1、應(yīng)用廣泛的溫度傳感器
溫度是表征物體冷熱程度的物理量，無(wú)論是在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中還是日常生活中溫度都是一個(gè)很重要且普遍的測(cè)量參數(shù)。溫度的測(cè)量及控制對(duì)保證產(chǎn)品質(zhì)量、提高生產(chǎn)效率、節(jié)約能源、生產(chǎn)安全、促進(jìn)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展起到非常重要的作用。尤其是近年疫情肆起，紅外測(cè)溫傳感器的應(yīng)用也越來(lái)越多。種種因素導(dǎo)致溫度傳感器在市場(chǎng)中占有較大份額。
由于溫度測(cè)量的普遍性，溫度傳感器的數(shù)量在各種傳感器中居首位，約占19%。
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。作為溫度測(cè)量?jī)x表的核心部分，溫度傳感器也是品種繁多，不同場(chǎng)景所使用的溫度傳感器也常常不盡相同。
根據(jù)其應(yīng)用范圍和感應(yīng)能力，可以把溫度傳感器分成六種類型：熱電偶、電阻溫度傳感器RTD、熱敏電阻、PN結(jié)型傳感器、紅外溫度傳感器和溫度計(jì)。
熱電偶
熱電偶是溫度測(cè)量?jī)x表中常用的測(cè)溫元件，它直接測(cè)量溫度，并把溫度信號(hào)轉(zhuǎn)換成熱電動(dòng)勢(shì)信號(hào)，通過(guò)二次儀表轉(zhuǎn)換成被測(cè)介質(zhì)的溫度。
它具有精度高、慣性小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造方便、測(cè)量范圍廣和輸出信號(hào)便于遠(yuǎn)傳等特點(diǎn)。
由于熱電偶是一種無(wú)源傳感器，測(cè)量時(shí)不需外加電源，使用十分方便，所以常被用作測(cè)量爐子、管道內(nèi)的氣體或液體的溫度及固體的表面溫度。
熱電偶多與儀表、記載儀表、電子盤算機(jī)等一起搭配使用，進(jìn)行高溫或是低溫的測(cè)量。在石油、化工、鋼鐵、造紙、熱電、核電、軍事、航天等行業(yè)多被用作進(jìn)行高溫測(cè)量的儀器，提供精度保障。同時(shí)，在物聯(lián)網(wǎng)的樓宇自動(dòng)化等領(lǐng)域，溫度控制也必不可少，熱電偶在自動(dòng)化設(shè)備溫度感應(yīng)方面起到了重要的作用。
熱電阻傳感器RTD
熱電阻RTD是一種接觸式電阻傳感器，其電阻隨傳感器溫度升高而增大。
通常RTD材料包括銅、鉑、鎳及鎳/鐵合金，所以價(jià)格自然也就比較高。同時(shí)，RTD也是一種無(wú)源設(shè)備，它不會(huì)單獨(dú)產(chǎn)生輸出?？墒褂猛獠侩娮釉O(shè)備來(lái)測(cè)量傳感器電阻，方法是使小電流通過(guò)傳感器，以產(chǎn)生電壓。
在應(yīng)用方面，RTD作為一種用來(lái)測(cè)量空氣、土壤和水的溫度傳感器，主要用在土壤探測(cè)儀等精密儀器中。鑒于鉑電阻溫度傳感器具有極佳的可互換性和長(zhǎng)期穩(wěn)定性，多應(yīng)用在氣象和環(huán)保等部門。
熱敏電阻
熱敏電阻也是一種接觸式電阻傳感器，其電阻隨溫度的變化更加靈敏。熱敏電阻體積小、靈敏度高、穩(wěn)定性好、價(jià)格低廉、原料資源豐富，使用也很方便。
按照溫度系數(shù)不同分為正溫度系數(shù)熱敏電阻(PTC)和負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻(NTC)。正溫度系數(shù)熱敏電阻器的電阻值隨溫度的升高而增大，負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻器的電阻值隨溫度的升高而減小。
鑒于PTC的電阻與溫度正相關(guān)，其多與電路串聯(lián)使用，多用于溫度補(bǔ)償、過(guò)流保護(hù)、過(guò)熱保護(hù)、自控加熱、馬達(dá)啟動(dòng)、彩電消磁等，例如電器設(shè)備的過(guò)熱保護(hù)、無(wú)觸點(diǎn)繼電器、自動(dòng)增益控制、電機(jī)啟動(dòng)、火災(zāi)報(bào)警和溫度補(bǔ)償?shù)取?/span>
而NTC的電阻與溫度負(fù)相關(guān)，多用于溫度補(bǔ)償、溫度測(cè)量、流量測(cè)試、抑制浪涌電流等，在開關(guān)電源，UPS電源，電子鎮(zhèn)流器、自動(dòng)調(diào)節(jié)加熱器等設(shè)備中廣泛使用。
PN結(jié)溫度傳感器
PN結(jié)溫度傳感器是一種半導(dǎo)體敏感器件, 它能實(shí)現(xiàn)溫度與電壓的轉(zhuǎn)換。在常溫范圍內(nèi)兼有熱電偶，鉑電阻，和熱敏電阻的各自優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)它克服了這些傳統(tǒng)測(cè)溫器件的某些固有缺陷，是自動(dòng)控制和儀器儀表工業(yè)不可缺少的基礎(chǔ)元器件之一。
但它的測(cè)溫范圍比較窄，測(cè)溫范圍一般在-50℃~150℃，但也足以廣泛應(yīng)用。多被用于溫室大棚、水產(chǎn)養(yǎng)殖、醫(yī)療器械、家電等領(lǐng)域。
紅外傳感器
紅外傳感器又叫熱釋電紅外傳感器，是非接觸式溫度傳感器的代表。自然界中一切高于絕對(duì)零度的物體都在源源不斷地像外界散發(fā)熱量，而紅外傳感器可以感受這些熱量并將其轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，從而表達(dá)出溫度的高低。
大部分使用的是PIR傳感器來(lái)檢測(cè)熱量，現(xiàn)在的許多公司在生產(chǎn)過(guò)程中會(huì)將PIR和放大器、芯片封裝在一起，形成一個(gè)模組進(jìn)行銷售。
紅外傳感器的應(yīng)用大家都不陌生，現(xiàn)在防疫所用的測(cè)溫儀多使用就是紅外傳感技術(shù)。除此之外，紅外線傳感器可檢測(cè)飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行情況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)溫度異常部位，進(jìn)行預(yù)警；人造衛(wèi)星上的紅外線傳感器可以對(duì)地球云層進(jìn)行監(jiān)視，實(shí)現(xiàn)大范圍的天氣預(yù)報(bào)；具有紅外傳感器的望遠(yuǎn)鏡可用于軍事領(lǐng)域，探測(cè)敵人位置等。在人體測(cè)溫、人體感應(yīng)、感應(yīng)燈等領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用，與我們的生活息息相關(guān)。
溫度計(jì)
溫度計(jì)也是我們生活中最常見到的測(cè)量溫度的儀器，如干濕球溫度計(jì)、水銀/酒精溫度計(jì)、液晶溫度計(jì)等。
干濕球溫度計(jì)常用于氣象站的百葉箱測(cè)量溫度或者實(shí)驗(yàn)室等場(chǎng)所的溫度測(cè)量，精度較高。水銀、酒精溫度計(jì)是常用體溫計(jì)的類型，利用這些液體的熱脹冷縮來(lái)測(cè)出溫度。當(dāng)液晶溫度計(jì)相變時(shí)，其光學(xué)性質(zhì)也會(huì)改變，使液晶看起來(lái)變了色。盡管液晶溫度計(jì)讀數(shù)容易，但是精確度不足，常用于觀賞用魚缸中以指示水溫。
2、溫度傳感器的市場(chǎng)發(fā)展
隨著溫度傳感器在先進(jìn)便攜式醫(yī)療設(shè)備中的普及率不斷提高，汽車領(lǐng)域?qū)囟葌鞲衅鞯男枨蟛粩嘣鲩L(zhǎng)，家庭和樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)的采用不斷增加，溫度傳感器在物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的應(yīng)用也日益廣泛。
據(jù)統(tǒng)計(jì)，全球溫度傳感器市場(chǎng)規(guī)模預(yù)計(jì)將從2020年的63億美元增長(zhǎng)到2027年的88億美元，復(fù)合年增長(zhǎng)率為4.8％。
然而，如此廣闊的溫度傳感器的市場(chǎng)卻多被歐美等國(guó)外企業(yè)所占據(jù)。例如我們熟知的霍尼韋爾、德州儀器、德國(guó)堡盟、西門子、ABB、意法半導(dǎo)體等，他們多從最開始的傳感器出發(fā)，一步步兼并上下游，最后打造出一條全產(chǎn)業(yè)鏈的大公司。
當(dāng)然，國(guó)內(nèi)也有出現(xiàn)許多正在成長(zhǎng)的溫度傳感器制造商。
如在2020年擁有我國(guó)首款自研溫度傳感器芯片的山東華科半導(dǎo)體研究院有限公司、專攻熱釋電紅外傳感器的森霸傳感科技股份有限公司、專注于檢測(cè)汽車各系統(tǒng)中空氣或液體介質(zhì)溫度的江蘇日盈電子股份有限公司等。日后隨著企業(yè)的技術(shù)成熟以及國(guó)內(nèi)物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)對(duì)智能傳感設(shè)備的需求加大，溫度傳感器市場(chǎng)也將有國(guó)產(chǎn)的一席之位。
作者：艾力&Charles
