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温度可能是一个有趣的测量参数。周围环境的温度对于移动机器人可能不是很有用，而电机或电池组的温度却是有用的。

什么是温度？

"温度：与原子和分子无序微观运动相关的平均平动动能成正比的量度。热量从高温区域流向低温区域。

单位及其转换

温度最常用的单位是摄氏度、开尔文和华氏度。

摄氏度

该温标以水为基准。它将 0 °C 定义为水在标准大气压下结冰的温度。100 °C 定义为水沸腾的温度。

转换

转换为华氏度：Tc * 9/5 +32

转换为开尔文：Tc + 273,15

开尔文

开尔文是一个温标，只有一个定义的温度：0 开尔文是可能的最低温度，约为 -273,15 °C。开尔文增加 1 度与摄氏度增加 1 度大小相同。
开尔文（注意，不是度开尔文）温标用于科学和工程领域，大多数包含温度的公式都需要使用开尔文，除非涉及温差，在这种情况下可以使用摄氏度和开尔文，因为 10 到 20 开尔文之间的温差与 10 到 20 摄氏度之间的温差是相等的。

转换

转换为华氏度：Tk *9/5 -459,67

转换为摄氏度：Tk - 273,15

华氏度

该温标使用当时可测量的最低温度，以及人体温度。第一个温度定义为 0 °F，第二个温度定义为 100 °F。这将 0 °C 置于 32 °F，将 100 °C 置于 212 °F。1 °F 的温差与 1 °C 的温差大小不同。

转换

转换为开尔文：(Tf + 459,67) * 5/9

转换为摄氏度：(Tf - 32) * 5/9

温度测量方法

非电气方法

这些非电气方法中有任何对机器人有用吗？

传统测量温度的方式是使用玻璃毛细管中的汞膨胀。新型温度计使用其他液体，如酒精。其他方法使用两条热膨胀率不同的薄金属条，将它们熔合在一起，被称为双金属或双金属片。

另一种方法是使用封闭的金属毛细管系统中的气体或液体或气液组合的膨胀，被称为气体温度计和充填系统。其他方法使用某些材料的相变，例如油漆和糊剂，当达到特定温度时，它们的反射率或颜色会永久改变。这些通常被称为温度或热油漆和标签。

另一种方法是利用某些液晶在不同温度下的反射率变化。一种原始的温度计，以伽利略命名，使用几个精确的砝码放在带有标记的小玻璃球中，这些小玻璃球的体积已知，所有小玻璃球都放在一个装满水的垂直圆柱体中，圆柱体的尺寸足够大，可以容纳所有小玻璃球，并且宽度足够大，可以让小玻璃球自由地互相穿过。当组件的温度发生变化时，水的密度也会发生变化，小玻璃球会在圆柱体中根据其密度假设不同的高度，最高位置的小玻璃球表明温度在或低于其标记值。

电气或热电方法

热电偶

热电偶由两根不同金属的导线组成，两端连接在一起，绝缘，但在其长度上保持热接触。当它们遇到从一端到另一端的温度梯度时，由于塞贝克效应，电流会流过电路。如果打开其中一根导线，用适当高阻抗的电压表测量两端之间的电压，将测得一个电压，该电压几乎等于平均相对塞贝克系数乘以热端和冷端之间的温差。

在过去的百年中，人们已经开发了许多材料组合的热电性能，并且其中一些材料组合已经标准化，更常见的是以它们的 ISA 字母代号作为标准。它们的冷端参考温度分别为 32 华氏度和 0 摄氏度时的电气输出已在 ASTM 标准 E230 中广泛发布。许多网络资源都提供这些表格值，包括美国的美国国家标准与技术研究院 (NIST)。

温度敏感电阻

许多导电材料的电阻会随着温度变化，即它们是温度敏感电阻。

温度敏感电阻主要分为两种：正温度系数 (PTC) 器件和负温度系数 (NTC) 器件。

通常，PTC 器件，如果由金属制成，被称为电阻温度检测器或 RTD。由其他材料制成的器件通常被称为热敏电阻，是热电阻的简称。

RTD 是一种高度发达的技术，在全世界范围内都有使用，并且存在几个国际标准来规范使用最广泛的类型，即由纯铂制成的 RTD。它们通常被称为铂电阻温度计或简称为 PRT。非常特殊的 PRT 用作 1990 年国际温标 (ITS-90) 的内插设备，这些设备以及商业销售的类似设备通常被称为标准铂电阻温度计或 SPRT。

最常用的 RTD 材料（铂、镍和铜）的表格可以在几个国际和国家标准以及网络上的许多地方找到。

热敏电阻也发展得非常成熟，但它们的特性没有统一的标准。每个供应商都有自己的产品，并提供自己的校准表。这些表格中的一些已在测量数据库网站上编目。

许多流行的热敏电阻使用 B 为 3300 K 的材料或 B 为 5133 K 的材料，或者其他一些具有中间值的材料制造。

无论材料如何，大多数热敏电阻在室温 (298.15 K = 25 °C) 下的电阻都为以下首选值之一：1 kΩ、2 kΩ、5 kΩ、10 kΩ、20 kΩ、50 kΩ、100 kΩ、200 kΩ、500 kΩ、1 MΩ。

• PBASIC 编程/RCTIME 和 "RepRap: ExtruderIO" 提供了更多关于测量电容 + 热敏电阻电路的 RC 时间常数的详细信息；然后根据该时间计算温度。
• 嵌入式系统/低压电路 和 "RepRap: 热敏电阻" 提供了更多关于测量“分压器”电阻 + 热敏电阻电路的输出电压的详细信息；然后根据该电压计算温度。

半导体

半导体，如二极管和晶体管，具有随温度变化很大的特性。这是由于此类器件的带隙对温度敏感，这种敏感性高度可重复且非常稳定，尤其是在硅半导体中。

一些集成电路 (IC) 制造商，如 Analog Devices、Dallas Semiconductors 和 National Semiconductors，制造了许多基本二极管温度传感器的变体，这些变体带有额外的电路，以将输出进行缩放，以便与简单的数字显示仪表一起使用。

辐射温度计和光学高温计

如今流行的耳温计和低成本“激光”温度计是辐射温度计（高温计）的变体，这种温度计始于 19 世纪。这些设备都基于从本质上讲所有事物的热辐射特性，无论是气体、液体还是固体。所有材料内部的工作物理过程包括发射电磁辐射，这种辐射是物体温度和光学特性的函数。

19 世纪最后一年，马克斯·普朗克首次正确地描述了热辐射的物理发射。他的理论导致了物理学的量子革命。它经受住了时间的考验，成为一个准确可靠的热辐射发射理论，使仪器设计师能够开发出无需接触被测物体即可测量温度的仪器，其精度和重复性水平非常高。此类设备的标准很少。