使用二极管进行测温的原理

温度是表示物体或环境冷热程度的一种物理量，而温度传感器是一种能将温度变化转换成电量变化的元器件。本文主要介绍二极管应用于温度传感器中的原理。
温度是表示物体或环境冷热程度的一种物理量，而温度传感器是一种能将温度变化转换成电量变化的元器件。本文主要介绍二极管应用于温度传感器中的原理。

二极管具有单向导通特性，一般用作整流、控制电流流向等，但二极管也可用作温度传感器，可以先在面包板上搭一个简单电路，用1V挡(指针式)或2V档(数字式)电压表测二极管的正向降压。再用点燃的火柴或打火机靠近二极管一下，你会发现二极管的管压降快速下降，火源离开后又逐渐恢复到原来的数值；若再用一小块冰(用布包着)或一小块冰冻的食物放在二极管上，你会发现管压降会增加，冰块拿走后，管压降渐恢复到原来的数值。

实验时要注意：火柴或打火机的火焰不能直接烧二极管(只能靠近)，否则火焰的温度太高会把二极管烧坏!另外，冰块要挨上二极管的玻璃外壳，但不要将二极管两个引脚同时都碰上(避免水将两引脚“短接”)。

这简单的实验告诉我们：二极管对温度十分敏感，温度的变化将改变它的管压降。温度上升时管压降减小；温度下降时管压降增加。

下面我们进一步来做一个温度与管压降之间的定量关系实验。

我们已知在海平面一个大气压的条件下，水的沸腾温度为100℃；在冰与水共溶的条件下其温度为0℃。在沿海一带或海拔不高的地区可以认为沸腾的水是100℃(误差不大)。

上述100℃及0℃两个温度值作为标准温度来标定温度与管压降之间的定量关系，即确定二极管的测温灵敏度。用软导线将二极管( 1N4148)焊好，放入塑料袋内(要求不漏水)，然后放入沸腾的水中，5分钟后测二极管管压降VF(100℃)(要注意：塑料袋小的为好，并且尽可能减少袋中的空气)，并将VF(100℃)的值记下。将带二极管的塑料袋放入冰与水共溶体(碎冰要占大部分容积)，5分钟后测其管压降 VF(0℃)的值，并记下。

按下式可求出二极管的平均测温灵敏度：

平均灵敏度=[VF(100℃)-VF(0℃)]/100℃

二极管(1N4148)的平均灵敏度约为－2mV/℃。由于它的线性度相当好，所以平均灵敏度可看作二极管的测温灵敏度。即温度每上升1℃时，管压降下降了2mV左右(所以加一个负号)。

二极管虽然可以检测温度并输出相应的电压，但要作为一个温度计还需要测量电路、放大电路及指示表头。

测温专用二极管MTS－102

MTS－102是摩托罗拉公司生产的一种温度传感器。它是一种专用于测温的硅NPN三极管，将c、e短接形成一个二极管，其管压降(Vbe)受环境温度变化而变化，其灵敏度约为－2.3mV/℃。它与一般二极管不同之处是，灵敏度的一致性好，即每一个MTS－102的灵敏度相差较小，其精确值为－2.265 mV/℃，而不同的1N4148其灵敏度差别较大；线性度好(在0～100℃温度范围内最大非线性误差±2℃)；工作电流在0.1mA时，25℃时的 Vbe为595 mV。

MTS－102的外形与一般塑封三极管(TO－G2)封装一样，其管脚排列与9013相同。使用时要将c与b短接。如果没有MTS－102，可用9013代替，用法完全相同。

可以用MTS－102代替1N4148来作一个新的电子温度计，应该说用MTS－102作的温度计性能要好一些。