接触式温度传感器

一、用途

接触式温度传感器主要用于测量物体的温度。在工业生产中，它能帮助监测设备的运行温度，确保设备在正常的温度范围内工作，避免因温度过高或过低导致设备损坏。在日常生活里，像冰箱、空调等家电也会使用接触式温度传感器来控制温度，给人们提供舒适的使用环境。同时，在医疗领域，它可以用于测量人体体温，辅助医生进行疾病诊断。

二、常见分类

1. 热电偶传感器

这是一种基于热电效应工作的传感器。它由两种不同的金属材料连接而成，当两个连接点处于不同温度时，就会产生热电势。热电偶传感器具有测量范围广、精度较高等优点，常用于工业高温测量。

2. 热电阻传感器

热电阻传感器利用金属或半导体的电阻随温度变化的特性来测量温度。金属热电阻常用的材料有铂、铜等，半导体热电阻则以热敏电阻为代表。热电阻传感器测量精度高，稳定性好，适用于中低温测量。

3. 双金属片温度传感器

它由两种热膨胀系数不同的金属片贴合在一起组成。当温度变化时，由于两种金属片的膨胀程度不同，双金属片会发生弯曲，通过测量弯曲程度来确定温度。这种传感器结构简单，成本低，常用于一些对精度要求不高的温度控制场合，如小型家电的温度控制。

三、技术原理

1. 热电偶传感器原理

当两种不同的金属导体A和B组成一个闭合回路，且两个接点温度不同时，回路中就会产生热电势。这是因为不同金属的电子密度不同，在接点处会发生电子的扩散和迁移，从而形成电势差。通过测量这个热电势，再根据热电偶的分度表，就可以确定被测温度。

2. 热电阻传感器原理

对于金属热电阻，其电阻值与温度之间存在一定的函数关系。一般来说，随着温度的升高，金属的电阻值会增大。通过测量热电阻的电阻值变化，就可以计算出温度的变化。半导体热敏电阻的电阻值随温度的变化更为显著，有的热敏电阻的电阻值会随温度升高而急剧减小（负温度系数热敏电阻），有的则会随温度升高而增大（正温度系数热敏电阻）。

3. 双金属片温度传感器原理

由于两种金属的热膨胀系数不同，当温度升高时，热膨胀系数大的金属片伸长量大于热膨胀系数小的金属片，双金属片就会向热膨胀系数小的金属片一侧弯曲；温度降低时则相反。通过机械装置将双金属片的弯曲程度转化为电信号，就可以实现温度的测量。

四、应用场景

1. 工业生产

在化工、冶金等行业，需要对反应釜、熔炉等设备的温度进行精确监测和控制。接触式温度传感器可以实时测量设备内部的温度，并将数据传输到控制系统。如果温度超出设定范围，控制系统会自动采取措施进行调整，保证生产过程的安全和稳定。

2. 智能家居

在智能家居系统中，接触式温度传感器可以安装在室内各个房间，实时监测室内温度。通过接入ThingsCloud物联网平台，用户可以在手机上随时查看各个房间的温度数据。同时，平台可以根据设定的温度范围进行定时控制，例如在晚上睡觉时自动调整空调温度，提高居住的舒适度。

3. 医疗保健

医院里常用的体温计就是一种接触式温度传感器。它可以准确测量人体体温，为医生诊断病情提供重要依据。此外，在一些医疗设备中，如培养箱、灭菌器等，也需要使用接触式温度传感器来保证设备内的温度符合要求。

五、使用举例

1. 工业应用举例

某化工厂的反应釜需要保持在特定的温度范围内进行化学反应。在反应釜内部安装热电偶温度传感器，传感器将测量到的温度信号转换为电信号，通过信号线传输到温度控制器。温度控制器将接收到的信号与设定的温度值进行比较，如果温度偏离设定值，控制器会自动调节加热或冷却装置的工作状态。同时，温度传感器的数据可以通过ThingsCloud物联网平台进行远程监控和管理。工作人员可以在办公室或家中通过手机或电脑查看反应釜的实时温度，当温度异常时，平台会及时发出告警通知，提醒工作人员采取措施。

2. 智能家居应用举例

在家庭中，安装热电阻温度传感器在客厅和卧室。这些传感器通过网关接入ThingsCloud物联网平台。用户可以在手机上下载ThingsCloud的APP，登录后即可查看各个房间的实时温度。用户可以设置温度的上下限，当温度超出范围时，平台会发送告警通知到用户的手机上。此外，用户还可以根据自己的生活习惯设置定时控制功能，比如在早上起床前半小时，自动将卧室温度调高到舒适的范围。同时，平台还可以实现智能联动，当室内温度过高时，自动打开空调进行降温。