第二章 溫度傳感器

第5天 溫度傳感器基本知識

學習目標

1.了解溫度傳感器的作用和類型。

2.掌握熱敏電阻型、熱電偶型和金屬測溫電阻式三種溫度傳感器的基本工作原理。

溫度傳感器廣泛應用于現代汽車發動機、自動變速器和空調等系統，用于測量發動機的冷卻液溫度、進氣溫度、自動變速器油溫度、空調系統環境溫度、室內溫度等，是發動機燃油噴射、自動變速器換檔、離合器鎖定、油壓控制以及自動控制的重要信號。

汽車上的溫度傳感器因車型的差異，檢測的目的和范圍也不大一樣，那么其數量、使用的類型也有差異。目前溫度傳感器有繞組電阻式、熱敏電阻式、擴散電阻式、半導體二極管式、金屬芯式和熱電偶式等。實際應用在汽車上的溫度傳感器主要有熱敏電阻式、金屬熱電阻式、熱電偶式三種類型。這三種典型的溫度傳感器的主要特點見表2-1。

表2-1 典型溫度傳感器的特點

（續）

1.熱敏電阻式溫度傳感器

熱敏電阻是用陶瓷半導體材料與其他的金屬氧化物按適當的比例混合后高溫燒結而制成的溫度系數很大的電阻體。在工作范圍內，按陶瓷半導體與溫度的特性關系可分為三種：第一種，負溫度系數熱敏電阻（NTC），其電阻隨溫度升高而減少；第二種，正溫度系數熱敏電阻（PTC），其電阻隨溫度升高而按指數函數增加；第三種，臨界溫度系數熱敏電阻（CRT），其電阻隨溫度升高而按指數函數減少。在汽車上常見的有前兩種。

圖2-1 熱點效應原理圖

2.熱電偶式溫度傳感器

熱電偶式溫度傳感器是根據熱電效應（溫差電動勢效應）制成的，即將兩種不同材料的金屬黏合在一起，如圖2-1所示，在A、B間產生溫度差ΔTAB時，兩點間會出現一個電位差ΔUAB，即A、B兩點間的電位差僅取決于其溫度差的大小。測量時，將其中的一端置于恒溫箱中，另一端置于被測物中，被測物溫度變

化造成電位差的變化。電位差ΔUAB的變化實際上反映的是被測物溫度的變化。

3.金屬測溫電阻式溫度傳感器

金屬測溫電阻式溫度傳感器是以金屬元件作為檢測元件的傳感器，要求材料的電阻溫度系數、物理化學性能穩定且其自身的電阻率較大。金屬鉑和銅符合這一要求，成為較理想的、常用的熱電阻材料。其中因為鉑在很寬的溫度范圍內能保持良好的性能，所以得到了廣泛的應用；而銅雖然僅適用于-50～150℃，但其測溫精度高，穩定性好，且易加工，較為經濟。

另外，還要提到的有熱敏鐵氧體式溫度傳感器和應用在老式化油器式發動機上的石蠟式以及雙金屬片式氣體溫度傳感器，其中石蠟式溫度傳感器是利用石蠟的低溫固態、高溫液態、體積膨脹推動活塞運動，從而開、關閥門的原理制成的；雙金屬片式溫度傳感器則是將線脹系數不同的兩種金屬進行黏合，在高溫時，由于兩種金屬的線脹系數不同，使雙金屬片向膨脹量小的一方彎曲，利用這一特性制成可關閉閥門。

你學會了嗎？

1.溫度傳感器的作用和類型有哪些？

2.熱敏電阻型、熱電偶型和金屬測溫電阻式三種溫度傳感器是怎樣工作的？