温度传感器的性能还由其应用领域的许多因素决定，如外部环境(物理和电学的)、电源供电方式等。总的来说，温度传感器主要应用于以下几个领域。
1、感测应用。温度传感器的热转换方式经常被用来测量物理量(如流量、辐射、气体压力、气体种类、湿度、热化学反应等)。这些传感器的测量值都是以热形式为媒介并以电信号的方式输出。
2、生物医学应用。生物医学的应用必须使用特殊的温度传感器，其中最重要的特性是要求低功耗、长期稳定性好、可靠性高以及在-40～120℃之间，精确度±0.3℃。
3、太空应用。热敏电阻以及硅PN结已经使用于太空温度测量，利用分立的模拟和数字接口电路从感测元件读取温度信息对于低成本、低质量的使用情况越来越不适用，尤其在微米/纳米卫星中更难满足需要。具有数字输出功能的智能温度传感器，可应用于未来的卫星设计中，并能传送与微处理器兼容的数字信息。
4、工业应用。集成温度传感器在自动化应用和微生物体热检测应用已有报道，尽管其特性和需求根据每个特殊的应用而变化非常大。对于低成本、长期稳定性和可靠性、强大的数字接口以及通信系统等这些特殊的应用需求，目前的智能温度传感器都可满足。
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