温度检测和操控运用的规模十分广泛，所以有许多规划可供挑选。本计划供给深层次规划信息和电路，用于运用最盛行的热传感器构建热检测信号链。
一般来说，规划热检测和操控系统的第一步是确认有必要检测的温度规模以及作业环境温度规模。下一步是挑选热传感器。热传感器的类型主要有四种：硅、热敏电阻、RTD 和热电偶。Maxim 供给齐备的信号链计划或集成 IC，可接纳温度变送器信号、对其进行处理，以及供给回来至操控器材的模仿或数字通信通路。
规划温度传感器电路的第一步是挑选将运用的温度变送器。为完成以上意图，就需求了解被丈量介质（空气、水，液体、固体）和丈量温度规模。然后需求知道在丈量规模内需求到达的丈量精度。
常见的温度变送器包含：
在确保传感器量程有必要满意运用的一同，一般还有附加挑选规范，包含传感器的装置以及信号链和传感器的本钱。
选定变送器后，下一步是确认怎么从变送器提取有用信号并将其传输至操控器。信号析取电路称为信号链。关于每种变送器，有多种信号链可供挑选，包含单芯片计划。影响挑选运用哪种信号链的要素包含准确度、灵活性、规划便利性以及本钱。
热电偶
热电偶由两种衔接在一同的不同金属制成。金属丝之间的触点所发生的电压与温度近似成份额联系。其特性包含宽温规模（可高达+1800°C）、低本钱（与封装有关）、输出电压十分低（K 型热电偶的输出大约为 40μV/°C）、合理的线性度，以及中等杂乱的信号调度。热电偶要求第二个温度传感器（冷端补偿）作为温度基准，信号调度要求查找表或算法批改。
下表所示为常见的热电偶类型的输出电压与温度联系：
下图（图 1）曲线所示为温度量程规模内的电压输出。该曲线具有合理的线性度，虽然它相关于肯定线性具有显着的差错。
图 1. K 型热电偶输出电压和温度联系。
下图所示为相关于直线近似的差错，假定均匀灵敏度为 41.28µV/°C 时在 0°C 至+1000°C 规模内为线性输出。为进步准确度，可经过核算实践值或运用查找表进行线性度批改。
图 2. K 型热电偶相关于直线近似的差错。
假如温度规模较窄，热电偶输出十分低，运用热电偶丈量温度就比较困难。因为热电偶金属丝衔接到信号调度电路的铜线（或引线）时，在触点方位又会发生额定的热电偶，进一步加重了丈量的杂乱性。该接触点被称为冷端（见图 3）。
图 3. 热电偶电路简图。
图 4 所示为完好的热电偶至数字输出电路。精细运放和精细电阻为热电偶输出信号供给增益。经过监测冷端方位处的温度传感器来批改冷端温度，由 ADC 供给所需分辨率的输出数据。一般状况下，需求经过校准来批改扩大器失调电压，以及电阻、温度传感器和电压基准差错，而且有必要进行线性化，来批改热电偶非线性温度 – 电压联系的影响。
图 4. 热电偶信号调度电路示例。
Maxim 制作的专用单芯片热电偶接口可为各种类型的热电偶完成信号调度功用，然后简化了规划作业，并大大削减扩大、冷端补偿及数字化热电偶输出所需的元件数量。IC 列于“电路图”标签页。
Maxim 热电偶计划
Maxim 供给适用于热电偶传感器的单芯片和分立式信号链计划。Maxim 的单芯片热电偶至数字输出接口 IC 为 MAX31855。
电阻温度检测器 — RTD
RTD 本质上是阻值随温度改变的电阻。其特性包含宽温规模（高达 800°C）、杰出的精度和可重复性、合理的线性度，以及必要的信号调度功用。RTD 的信号调度一般包含一个精细电流源和一个高分辨率 ADC。虽然 RTD 的规范化程度较高，依据基材的不同，其本钱会较高。铂是最常见的 RTD 资料，铂 RTD 表明为 PT-RTD，其准确度最高；其它 RTD 资料包含镍、铜和钨（稀有）。RTD 的办法有探头、表贴封装以及裸线。
确认 RTD 可用量程的一个要素是 RTD 封装。经过将铂堆积在陶瓷基片上或将铂丝装置在封装内，可制成 RTD。基片或封装相关于铂元件的膨胀率差异会引起附加差错。
关于 PT-RTD，最常见的阻值为：0°C 时，标称阻值为 100Ω （PT100）、500Ω（PT500）和 1kΩ （PT1000），当然也有其它电阻值。0°C 和+100°C 之间的均匀斜率称为阿尔法（α）。该值与铂中的杂质及其密度有关。最常见的两个α值是：0.00385 和 0.00392，别离对应于 IEC 751 （Pt100）和 SAMA 规范。
阻值与温度的联系曲线具有恰当的线性度，但有必定曲折，可由 Callendar-Van Dusen 方程表明：
R（T） = R0（1 + aT + bT2 + c（T – 100）T3）
关于该公式的更多信息请参阅 Maxim 热办理规划手册。
下图（图 5）所示为一个 PT100 RTD 的阻值 – 温度曲线，运用α进行了直线近似。留意，直线近似在 -20°C 至+120°C 规模内的精度优于±0.4°C。
图 5. PT100 RTD 电阻与温度的联系曲线，一同也显现了 0°C 至+100°C 规模内的直线近似。
图 6 所示为实践阻值与运用直线近似核算值之间的差错（单位为摄氏度）。
图 6. PT100 的非线性，与根据 0°C 至+100°C 斜率的线性近似比较。
简略 2 线 RTD 的信号调度一般包含一个精细电阻（基准电阻），与 RTD 串联。对 RTD 和精细基准电阻施加电流的电流源，衔接至高分辨率 ADC 的输入。基准电阻两头的电压为 ADC 的基准电压。ADC 的转化成果为 RTD 电阻与基准电阻之比。图 7 所示为简略 RTD 信号调度电路示例。
有几种常见变种。电流源或许集成至 ADC，或许或许省去电流源并运用电压源为 RTD-RREF 分压器供给偏压。因为电压源只要在衔接 RTD 和电路的线阻极低时才具有高准确度成果，所以该办法不像电流源那么常见。
图 7. RTD 信号调度简化图。
3 线或 4 线 RTD 接口
假如 RTD 的电缆电阻较大（对 PT100 而言一般为数 mΩ），一般运用 3 线或 4 线 RTD。4 线接口选用加载和感应衔接 RTD，以消除线阻效应；3 线供给一种折中计划，部分抵消线阻效应。虽然外部线性电路可在有限温度规模内供给较好的线性化，但一般运用查找表完成线性化。
为丈量 RTD 的电阻，有必要有一个小电流（大约 1 mA）经过传感器，发生必要的电压降。高电流致使 RTD 的铂元素加热至 RTD 的环境温度以上（也称为焦耳热效应）。热量与 RTD 中的电功率（P=I2R）以及 RTD 检测元件与 RTD 环境之间的热传递成份额。
最常用的 RTD 容限规范有美国规范（ASTM E1137） A 级和 B 级，以及欧盟规范 IEC 751 A 级和 B 级。
其间|t|为肯定温度值，单位为°C。
Maxim RTD 计划
Maxim 供给单芯片和分立式信号链计划，用于 RTD 传感器。Maxim 的单芯片 RTC 至数字输出接口为 MAX31865。
热敏电阻
热敏电阻是一种热变电阻，一般由半导体资料制成，如金属氧化物陶瓷或高分子资料。运用最广泛的热敏电阻是负温度系数（NTC）电阻。热敏电阻可所以探头、表贴、裸线等不同办法的专用封装。
热敏电阻能够丈量中等温度规模（一般可达+150°C，有些热敏电阻能够丈量更高温度），本钱为中 / 低一级（取决于准确度），线性度虽然较差，但具有可重复性。热敏电阻的线性度随温度动摇较大。在 0°至 70°C 温度规模内，热敏电阻的非线性可达±2°C 至±2.5°C；在 10°至 40°C 温度规模内的典型非线性可达±0.2°C。
运用热敏电阻的一种简略、常见办法是运用分压器，如图 8 所示，其间的一个热敏电阻和一个定值电阻构成一个分压器，其输出被一个模数转化器（ADC）数字化。
图 8. 图中的根本电路说明晰热敏电阻怎么衔接至 ADC。电阻 R1 和热敏电阻构成一个分压器，其输出电压依赖于温度。
NTC 热敏电阻在较宽温度规模内的负温度系数较大。常见 NTC 的电阻值与温度之间的联系请参见图 9。关于较宽温度规模内的线性和对数批改，这是个问题。
图 9. 规范 NTC 的电阻 – 温度曲线。标称电阻为 10kΩ @ +25°C。留意曲线（a）的非线性和较高负温度系数。曲线（b）为对数坐标，也出现显着的非线性。
NTC 在较宽温度规模内的非线性会影响挑选用于数字化温度信号的 ADC。因为图 9 中的曲线斜率在极温时下降显着，所以与 NTC 一同运用的任何 ADC 的有用温度分辨率在这些极温下都受限，这就一般要求运用高分辨率 ADC。
如图 8 所示相同，将 NTC 与定值电阻组合运用，可供给必定的线性度，如图 10 所示。经过挑选适宜的定值电阻值，可将曲线上线性度最好的温度规模平移至满意详细的运用需求。
图 10. 如图 9 所示规划一个 NTC 分压器有助于在有限的温度规模内线性化 NTC 的阻值曲线。NTC 和外部电阻 R1 上的电压表明为温度的函数。留意电压在 0°C 至+70°C 规模内大体呈线性。
关于较宽温度规模的运用，常见办法是运用 Steinhart–Hart 方程，这供给了三阶近似。Steinhart–Hart 方程中，200°C 温度规模内的差错一般小于 0.02⁰C。
Maxim 热敏电阻计划
Maxim 出产几款根据单芯片热敏电阻的不同数字输出 IC。MAX31865 规划用于 RTD，也是用于热敏电阻的极好挑选。
硅传感器
硅温度传感器具有模仿或数字输出。虽然硅传感器的温度规模有限，但易于运用，而且许多具有附加功用，例如温度监控器功用。
模仿温度传感器
假如需求经过电流环路将输出发送至监测设备，模仿温度传感器十分有用。这种状况下也可转化为数字输出，但信号经过两个额定的转化过程。
模仿温度传感器 IC 运用双极晶体管的热特性来构成一路与温度成正比的输出电压，有些状况下为电流。
最简略的模仿温度传感器只要三个有源衔接：地、电源电压输入和输出。其它具有增强特性的模仿传感器还有更多的输入或输出，例如比较器或电压基准输出。
图 11 所示为典型的模仿温度传感器， MAX6605 的输出电压 – 温度曲线；图 12 所示为该传感器相关于直线的差错。在 0°C 至+85°C 温度规模，线性度大约在±0.2°C 之内，这相关于热敏电阻、RTD 及热电偶来说是相当好的。
图 11. MAX6605 模仿温度检测 IC 的输出电压 – 温度曲线。
图 12. MAX6605 输出电压相关于直线的差错。从 0°C 至+85°C 内的线性度在大约±0.2°C 规模之内。
模仿温度传感器可具有十分优异的准确度。例如，DS600 在 -20°C 至+100°C 规模内的确保准确度为±0.5°C；也有差错容限较大的模仿传感器，可是其间许多都具有十分小的作业电流（数量级为最大 15µA），而且封装很小（例如 SC70）。
数字温度传感器
将一个模仿温度传感器与一个 ADC 集成在一同，是创立具有直接数字接口的温度传感器的简略办法。这样的器材一般被称为数字温度传感器或本地数字温度传感器。“本地”是指传感器丈量的是其本身的温度，而远端传感器丈量的是外部 IC 或分立式晶体管的温度。
图 13 所示为两个数字温度传感器的框图。图 13a 所示为一个简略丈量温度的传感器，并经过一个 3 线数字接口输出成果数据。图 13b 所示的器材具有更多特性，例如过温 / 欠温输出、为这些输出设置触发门限的寄存器，以及 EEPROM。
图 13. 本地数字温度传感器框图。（a） 带有串行数字输出的简略传感器。（b） 具有更多功用的传感器，例如过温 / 欠温报警输出和用户 EEPROM。
运用数字温度传感器的优点之一是传感器的准确度目标内包含了在将温度值数字化时所发生的一切差错；相比之下，模仿温度传感器的规则差错还有必要加上 ADC、扩大器、电压基准或传感器所运用的其它元件的规则差错。极高功能数字温度传感器的比如之一是 MAX31725，在 -40°C 至+105°C 温度规模内的准确度到达±0.5°C。MAX31725 可用于 -55°C 至+125°C 温度规模，最大温度差错只要±0.7°C，分辨率为 16 位（0.00390625°C）。
大多数数字温度传感器都具有一路或多路输出来指示实测温度现已超出了预设（一般软件可编程）限值。输出行为能够像一个比较器输出相同，当温度高于门限时为一种状况，当温度低于门限时为另一种状况。另一种常见的输出完成办法就像一个中止，只要主控设备采纳动作进行呼应后才会被复位。
数字温度传感器可带有各式各样的数字接口，包含 I2C、SMBusTM、SPITM、1-Wire®和 PWM。
