Bộ chuyển đổi nhiệt độ đề cập đến một cảm biến có thể cảm nhận nhiệt độ và chuyển đổi nó thành tín hiệu đầu ra có thể sử dụng được. Cảm biến nhiệt độ là bộ phận cốt lõi của thiết bị đo nhiệt độ, và có rất nhiều loại. Theo phương pháp đo, nó có thể được chia thành hai loại: loại tiếp xúc và loại không tiếp xúc. Theo đặc tính của vật liệu cảm biến và linh kiện điện tử, có thể chia thành hai loại là nhiệt điện trở và nhiệt điện trở.
Loại tiếp xúc Bộ phận phát hiện của cảm biến nhiệt độ tiếp xúc tiếp xúc tốt với đối tượng đo, còn được gọi là nhiệt kế. Nhiệt kế đạt được trạng thái cân bằng nhiệt thông qua dẫn truyền hoặc đối lưu, do đó giá trị của nhiệt kế có thể trực tiếp chỉ ra nhiệt độ của vật được đo. Nói chung, độ chính xác của phép đo cao. Trong một phạm vi đo nhiệt độ nhất định, nhiệt kế cũng có thể đo sự phân bố nhiệt độ bên trong vật thể. Nhưng đối với các vật thể chuyển động, mục tiêu nhỏ hoặc vật có nhiệt dung nhỏ thì sai số đo lớn sẽ xảy ra. Các loại nhiệt kế thường được sử dụng bao gồm nhiệt kế lưỡng kim, nhiệt kế chất lỏng thủy tinh, nhiệt kế áp suất, nhiệt kế điện trở, nhiệt điện trở và cặp nhiệt điện. Chúng được sử dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp, nông nghiệp, thương mại và các lĩnh vực khác. Người ta thường sử dụng các loại nhiệt kế này trong cuộc sống hàng ngày. Với việc ứng dụng rộng rãi công nghệ đông lạnh trong kỹ thuật quốc phòng, công nghệ vũ trụ, luyện kim, điện tử, thực phẩm, y học, hóa dầu và các lĩnh vực khác và nghiên cứu công nghệ siêu dẫn, nhiệt kế đông lạnh đo nhiệt độ dưới 120K đã được phát triển, chẳng hạn như nhiệt kế khí đông lạnh, Nhiệt kế áp suất hơi nước, nhiệt kế âm, nhiệt kế muối thuận từ, nhiệt kế lượng tử, nhiệt điện trở nhiệt độ thấp và nhiệt kế nhiệt độ thấp, vv Nhiệt kế nhiệt độ thấp yêu cầu kích thước nhỏ, độ chính xác cao, khả năng tái tạo tốt và ổn định. Điện trở nhiệt thủy tinh cacbon được làm bằng thủy tinh silic cao xốp được thấm cacbon và nung kết là một loại bộ phận cảm biến nhiệt độ của nhiệt kế nhiệt độ thấp, có thể được sử dụng để đo nhiệt độ trong phạm vi từ 1,6 đến 300K.
Loại không tiếp xúc Các bộ phận nhạy cảm của nó và đối tượng được đo không chạm vào nhau, còn được gọi là dụng cụ đo nhiệt độ không tiếp xúc. Loại thiết bị này có thể được sử dụng để đo nhiệt độ bề mặt của vật thể chuyển động, mục tiêu nhỏ và vật thể có nhiệt dung nhỏ hoặc sự thay đổi nhiệt độ nhanh chóng (nhất thời), và cũng có thể được sử dụng để đo phân bố nhiệt độ của trường nhiệt độ. Dụng cụ đo nhiệt độ không tiếp xúc được sử dụng phổ biến nhất dựa trên quy luật cơ bản của bức xạ vật đen và được gọi là dụng cụ đo nhiệt độ bức xạ. . Tất cả các loại phương pháp đo nhiệt độ bức xạ chỉ có thể đo nhiệt độ độ sáng, nhiệt độ bức xạ hoặc nhiệt độ so màu tương ứng. Chỉ có nhiệt độ đo được đối với vật đen (vật hấp thụ tất cả bức xạ và không phản xạ ánh sáng) mới là nhiệt độ thực. Nếu bạn muốn xác định nhiệt độ thực của một vật, bạn phải hiệu chỉnh độ phát xạ bề mặt của vật liệu. Độ phát xạ bề mặt của vật liệu không chỉ phụ thuộc vào nhiệt độ và bước sóng mà còn phụ thuộc vào trạng thái bề mặt, màng phủ và cấu trúc vi mô nên rất khó đo chính xác. Trong sản xuất tự động, người ta thường sử dụng phép đo nhiệt độ bức xạ để đo hoặc kiểm soát nhiệt độ bề mặt của một số đối tượng nhất định, chẳng hạn như nhiệt độ cán dải thép, nhiệt độ cuộn, nhiệt độ rèn trong luyện kim và nhiệt độ của các kim loại nóng chảy khác nhau trong lò luyện. hoặc nồi nấu kim loại. . Trong những trường hợp cụ thể này, việc đo độ phát xạ bề mặt của một vật thể là khá khó khăn. Để tự động đo và kiểm soát nhiệt độ bề mặt vật rắn, có thể sử dụng thêm một gương để tạo thành khoang đen bên trong cùng với bề mặt được đo. Ảnh hưởng của bức xạ bổ sung có thể làm tăng bức xạ hiệu dụng và hệ số phát xạ hiệu dụng của bề mặt được đo. Sử dụng hệ số phát xạ hiệu dụng để hiệu chỉnh nhiệt độ đo được thông qua máy đo, và cuối cùng là nhiệt độ thực của bề mặt được đo. Gương bổ sung điển hình nhất là gương bán cầu. Năng lượng bức xạ khuếch tán của bề mặt đo gần tâm quả cầu bị gương bán cầu phản xạ trở lại bề mặt để tạo thành bức xạ bổ sung, do đó làm tăng hệ số phát xạ hiệu dụng, trong đó ε là độ phát xạ bề mặt của vật liệu, và ρ là hệ số phản xạ của gương. Đối với phép đo bức xạ nhiệt độ thực của môi trường khí và chất lỏng, có thể sử dụng phương pháp đưa một ống vật liệu chịu nhiệt đến một độ sâu nhất định để tạo thành một khoang vật đen. Hệ số phát xạ hiệu dụng của khoang hình trụ sau khi đạt trạng thái cân bằng nhiệt với môi chất được tính bằng phép tính. Trong đo lường và điều khiển tự động, giá trị này có thể được sử dụng để hiệu chỉnh nhiệt độ đáy khoang đo được (tức là nhiệt độ của môi chất) để có được nhiệt độ thực của môi chất. Ưu điểm của phép đo nhiệt độ không tiếp xúc: Giới hạn trên của phép đo không bị giới hạn bởi điện trở nhiệt độ của phần tử cảm biến nhiệt độ, do đó về nguyên tắc không có giới hạn đối với nhiệt độ tối đa có thể đo được. Đối với nhiệt độ cao trên 1800 độ, phương pháp đo nhiệt độ không tiếp xúc chủ yếu được sử dụng. Với sự phát triển của công nghệ hồng ngoại, phép đo nhiệt độ bức xạ đã dần mở rộng từ ánh sáng nhìn thấy sang tia hồng ngoại. Nó đã được chấp nhận từ nhiệt độ dưới 700 độ đến nhiệt độ phòng và độ phân giải rất cao.