科學技術離不開測量。測量的目的就是要獲得被測對象的有關物理或化學性質的信 息，以便根據這些信息對被測對象進行評價或控制，完成這一功能的器件就我們稱之為傳感器。傳感器是信息技術的前沿尖端產品，被廣泛用於工農業生產、科學研 究和生等領域，尤其是溫度傳感器，使用范圍廣，數量多，居各種傳感器之首。溫度傳感器的發展大致經歷了以下3個階段;
(1) 傳統的分立式溫度傳感器(含敏感元件);主要是能夠進行非電量和電量之間轉換。
(2) 模擬集成溫度傳感器/控制器;
(3) 智能溫度傳感器。目前，國際上新型溫度傳感器正從模擬式向數字式、由集成化向智能化、網絡化的方向發展。
2 傳感器的分類
傳感器分類方法很多，常用的有2種:一種是按被測的參數分，另一種是按變換原理來分。通常按被測的參數來分類，可分為熱工 參數:溫度、比熱、壓力、流量、液位等;機械量參數:位移、力、加速度、重量等;物性參數:比重、濃度、算監度等;狀態量參數:顏色、裂紋、磨損等。溫度 傳感器屬於熱工參數。
溫度傳感器按傳感器於被測介質的接觸方式可分為2大類:一類是接觸式溫度傳感器，一類是非接觸式溫度傳感器，接觸式溫度傳感 器的測溫元件與被測對象要有良好的熱接觸，通過熱傳導及對流原理達到熱平衡，這時的示值即為被測對象的溫度。這種測溫方法精度比較高，並在一定程度上還可 測量物體內部的溫度分布，但對於運動的、熱容量比較小的、或對感溫元件有腐蝕作用的對象，這種方法將會產生很大的誤差。
非接觸測溫的測溫元件與被測對象互不接觸。目前最常用的是輻射熱交換原理。此種測溫方法的主要特點是可測量運動狀態的小目標及熱容量小或變化迅速的對象，也可測溫度場的溫度分布，但受環境的影響比較大。
3 傳感器的原理及發展
3.1 傳統的分立式溫度傳感器—熱電偶傳感器
熱電偶傳感器是工業測量中應用最廣泛的一種溫度傳感器，它與被測對象直接接觸，不受中間介質的影響，具有較高的精確度;測量范圍廣，可從-50℃-1600℃進行連續測量，特殊的熱電偶如金鐵-鎳鉻，最低可測到-269℃，鎢-铼最高可達2800℃。
熱 電偶傳感器主要按照熱電效應來工作。將兩種不同的導體A和B 連接起來，組成一個閉合回路，即構成感溫元件，如圖1所示。當導體A和B的兩個接點1和2之間存在溫差時，兩者之間便產生電動勢，因而在回路中形成一定大 小的電流，這種現象即稱為熱電效應，也叫溫差電效應。熱電偶就是利用這一效應進行工作的。熱電偶的一端是將A、B兩種導體焊接在一起，稱為工作端，置於溫 度為t的被測介質中。另一端稱為參比端或自由端，放於溫度為t0的恆定溫度下。當工作端的被測介質溫度發生變化時，熱電勢隨之發生變化，將熱電勢送入計算 機進行處理，即可得到溫度值。
光電耦合器及其應用電路圖（轉） - zmurder - 起點的博客
熱電偶兩端的熱電勢差可以用下式表示:
Et=E(t)-E(t0)
式中:Et—熱電偶的熱電勢
E(t)—溫度為t時的熱電勢
E(t0)—溫度為t0時的熱電勢
當參比端的溫度t0恆定時，熱電勢只於工作端的溫度有關，即Et=f(t)。
當組成熱電偶的熱電極的材料均勻時，其熱電勢的大小與熱電極本身的長度和直徑無關，只與熱電極的成分及兩端的溫度有關。
3.2 集成(IC)溫度傳感器
(1) 模擬集成溫度傳感器
集成傳感器是采用硅半導體集成工藝而制成的，因此亦稱硅傳感器或單片 集成溫度傳感器。模擬集成溫度傳感器是在20世紀80年代問世的，它是將溫度傳感器集成在一個芯片上、可完成溫度測量及模擬信號輸出功能的專用IC。模擬 集成溫度傳感器的主要特點是功能單一(僅測量溫度)、測溫誤差小、價格低、響應速度快、傳輸距離遠、體積小、微功耗等，適合遠距離測溫、控測，不需要進行 非線性校准，外圍電路簡單。目前在國內外仍普遍應用的一種集成傳感器，下面介紹一種具有高靈敏度和高精度的IC溫度傳感器—AN6701。
AN6701的原理圖如圖2所示，它由溫度檢測電路、溫度補償電路以及緩沖放大器3部分組成。
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IC 溫度傳感器的檢測電路是利用晶體管對兩個發射極的電流密度差產生基極-發射極之間的電壓差(VbC)的原理而工作的。圖3所示為溫度檢測及溫度補償電路 圖。圖2中，T1-T5為檢測電路，T8-T11及RC組成的電路產生正比其絕對溫度的電流，該電流通過T12和T13注入T7，即可獲得對應於注入電流 的補償溫度。RC為外接電阻，使傳感器的校准比較方便。
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(2) 智能溫度傳感器
傳 感器(亦稱數字溫度傳感器)是在20世紀90年代中期問世的。它是微電子技術、計算機技術和自動測試技術(ATE)的結晶。目前，國際上已開發出多種智能 溫度傳感器系列產品。智能溫度傳感器內部都包含溫度傳感器、A/D轉換器、信號處理器、存儲器(或寄存器)和接口電路。有的產品還帶多路選擇器、中央控制 器(CPU)、隨機存取存儲器(RAM)和只讀存儲器(ROM)。智能溫度傳感器的特點是能輸出溫度數據及相關的溫度控制量，適配各種微控制器 (MCU);並且它是在硬件的基礎上通過軟件來實現測試功能的，其智能化和諧也取決於軟件的開發水平。
4 智能溫度傳感器發展的新趨勢
21世紀後，智能溫度傳感器正朝著高精度、多功能、總線標准化、高可靠性及安全性、開發虛擬傳感器和網絡傳感器、研制單片測溫系統等高科技的方向迅速發展。
4.1 提高測溫精度和分辨力
21 世紀90年代中期最早推出的智能溫度傳感器，采用的是8位A/D轉換器，其測溫精度較低，分辨力只能達到1℃。目前，國外已相繼推出多種高速度、高分辨力 的智能溫度傳感器，所用的是9～12位A/D轉換器，分辨力一般可達0.5～0.0625℃。由美國DALLAS半導體公司新研制的DS1624型高分辨 力智能溫度傳感器，能輸出13位二進制數據，其分辨力高達0.03125℃，測溫精度為±0.2℃。為了提高多通道智能溫度傳感器的轉換速率，也有的芯片 采用高速逐次逼近式A/D轉換器。以AD7817型5通道智能溫度傳感器為例，它對本地傳感器、每一路遠程傳感器的轉換時間分別僅為27μs、9μs。
