Sensorer designet basert på prinsippet om metallutvidelse
Metaller utvider seg som svar på endringer i omgivelsestemperaturen, og sensorer kan konvertere denne responsen til signaler på forskjellige måter.
Bimetalliske båndsensorer: Bimetallbånd består av to metaller med forskjellige ekspansjonskoeffisienter bundet sammen. Ved temperaturendringer utvider materiale A seg mer enn det andre metallet, noe som får stripen til å bøye seg. Krumningen til denne bøyningen kan konverteres til et utgangssignal.
Bimetalliske stang- og rørsensorer: Når temperaturen øker, øker lengden på metallrøret (materiale A), mens lengden på den ikke-ekspanderende stålstangen (metall B) ikke gjør det. Denne lineære utvidelsen av metallrøret på grunn av endringen i posisjon kan overføres. Motsatt kan denne lineære ekspansjonen konverteres til et utgangssignal.
Sensorer designet basert på deformasjonskurvene til væsker og gasser: Væsker og gasser gjennomgår også volumendringer med temperaturen.
Ulike strukturer kan konvertere denne ekspansjonsendringen til en posisjonsendring, og dermed generere en posisjonsendringsutgang (potensiometre, sensing forspenning, ledeplater, etc.).
Motstandsføling: Motstanden til et metall endres med temperaturen.
For forskjellige metaller varierer endringen i motstand med hver grad Celsius endring i temperatur, og denne motstandsverdien kan brukes direkte som utgangssignal.
Det er to typer motstandsendringer:
Positiv temperaturkoeffisient: Temperaturøkning=Motstandsøkning
Temperaturreduksjon=Motstandsreduksjon
Negativ temperaturkoeffisient: Temperaturøkning=Motstandsreduksjon
Temperaturreduksjon=Motstandsøkning
Termoelementføling
Et termoelement består av to metalltråder av forskjellige materialer sveiset sammen i endene. Ved å måle omgivelsestemperaturen i det uoppvarmede området, kan temperaturen på det oppvarmede punktet bestemmes nøyaktig. Fordi det krever to ledere av forskjellige materialer, kalles det et termoelement. Termoelementer laget av forskjellige materialer brukes i forskjellige temperaturområder, og deres følsomhet varierer også. Termoelementfølsomhet refererer til endringen i utgangspotensialforskjell når temperaturen til det oppvarmede punktet endres med 1 grad. For de fleste termoelementer støttet av metallmaterialer er denne verdien omtrent mellom 5 og 40 mikrovolt/grad.
Fordi følsomheten til en termoelementtemperatursensor er uavhengig av tykkelsen på materialet, kan temperatursensorer lages med svært tynne materialer. Fordi metallmaterialene som brukes til å lage termoelementer har utmerket duktilitet, har disse små temperaturfølende elementene ekstremt høye responshastigheter og kan måle raskt skiftende prosesser.