn)為(wèi)接触式和非接触式温度传感器。接触式温度传感器包括双金属温度计、玻璃液體(tǐ)温度计、压力式温度计、電(diàn)阻温度计、热敏電(diàn)阻和温差電(diàn)偶等；非接触式的基本是根据黑體(tǐ)辐射的基本定理(lǐ)，而这类传感器只有(yǒu)对黑體(tǐ)所测的温度才是真实温度，对于非黑體(tǐ)需要进行材料表面发射率的修正，不过材料表面发射率的测试精(jīng)度很(hěn)难保证，因為(wèi)其发射率受温度、波長(cháng)、表面状态、涂层等因素有(yǒu)关。
不过，现在主流的温度传感器分(fēn)為(wèi)四种，即RTD、热敏電(diàn)阻、热電(diàn)偶以及具(jù)有(yǒu)数字和模拟接口的集成電(diàn)路传感器。
RTD
RTD温度传感器主要是金属制成，通过温度变化影响自身電(diàn)阻值来测量温度。虽然常用(yòng)金属有(yǒu)铜、镍和镍合金，但是铂凭借良好的線(xiàn)性、重复性和稳定性稳固了温度参考传递國(guó)际标准的地位。RTD的電(diàn)阻是随着温度的上升而增大，但是也并非是很(hěn)严格線(xiàn)性，根据下图我们可(kě)以看到，会产(chǎn)生轻微偏差，一般情况下可(kě)以对電(diàn)阻值进行数字化处理(lǐ)，查找校正因子。
还是以铂為(wèi)例，在性能(néng)方面，铂RTD除了具(jù)有(yǒu)上述所说的線(xiàn)性、重复性和稳定性的优点，-200~+650℃的测温范围，0.1~1.0℃的测温精(jīng)度上也是比较优良的性能(néng)。
不过，RTD的缺点也是比较明显，由于需要恒定電(diàn)压/電(diàn)流，所以通電(diàn)过程中(zhōng)产(chǎn)生的功率会影响其所测温度，影响准确度（需进一步纠正）。另外，在RTD模拟信号输出时，放大器和ADC组件的自身误差也需要计算在内。
热敏電(diàn)阻
类似于RTD，热敏電(diàn)阻也是電(diàn)阻式传感器。它的分(fēn)类主要是按照温度系数划定，分(fēn)為(wèi)正温度系数热敏電(diàn)阻器（PTC）和负温度系数热敏電(diàn)阻器（NTC）。PTC主要材料為(wèi)掺杂的BaTiO3半导體(tǐ)陶瓷，而NTC主要材料是过渡金属氧化物(wù)半导體(tǐ)陶瓷。
以NTC為(wèi)例，虽然不是線(xiàn)性变化，但是它的線(xiàn)性度是指数函数，電(diàn)阻值随着温度的升高而降低。由于其本身材料因素，所以它的整體(tǐ)价格相对于铂RTD来说比较经济，同时，材料选用(yòng)也是相对灵活，能(néng)够加工(gōng)成各式各样的形状以及小(xiǎo)型化处理(lǐ)。另外，由于其電(diàn)阻随温度变化灵敏，它的测量精(jīng)度与铂RTD不相上下，為(wèi)0.05~1.5℃。
同样的，由于通電(diàn)过程中(zhōng)，产(chǎn)生的自热和ADC等因素会对测量结果造成影响，所以NTC的测量结果也需要进行纠正。它的适用(yòng)温度范围相对来说也比较苛刻，一般在0-150℃左右。需要指出的是，由于NTC元件容易老化，稳定性也一般。
热電(diàn)偶
热電(diàn)偶传感器是属于非常常见的接触式传感器，通过两种不同的导體(tǐ)材料两端接合形成回路。当结合点两端的温度不同，回路就会产(chǎn)生電(diàn)动势，也称為(wèi)热電(diàn)势，根据热電(diàn)势的大小(xiǎo)，在连接的表盘上显示温度。
由于使用(yòng)材料的灵活性，热電(diàn)偶传感器的测温范围很(hěn)广，工(gōng)作(zuò)温度可(kě)以达到2000℃以上，且属于耐用(yòng)器件，可(kě)用(yòng)于危险恶劣的环境下。同时它的感应接合点是直接暴露的，所以它对温度变化的响应较快。其实我们从原理(lǐ)上就可(kě)以看出来，热電(diàn)偶传感器不需要外接電(diàn)源，所以它不容易产(chǎn)生自发热。
显然，热電(diàn)偶传感器在准确度以及稳定性上会稍逊一筹，它的测温精(jīng)度在0.5-5.0℃，而由于暴露，抗腐蚀性较弱，所以稳定性不如RTD和热敏電(diàn)阻。
IC类传感器
IC类温度传感器属于集成式的传感器，目前分(fēn)為(wèi)模拟输出传感器、数字输出传感器、遠(yuǎn)程温度传感器以及温度开关类的具(jù)有(yǒu)温控器功能(néng)的传感器。不过，从主流分(fēn)类来看，模拟集成温度传感器和模拟集成数字传感器使用(yòng)较多(duō)。这两款传感器都属于内置ADC，将温度传感器集成在芯片上进行测量、计算、输出等动作(zuò)。IC类温度传感器的优点在于功耗较低，體(tǐ)积小(xiǎo)，集成度高，生产(chǎn)测试过程中(zhōng)已经做过校准，所以出厂后无需再次校准。
缺点在于，它的测试温度范围仅為(wèi)-70~+150℃，测温精(jīng)度与热電(diàn)偶传感器差不多(duō)，為(wèi)0.5-5.0℃。
在物(wù)联网成為(wèi)风口、传感器需求加速增長(cháng)的时代下，温度传感器无疑将会成為(wèi)重要的器件之一，如何选择合适的温度传感器，需要从温度范围、精(jīng)度、成本等多(duō)个角度考量。