溫度感測原理
兩種不同材質的導體，如在某點互相連線在一起，對這個連線點加熱，在它們不加熱的部位就會出現電位差。這個電位差的數值與不加熱部位測量點的溫度有關，和這兩種導體的材質有關。這種現象可以在很寬的溫度範圍內出現，如果精確測量這個電位差，再測出不加熱部位的環境溫度，就可以準確知道加熱點的溫度。由於它必須有兩種不同材質的導體，所以稱之為“熱電偶”。不同材質做出的熱電偶使用於不同的溫度範圍，它們的靈敏度也各不相同。熱電偶的靈敏度是指加熱點溫度變化1℃時，輸出電位差的變化量。對於大多數金屬材料支撐的熱電偶而言，這個數值大約在5～40微伏/℃之間。
熱電偶感測器有自己的優點和缺陷，它靈敏度比較低，容易受到環境干擾信號的影響，也容易受到前置放大器溫度漂移的影響，因此不適合測量微小的溫度變化。由於熱電偶溫度感測器的靈敏度與材料的粗細無關，用非常細的材料也能夠做成溫度感測器。也由於製作熱電偶的金屬材料具有很好的延展性，這種細微的測溫元件有極高的回響速度，可以測量快速變化的過程。
溫度感測器的種類
溫度感測器是五花八門的各種感測器中最為常用的一種，現代的溫度感測器外形非常得小，這樣更加讓它廣泛套用在生產實踐的各個領域中，也為我們的生活提供了無數的便利和功能。溫度感測器有四種主要類型：熱電偶、熱敏電阻、電阻溫度檢測器(RTD)和IC溫度感測器。IC溫度感測器又包括模擬輸出和數字輸出兩種類型。
接觸式溫度感測器
接觸式溫度感測器的檢測部分與被測對象有良好的接觸，又稱溫度計。溫度計通過傳導或對流達到熱平衡，從而使溫度計的示值能直接表示被測對象的溫度。一般測量精度較高。在一定的測溫範圍內，溫度計也可測量物體內部的溫度分布。但對於運動體、小目標或熱容量很小的對象則會產生較大的測量誤差，常用的溫度計有雙金屬溫度計、玻璃液體溫度計、壓力式溫度計、電阻溫度計、熱敏電阻和溫差電偶等。它們廣泛套用於工業、農業、商業等部門。在日常生活中人們也常常使用這些溫度計。隨著低溫技術在國防工程、空間技術、冶金、電子、食品、醫藥和石油化工等部門的廣泛套用和超導技術的研究，測量120K以下溫度的低溫溫度計得到了發展，如低溫氣體溫度計、蒸汽壓溫度計、聲學溫度計、順磁鹽溫度計、量子溫度計、低溫熱電阻和低溫溫差電偶等。低溫溫度計要求感溫元件體積小、準確度高、復現性和穩定性好。利用多孔高矽氧玻璃滲碳燒結而成的滲碳玻璃熱電阻就是低溫溫度計的一種感溫元件，可用於測量1.6～300K範圍內的溫度。
非接觸式溫度感測器
非接觸式溫度感測器的敏感元件與被測對象互不接觸，又稱非接觸式測溫儀表。這種儀表可用來測量運動物體、小目標和熱容量小或溫度變化迅速（瞬變）對象的表面溫度，也可用於測量溫度場的溫度分布。最常用的非接觸式測溫儀表基於黑體輻射的基本定律，稱為輻射測溫儀表。輻射測溫法包括亮度法（見光學高溫計）、輻射法（見輻射高溫計）和比色法（見比色溫度計）。各類輻射測溫方法只能測出對應的光度溫度、輻射溫度或比色溫度。只有對黑體（吸收全部輻射並不反射光的物體）所測溫度才是真實溫度。如欲測定物體的真實溫度，則必須進行材料表面發射率的修正。而材料表面發射率不僅取決於溫度和波長，而且還與表面狀態、塗膜和微觀組織等有關，因此很難精確測量。在自動化生產中往往需要利用輻射測溫法來測量或控制某些物體的表面溫度，如冶金中的鋼帶軋制溫度、軋輥溫度、鍛件溫度和各種熔融金屬在冶煉爐或坩堝中的溫度。在這些具體情況下，物體表面發射率的測量是相當困難的。對於固體表面溫度自動測量和控制，可以採用附加的反射鏡使與被測表面一起組成黑體空腔。附加輻射的影響能提高被測表面的有效輻射和有效發射係數。利用有效發射係數通過儀表對實測溫度進行相應的修正，最終可得到被測表面的真實溫度。最為典型的附加反射鏡是半球反射鏡。球中心附近被測表面的漫射輻射能受半球鏡反射回到表面而形成附加輻射，從而提高有效發射係數：式中ε為材料表面發射率，ρ為反射鏡的反射率。至於氣體和液體介質真實溫度的輻射測量，則可以用插入耐熱材料管至一定深度以形成黑體空腔的方法。通過計算求出與介質達到熱平衡後的圓筒空腔的有效發射係數。在自動測量和控制中就可以用此值對所測腔底溫度（即介質溫度）進行修正而得到介質的真實溫度。
