为什么小小传感器能感知-200℃到2000℃的温度变化？其精准测量的秘密究竟藏在何处？
一、温度测量的物理基础
所有温度测量的本质，都是物质物理特性随温度变化的规律。当温度变化时，不同材料会产生可预测的响应。
这种响应通常表现为三类信号变化：
– 电阻值的升降（如金属/半导体）
– 电压差的产生（如异种金属结点）
– 辐射波长的偏移（如红外光谱）
(来源：NIST, 2022)
二、主流测温技术原理剖析
2.1 热电效应测温
热电偶利用塞贝克效应：当两种不同金属导体两端存在温差时，回路中会产生热电势。其关键优势在于：
– 无需外部供电
– 可测超高温（钨铼热电偶上限2300℃）
– 响应速度快（毫秒级）
2.2 电阻变化测温
热电阻基于金属导体的正温度系数特性：
– 铂电阻（PT100）线性度达±0.1℃
– 铜电阻成本低但测温范围窄
热敏电阻则利用半导体材料的负温度系数：
– 灵敏度比金属高10倍
– 适用于-50℃~150℃精密测量
(来源：IEEE传感器学报, 2021)
2.3 辐射测温技术
非接触式红外传感器通过检测物体热辐射强度，依据斯特藩-玻尔兹曼定律换算温度。其核心组件包含：
– 红外滤光片（隔离干扰波段）
– 热电堆探测器（转换辐射为电信号）
– 环境温度补偿模块
三、精准测温的关键挑战
3.1 误差来源控制
实际应用中需克服多重干扰：
– 导线电阻影响（三线制/四线制接法）
– 冷端补偿（热电偶必需）
– 自热效应（电流导致的温升）
3.2 校准技术演进
现代校准方法显著提升精度：
– 固定点法（利用纯物质相变点）
– 比较法（与标准传感器同步测量）
– 动态校准（快速响应场景适用）
(来源：国际计量局, 2023)
