热敏电阻、电阻温度检测器（RTD）和热电偶

最简单的一类温度传感器是温度影响电阻变化的温度传感器。使用这种类型的主传感元件，一个简单的欧姆表能够用作温度计，将电阻解释为温度测量：

热敏电阻和RTD电路图

热敏电阻是由金属氧化物制成的器件，其随着温度的升高（正温度系数）而增加电阻，或者随着温度的升高而降低电阻（负温度系数）。

RTD是由纯金属线（通常是铂或铜）制成的器件，随着温度的升高，电阻总是增加。热敏电阻和RTD之间的主要区别在于线性度：热敏电阻是高灵敏度和非线性的，而RTD相对不敏感但非常线性。因此，通常在高精度不重要的地方使用热敏电阻。许多消费级设备使用热敏电阻作为温度传感器。

热电偶是温度传感器。它们的工作原理是，当热电偶的两端处于不同的温度时，两种不同金属（形成闭合电路）的连接产生可测量的电压（电动势）（见图1）。由于热电偶结构简单且可靠性优越，因此它们已被广泛用作工业温度传感器。此外，将测量仪器（记录仪，DCS，PLC等）连接到电路的一端可以测量电位差（电磁力）（见图2）。

RTD，热电偶和热敏电阻之间的区别

热敏电阻

热敏电阻是一种电阻器件，由金属氧化物组成，形成珠子并封装在环氧树脂或玻璃中。

典型的热敏电阻显示出较大的负温度系数。电阻随温度急剧下降并呈非线性下降。灵敏度是RTD的许多倍，但有用的温度范围是有限的。一些制造商提供具有正系数的热敏电阻。也可提供线性化模型。

不同来源的热敏电阻在性能和价格方面存在很大差异。典型的好处是：

传感器成本低：基本热敏电阻非常便宜。但是，具有更紧密互换性或扩展温度范围的型号通常比RTD成本更高。

高灵敏度：热敏电阻每度温度变化可以改变几十欧姆的电阻，相比之下，RTD的电阻只有几欧姆。

点感应：热敏电阻磁珠可以制成针头尺寸，用于小面积感应。

热敏电阻、RTD和热电偶之间的区别

电阻温度探测器（RTD）

RTD传感元件由线圈或纯金属沉积膜组成。元件的电阻以已知且可重复的方式随温度增加。RTD在很宽的温度范围内具有出色的精度，是工业温度传感器中增长最快的部分。他们的优势包括：

温度范围： RTD型号的温度范围为-260至650°C（-436至1202°F）。

重复性和稳定性：铂电阻温度计是美国国家标准与技术研究院使用的主要插值仪器，温度范围为-260至962°C。普通工业RTD通常漂移低于0.1°C /年。

灵敏度： RTD上的压降提供比热电偶大得多的输出。

线性度：铂和铜RTD比热电偶或热敏电阻产生更线性的响应。可以通过适当设计电阻桥网络来校正RTD非线性。

系统成本低： RTD使用普通的铜延长引线，无需冷端补偿。

标准化：制造商提供符合行业标准曲线的RTD，最常见的是100Ω铂金，符合EN60751标准。

热电偶

热电偶由两根异种金属线焊接在一起形成一个结。在信号线的另一端，通常作为输入仪器的一部分，是另一个称为参考结的结点，其对环境温度进行电子补偿。加热传感结产生与两个结之间的温差成比例的热电势（emf）。当补偿参考结的已知温度时，该毫伏级电动势指示感测尖端处的温度。

热电偶简单而熟悉。然而，由于需要特殊的延长线和参考结补偿，将它们设计到系统中变得复杂。热电偶优势包括：

极高的温度能力：带有贵金属接头的热电偶可以高达1800°C（3272°F）。

坚固耐用：热电偶固有的简单性使其能够抵抗冲击和振动。

小尺寸/快速响应：细线热电偶结占用空间小，质量轻，适合点感应和快速响应。但请注意，许多RTD的时间常数比等效的热电偶快。