温度的计量和监测在工农业生产和国民经济各部门具有重要意义和十分广泛的应用。而在温度的计量和监测中，要将温度信号转变为电信号则离不开温敏元器件和温度传感器。在测量过程中，由于温度的计测范围很宽，从极低温到极高温；每一种温敏元器件和温度传感器又具有各自的特点、适用范围和使用条件。因此，应根据实际使用时的不同要求适当地选择温敏元器件和温度传感器。同时，根据目前材料学、工艺学及其它领域科学技术的发展，研制新型温度传感器以及开发与其配套的二次仪表及显示装置便显得尤为重要。本文简单地介绍几种温敏元器件和温度传感器。
接点式温度开关
常用的有双金属片式温度开关、水银温度继电器、感温铁氧体磁力开关等等。
双金属片式温度开关是利用热膨胀系数不同的两种金属，例如：钢和殷钢、铁和铜等固连在一起，随着温度的变化，双金属片的弯曲程度不同。利用这种特性，调整其接触点位置，使它在预定温度接通或断开，从而导致电路的接通或断开。
水银温度继电器是利用水银热胀冷缩原理，调整导体接点位置，使其在预定温度与水银液面相接或断开，以控制电路的通断。
感温铁氧体磁力开关是利用感温铁氧体MnZnFe等的导磁率在居里点温度附近突然变化的特性，即由磁力很强突然变为磁力近于零或反之的特性制成接点式温度开关。
上述几种接点式温度开关虽然具有使用方便、价格便宜等特点，但控制精度不高、速度较低，仅适用于电压不高、电流和功率不大的电路。
热电偶
热电偶是工业生产当中应用十分普遍的一种测温手段。其工作原理是根据物理学中的塞贝克效应，即在两种金属的导线构成的回路中，若其接点保持不同的温度，则在回路中产生与此温差相对应的电动势。图1所示为热电偶的测温原理图。图中a（实线）、b（虚线）为两种热偶丝，B、C为两种热偶丝的接点，t\(_{1}\)、t0为接点温度， E为A点输出电位，t\(_{a}\)为输出端温度。
热电偶的结构简单、使用温度范围广、响应快、测量准确、复现性好。使用细偶丝还可测微区温度，并且无需电源。
实用化的热电偶要考虑到具备热电动势大以及对温度的线性、稳定性、寿命、耐热性、耐腐蚀性、一致性和互换性等条件。
测温电阻
金属铂、铜、镍等电阻随温度的不同而变化，其电阻的温度系数在（0.3～0.6）％/℃范围，利用这种特性就可以制成测温电阻。作为测温电阻的材料，希望具有电阻温度系数大、线性好、稳定、使用温度范围宽、加工容易等特点。在铂、铜、镍中，铂的性能最好，采用特殊的结构可以制成标准温度计，它的适用温度范围为-259.3℃～630.7℃；镍比铂便宜，它的电阻温度系数大，适用温度范围在-50℃～＋300℃；铜电阻价廉并且直线性好，但温度高了易氧化,故适用于温度较低的环境中。测温电阻广泛用于科研、生产、标准计量等领域中的温度计测与控制。
热敏电阻
热敏电阻是指对温度敏感的半导体材料制成的电阻，一般按温度系数分为负温度系数热敏电阻（NTC）、正温度系数热敏电阻（PTC）和临界温度系数热敏电阻（CTR）。这三类热敏电阻的电阻率（ρ）～温度(t）的变化曲线如图2所示。
NTC热敏电阻生产最早、最成熟、使用范围也广，最常见的是由金属氧化物组成的，如锰、钴、铁、镍、铜等两三种的氧化物混合烧结而成。
PTC热敏电阻是指呈正温度系数的热敏电阻。最常用的PTC热敏电阻是钛酸钡陶瓷中加入施主杂质、增大电阻温度系数的受主杂质以及居里点移动剂而制成。图3（a）、3（b）分别给出了采用PTC热敏电阻的电压变换电路和电机过热保护电路。
CTR热敏电阻是一种具有开关特性的负温度系数热敏电阻。当达到阻值急剧转变温度时，引起半导体属相变。同PTC一样，利用这种特性可以制成无触点开关。
热敏电阻除按温度系数区分外，还有以下三种分类方法：按结构形式分为体型、薄膜型、厚膜型三种；按工作方式分为直热式、旁热式、延迟电路三种；按工作温区分为常温区（－60～+300℃）热敏电阻、高温区（＞300℃）热敏电阻、低温区（＜-193℃）热敏电阻。
热敏电阻可以根据使用要求封装加工成各种形状的探头。如珠状、片状以及杆状、锥状、针状等。
热敏电阻具有尺寸小、响应速度快、灵敏度高等优点，所以应用非常广泛，不仅在宇航、医学、工业及家用电器等方面用于测温、控温、温度补偿、流速测量、液面指示等，而且在能源、地球资源、防灾和治理公害等领域开辟了新的应用途径。
半导体器件型温度传感器
一、PN结温度传感器
PN结的正向结压降随温度变化而变化，当取恒流供电时，在一定温度范围内，正向结压降随温度增加近似成线性递减。温度每升高1℃，结压降大约减小2 mV。利用这种特性制成的硅PN结温度传感器国内已大量生产，并获得广泛应用。这种产品具有灵敏度高、体积小、重量轻、响应快、在一定温度区内呈线性变化、产品批量生产、造价较低等特点。国内产品有2 CWM、JCWM、BLTC、ICTS等系列。
此外，为了扩展使用温区的上限，国内研制并生产了GaAs、SiC的PN结温度传感器，工作温度范围突破了硅管的150℃的上限，如HWC、BWG、BHTS等系列产品。
典型的PN结温度传感器的实用线路如图4所示。
二、晶体管温度传感器
晶体三极管的基极——发射极结压降V\(_{be}\)是温度T的函数。当Ic恒定时，在一定温度区间V\(_{be}\)与T近似成线性关系。图5所示是用晶体管温度传感器制成的温度计的原理图。由于集成温度传感器的优异性能，晶体管温度传感器已逐步被集成化温度传感器所取代。
三、集成温度传感器
利用硅集成电路工艺技术可以将感温电路、信号放大电路、电源电路、补偿电路等制作在一块芯片上，构成单片式硅集成温度传感器。集成温度传感器的基本感温电路如图6所示。它们是一对匹配的晶体管，使之分别工作在不同的电流密度之下。当I\(_{1}\)、I2为恒流时，两晶体管的V\(_{be}\)之差△Vbe与T成线性变化。采用这种基本感温电路，可以设计出各种不同的电路形式和不同输出类型的集成温度传感器。
集成温度传感器按输出信号形式分为电流型、电压型和频率型。它们的突出优点是在其适用温区范围内具有灵敏度高、线性好、功能全和使用简单方便。无论电压输出、电流输出还是频率输出都适合于与微机直接接口。(田正印)