Sensors dissenyats basant-se en el principi d'expansió metàl·lica
Els metalls s'expandeixen en resposta als canvis de temperatura ambient i els sensors poden convertir aquesta resposta en senyals de diverses maneres.
Sensors de tires bimetàl·liques: les tires bimetàl·liques consisteixen en dos metalls amb diferents coeficients d'expansió units entre si. Amb els canvis de temperatura, el material A s'expandeix més que l'altre metall, fent que la cinta es doblegui. La curvatura d'aquesta corba es pot convertir en un senyal de sortida.
Sensors de tubs i varetes bimetàl·lics: a mesura que augmenta la temperatura, augmenta la longitud del tub metàl·lic (material A), mentre que la longitud de la vareta d'acer no -expansible (metall B) no. Aquesta expansió lineal del tub metàl·lic a causa del canvi de posició es pot transmetre. Per contra, aquesta expansió lineal es pot convertir en un senyal de sortida.
Sensors dissenyats a partir de les corbes de deformació de líquids i gasos: els líquids i gasos també experimenten canvis de volum amb la temperatura.
Diverses estructures poden convertir aquest canvi d'expansió en un canvi de posició, generant així una sortida de canvi de posició (potenciòmetres, polarització de detecció, deflectors, etc.).
Detecció de resistència: la resistència d'un metall canvia amb la temperatura.
Per a diferents metalls, el canvi de resistència varia amb cada canvi de grau Celsius de temperatura, i aquest valor de resistència es pot utilitzar directament com a senyal de sortida.
Hi ha dos tipus de canvis de resistència:
Coeficient de temperatura positiu: augment de la temperatura=augment de la resistència
Disminució de la temperatura=Disminució de la resistència
Coeficient de temperatura negatiu: augment de la temperatura=Disminució de la resistència
Disminució de la temperatura=Augment de la resistència
Detecció de termoparells
Un termoparell està format per dos fils metàl·lics de diferents materials soldats entre si als seus extrems. Mitjançant la mesura de la temperatura ambient de l'àrea no escalfada, es pot determinar amb precisió la temperatura del punt d'escalfament. Com que requereix dos conductors de materials diferents, s'anomena termopar. Els termoparells fets de diferents materials s'utilitzen en diferents intervals de temperatura, i les seves sensibilitats també varien. La sensibilitat del termopar es refereix al canvi en la diferència de potencial de sortida quan la temperatura del punt escalfat canvia 1 grau. Per a la majoria de termoparells suportats per materials metàl·lics, aquest valor és aproximadament entre 5 i 40 microvolts/grau.
Com que la sensibilitat d'un sensor de temperatura de termoparell és independent del gruix del material, els sensors de temperatura es poden fabricar amb materials molt prims. Com que els materials metàl·lics utilitzats per fer termoparells tenen una ductilitat excel·lent, aquests petits elements sensors de temperatura tenen velocitats de resposta extremadament altes i poden mesurar processos que canvien ràpidament.