溫度傳感器—— 不可忽視的“無名英雄”

2023-09-22 774

當你在恒溫舒適的圖書館里安靜閱讀,當你在機艙中享受旅行的舒適,當你發燒時用溫度計測量體溫,這些看似平

常的生活場景,都離不開一個看似陌生的名字——溫度傳感器。 在許多人的眼中,溫度傳感器一詞始終與他們存在

著距離感,實際上,溫度傳感器在大眾的日常生活中無處不在,并為眾人的舒適生活、企業的安全運營默默貢獻著

自己的力量。


廣義上來看,溫度傳感器是指能感受溫度并轉換成可用輸出信號的傳感器。無論是在工業生產領域,還是在日常生

活之中,溫度傳感器雖然看似貌不驚人,但始終都在扮演著不可或缺的角色。


如今,對于溫度進行監測與調節已經成為了生活與生產中至關重要的環節,而這一切凝結著自古以來眾多偉大科學

家的努力與智慧。早在1592年,伽利略注意到了空氣在玻璃泡內的熱脹冷縮能夠推動玻璃管中水的運動,從而發明

了世界上第一支溫度計。到了18世紀,華倫海特研制出更為精確的水銀溫度計,安德斯·攝爾修斯提出了0-100度的

攝氏溫標概念,并一直沿用至今。放眼當下,能夠實現精確監測的溫度傳感器已在市面上隨處可見。這些溫度傳感

器基于不同的技術和設計,能夠適用于多種應用場景和使用環境,可以用于商場、辦公樓、工廠、醫院、學校、家

庭等不同場所,貫穿于我們日常生活的方方面面。


據麥姆斯咨詢報道,2016年全球溫度傳感器市場為51.3億美元,2016~2022年期間的復合年增長率為4.8%,預計

2022年市場將達到67.9億美元。在出貨量方面,預計全球溫度傳感器市場增長將達到兩位數。目前,全球范圍內的

半導體行業、汽車產業及一些過程工業對溫度傳感器的需求正不斷增加,工業終端用戶對傳感技術的需求也在迅速

攀升。[1]


面對多樣且多變的市場需求,穩定、可靠、全方位的溫度傳感器解決方案成為了市場急需,也成為了許多終端工業

企業致勝市場的關鍵因素。同時,隨著電子設備的輕量化和便攜化,如何設計出符合當下需求的溫度傳感器,也成

為了工程師所面臨的一項挑戰。


TE Connectivity (TE) 作為溫度傳感器領域的行業領軍者,基于長期豐富的經驗,為各種溫度測量、控制和補償應

用提供相應的先進產品。長期以來,TE的溫度傳感器已成為各領域的“超級英雄”,對人們的工作與生活都產生著

積極影響。無論是醫療、航空航天、汽車、儀表還是家用電器、電機控制,TE溫度傳感器的身影無處不在。

 

NTC熱敏電阻


“一切以市場需求為出發”,是TE的創新源泉。在倡導靈活生產的今天,輕量化與高效低價的產品,正受到越來越

多廠商的歡迎。因此,一些“小身材”的溫度傳感器,因為兼具了低成本與高性能,在許多領域發揮出了大能量。


TE研發的NTC熱敏電阻就是溫度傳感器領域典型的“輕量級”選手。NTC 熱敏電阻作為一種溫度傳感器,使用的是

半導體材料,其阻值隨溫度增加而降低。換言之,溫度的變化會對它造成很大的阻值改變,因此NTC 熱敏電阻具有

極高的敏感度,對溫度變化的響應非???。同時,它的小體積更是它的優勢所在,因為體形迷你,它面對溫度變化

能很快穩定,不會造成熱負載??此菩⌒〉腘TC 熱敏電阻,運用范圍十分廣泛,能承受低至零下150°C的極限環境

,可應用于透析儀器、DNA測序儀、血液分析儀等醫療設備,以及烤箱、煤氣灶等家用設備中。同時,通過監測電

動汽車內部的溫度來防范電池過熱導致的爆炸等危險,是NTC 熱敏電阻的另一項重要應用。


熱電偶 (Thermocouple)


輕量化與高性價比不僅僅是NTC熱敏電阻的專屬特色,另一位“小身材”選手熱電偶也是可圈可點。熱電偶是溫度

測量中比較常用的溫度傳感器。熱電偶由在一端連接的兩條不同金屬線(金屬A和金屬B)構成。當熱電偶一端受熱時,

熱電偶回路中就產生電勢差,可用測量的電勢差來計算溫度。熱電偶的主要優勢是寬泛的溫度測量范圍,能很好地

適應嚴苛環境,一些部件即使在2000°C的高溫環境下也能運行自如。


鉑電阻 (Platinum Temperature)


在近年來的超級英雄熱潮中,鋼鐵俠無疑是人氣最高的人物之一。無堅不摧的戰袍、超強的戰斗力、高科技的裝備,

都讓無數粉絲們印象深刻。在溫度傳感器領域,有這么一款TE出品的“全能英雄”—— 鉑電阻溫度傳感器,可以說

它就是這一領域的“鋼鐵俠”。


顧名思義,鉑電阻溫度傳感器的核心材料之一就是鉑金。在普通大眾的意識中,鉑金似乎通常被用于打造婚戒,但

在TE眼中,鉑金是打造穩定可靠的溫度傳感器的優選材料。TE認為,鉑金具有獨特的物理特性,使得它能在不同溫

度下阻值變化呈現出完美的線性,有著其他材料無法比擬的穩定性,因此可在低至零下200°C、高達1000°C的溫度

環境下工作,從而能夠運用在交通工具和各類計量表的高精度溫度監測中。RTD (電阻溫度檢測器)傳感器用途十分

廣泛,經常運用于食品加工領域中,例如烤箱與烤架等設備。不過,談及RTD傳感器“高精尖”的應用,莫過于它

在太空領域,尤其是在火箭上發揮的作用。在宇宙火箭所面臨的惡劣環境中,裝在火箭上的TE溫度傳感器能夠監測

火箭發射各個階段的溫度變化,從而確?;鸺龔陌l射階段到軌道運行階段都能始終保持穩定性能。此外,TE的 鉑電

阻溫度傳感器還經常用于廢氣溫度的測量。無論是偵測汽車尾氣排放,還是降低燃料消耗,這一溫度傳感器都能起

到監測污染并優化燃油消耗的作用。


熱電堆 (Thermopile)


在溫度傳感器的領域中,可以大致分為接觸式與非接觸式傳感器兩種。TE 的熱電堆是非接觸式傳感器中的佼佼者。

首先,TE的 熱電堆可測量的物理范圍非常廣,哪怕是在好幾米外,也能精準測量出測量對象的溫度。因此,“耳溫

槍”這樣的非接觸式產品,實際上就采用了熱電堆這樣的傳感設備。此外,這一溫度傳感器不僅可以用來測量溫度,

還可以測試CO2等其他類型的測量對象,功能較為多樣,符合終端廠商們靈活多樣的產品需求。


數字溫度傳感器 (Digital Temperature Sensors)


溫度傳感器在尋常生活中扮演的角色遠不止于此,相比其他傳感器,TE的數字溫度傳感器在我們生活中扮演的角色

更為廣泛與重要。所謂數字溫度傳感器,就是能把溫度物理量和濕度物理量,通過溫、濕度敏感元件和相應電路轉

換成方便計算機、PLC、智能儀表等數據采集設備直接讀取得數字量的傳感器。這樣的數字化傳感系統維系著許多

重要場所的有序運營,在保證家居生活的舒適溫度、優化能源消耗等方面都擔當著重要角色。


例如在信息化程度越來越高的今天,擔當信息處理與交換重任的機房是整個信息網絡工程的數據傳輸中心、數據處

理中心和數據交換中心。為保證機房設備正常運行及工作人員有良好工作環境,對機房溫濕度進行監測顯得尤其重

要。因此,TE的 數字溫度傳感器可以對溫度、濕度進行24小時實時監測,并能在中控室的監測主機上實時顯示各個

位置的溫濕度測量值。一旦數值出現超出預設溫濕度上下限,在監測主機上可以通過改變相應位置數值顏色來報警。


TE的數字溫度傳感器除用于機房監測外,還可以廣泛應用于如生物制藥、無菌室、電信銀行、圖書館等各行各業需

要溫濕監測的場所和領域。在眼下大熱的Google Home等智能家居領域,TE的數字溫度傳感器也發揮著越來越多

的作用,而它兼具的易于操作性與節能環保性,更使得它將成為未來溫度傳感器領域的杰出代表之一。


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 如今,溫度傳感器已成為全球范圍內應用領域最廣泛的重要設備之一,實際上,它正以其獨特的方式默默為我們的

生活增添諸多便利與亮點。無論是你在舒適的家中邊喝咖啡邊讀報紙,還是驅車出行,抑或是坐在辦公室中享受著

恰到好處的溫度,你或許都不曾留意到這些無處不在的溫度傳感器。但事實上,這些溫度傳感器正悄無聲息地履行

著它們的使命——調節室溫,并確保一切事物在適宜溫度范圍內井然有序地運行。如果我們的生活與工作失去這位“無

名英雄”,那么必將讓所有人都感到諸多不便。因此,看似小小的溫度傳感器無疑對人們的生活至關重要。


[1] Temperature Sensors Market by Type (Bimetallic, Thermistor, IC, RTD, Thermocouple, IR, Fiber Optics, 

Others (MEMS, USB, Wi-Fi, ZigBee, Bluetooth, RFID)), End User (Process Industries & Discrete Industries), &

 Geography - Global Forecast to 2022


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