温度传感器
摘要：在工农业生产、医疗、汽车、气象监测以及火灾预防等方面，温度都是一个重要而普遍的测量参数。而且随着近年来我国现代化进程和电子技术产业的高速发展，温度传感器成为不可或缺的一类重要传感器。本文从温度传感起的分类（包括接触式和非接触式），典型温度传感器的原理及一般特性（包括线性度、灵敏度、稳定性以及抗干扰性能），新型温度传感器的应用及发展方向等方面介绍了这一类重要传感器。
关键字：温度传感器
一、发展现状概述
温度是过程控制中最重要的测量变量之一，在温度的计量和监测中，要将温度信号转变为电信号则离不开温度传感器。所谓温度传感器，就是能够通过检测那些物理量而可知其温度的器件。在工业生产中，温度传感器的用途十分广阔，可用作温度测量与控制、温度补偿、流速、流量和风速测定、液位指示、温度测量、紫外光和红外光测量、微波功率测量等而被广泛的应用于彩电、电脑彩色显示器、切换式电源、热水器、电冰箱、厨房设备、空调、汽车等领域。近年来，我国工业现代化的进程和电子信息产业连续的高速增长，带动了传感器市场的快速上升。温度传感器作为传感器中的重要一类，占整个传感器总需求量的40%以上。温度传感器是利用NTC的阻值随温度变化的特性，将非电学的物理量转换为电学量，从而可以进行温度精确测量与自动控制的半导体器件。近年来汽车电子、消费电子行业的快速增长带动了我国温度传感器需求的快速增长。
随着科学技术的不断发展，温度的计量和监测在工农业生产和国民经济各部门具有重要意义和十分广泛的应用。
随着各类电子产品的便携化，可用于片上测温的集成温度传感器的发展便越趋灼热化。传感器属于信息技术的前沿尖端产品，尤其是温度传感器被广泛用于工农业生产、科学研究和生活等领域，数量高居各种传感器之首。温度传感器的发展大致经历了以下三个阶段：
1.传统的分立式温度传感器(含敏感元件)
传统的热电偶、热电阻、热敏电阻及半导体温度传感器，均属于分立式温度传感器，传感器本身就是一个完整的、独立的感温元件。此类传感器通常要配温度变送器，以获得标准的模拟量(电压或电流)输出信号。使用时还需配上二次仪表，才能完成温度测量及控制功能。其主要缺点是外围电路比较复杂、测量精度较低、分辨力不高，需进行温度校准(例如非线性校准、温度补偿、传感器标定等)，另外它们的体积较大，使用也不够方便。因此，分立式温度传感器将逐渐被淘汰。
2.模拟集成温度传感器/控制器
集成传感器是采用硅半导体集成工艺而制成的，因此也称硅传感器或单片集成传感器。模拟集成温度传感器是在20世纪80年代问世的.它是将温度传感器集成在一个芯片上，可完成温度测量及模拟信号输出功能的专用lC，它属于最简单的一种集成温度传感器。模拟集成温度传感器的主要特点是功能单一(仅测量温度)、测温误差小、价格低、响应速度快、传输距离远、体积小、微功耗. 适合远距离测温、控温，不需要进行非线性校准。外围电路简单，它是目前在国内外应用最为普遍的一种集成传感器，典型产品有AD590、AD592、TMP17、 IJM135等。模拟集成温度控制器主要包括温控开关、可编程温度控制器.典型产品LM56、AD22105和MAX6509。某些增强型集成温度控制器(例如TC652/653)中还包含了A/D转换器以及固化好的程序，这与智能温度传感器有某些相似之处，但它自成系统，工作时并不受微处理器的控制，这是二者的主要区别。
3.智能温度传感器
智能温度传感器(亦称数字温度传感器)是在20世纪90年代中期问世的。智能温度传感器是微电子技术、计算机技术和自动测试技术的结晶，它也是集成温度传感器领域中最具活力和发展前途的一种新产品。国际上许多著名的集成电路生产厂家已经开发出上百种智能温度传感器产品。智能温度传感器具有以下三个显著特点:①能输出温度数据及相关的温度控制量，适配各种微控制器 (MCU)；
②能以最简方式构成高性价比、多功能的智能化温度测控系统；③它是在硬件的基础上通过软件来实现测试功能的，其智能化程度也取决于软件的开发水平。
智能温度传感器内部都包含温度传感器、A/D转换器、存储器(或寄存器) 和接口电路。有的产品还带多路选择器、中央控制器(CPU)、随机存取存储器 (RAM)和只读存储器(ROM)。
二、分类及基本原理
温度传感器有四种主要类型：热电偶、热敏电阻、电阻温度检测器(RTD)和IC温度传感器(见下表)。IC温度传感器又包括模拟输出和数字输出两种类型。
热电偶：
热电偶应用很广泛，因为它们非常坚固而且不太贵。热电偶有多种类型，它们覆盖非常宽的温度范围，从?C200℃到2000℃。它们的特点是：低灵敏度、低稳定性、中等精度、响应速度慢、高温下容易老化和有漂移，以及非线性。另外，热电偶需要外部参考端。
热敏电阻：
热敏电阻器是敏感元件的一类，按照温度系数不同分为正温度系数热敏电阻器（PTC）和负温度系数热敏电阻器（NTC）。热敏电阻器的典型特点是对温度敏感，不同的温度下表现出不同的电阻值。正温度系数热敏电阻器（PTC）在温度越高时电阻值越大，负温度系数热敏电阻器（NTC）在温度越高时电阻值越低，它们同属于半导体器件。
电阻温度检测器(RTD)：
RTD精度极高且具有中等线性度。它们特别稳定，并有许多种配置。但它们的最高工作温度只能达到400℃左右。它们也有很大的TC，且价格昂贵(是热电偶的4～10倍)，并且需要一个外部参考源。
模拟输出IC温度传感器：
模拟输出IC温度传感器具有很高的线性度 (如果配合一个模数转换器或ADC可产生数字输出)、低成本、高精度(大约1%)、小尺寸和高分辨率。它们的不足之处在于温度范围有限(55℃～＋150℃)，并且需要一个外部参考源数字输出IC温度传感器：
数字输出IC温度传感器带有一个内置参考源，它们的响应速度也相当慢(100 ms数量级)。虽然它们固有地会自身发热，但可以采用自动关闭和单次转换模式使其在需要测量之前将IC设置为低功耗状态，从而将自身发热降到最低。
与热敏电阻、RTD和热电偶传感器相比，IC温度传感器具有很高的线性，低系统成本，集成复杂的功能，能够提供一个数字输出，并能够在一个相当有用的范围内进行温度测量。
三、新型温度传感器及其特性
（一）高精度医用光纤温度传感器
在医学领域，温度传感器也扮演着十分重要的角色。在生物医学领域，体温是很重要的生理参数，人体的温度为医生提供了生理状态的信息，对医生做出准确的诊断及治疗有很大的帮助。尤其是在肿瘤热疗的过程中，需要对人体温度进行实时的无损检测，设备要求有很高的精度，以保证肿瘤组织均匀而准确的加热，同时要能够保证其加热温度刚好达到肿瘤细胞死亡的临界温度并且不能对正常组织产生热损害。因此其温度的测量精度要求在±0.1～0.2℃。在肿瘤热疗中温度传感器在对组织温度进行多点实时测量的同时还要消除传统温度计受电磁辐射干扰的问题。
目前医学领域使用的温度传感器主要包括家庭常用的水银温度计、电热偶温度传感器、热敏电阻温度传感器、红外热辐射温度传感器、PN结温度传感器等。
表3.1 医用温度传感器类型及特性
上述传统的医用传感器只能进行点测量，而且传感元件大多为导体，在某些特殊场合如利用超声波和电磁波对肿瘤进行热疗，在核磁场中对病人进行诊断等，这类传感器会带来一系列的问题：
1.欧姆热效应使导线上的温度升高，成为附加干扰热源。
2.导体的集肤效应使导体表面电流密度随磁场频率增高而增加，使自身温度升高更为严重，导致温度示值产生很大误差甚至无法进行温度测量。
3.不能实现分布式测量。
为了解决电磁场对温度测量的干扰，并且把点测量延伸到线、面的分布式测量，人们把研究方向转向了光纤式温度传感器。光纤温度传感器采用的是非导电性的玻璃与塑料纤维，相较传统的温度传感器，它可以避免电磁环境对测量数据造成的扰动，且其直径细、重量轻、对被测介质造成的影响小、与生物体亲和性好，这些优点使其在生物科学及医学的研究和治疗等领域都有很高的应用价值。
光纤温度传感器按其原理主要分为两大类：一是传光型，它把光强（吸收、类型
测量方式 物理量 测量特性
接触式 水银温度计 热膨胀 精度高可达0.1℃、廉价、稳定、单点测量、危险性大 热电偶温度 传感器 热电动势 测温范围宽、稳定、准确（精度0.25％～1％）
热敏电阻温
度传感器 电阻 精度高（测量范围在0～10℃，测量误差可降到0.01℃）、线性
度好、稳定性高
PN 结温度传感器 PN 结特性 线性度好、灵敏度高、测量范围宽、体积小、
性能稳定
非接
触式 红外辐射温度传感器 热电动势 适用于不方便直接测量的场合、温度灵敏
度较低
热辐射、折射率变化）、波长（荧光）等于温度有关的信号作为测量信号；二是传感型，利用光的相位、波长（干涉）、强度（散射）作为温度信号。
下面以荧光型温度传感器为例说明：
工作原理：在一定条件下，当某些荧光材料在合适的激发光激励下会发出较强的荧光，其荧光强度、发射寿命合影光的波长会随外界温度和压力等参数的变化而变化，利用荧光的这一特性可以制成荧光强度型和荧光寿命型等温度传感器。
图 3.1 荧光光纤温度传感器原理图
图 3.2荧光探头结构
荧光衰变时间与温度的关系如下式：
τ（T）=（1+exp(-ΔE/kT)/(R E+R T exp(-ΔE/kT)) (1-1)
其中R E，R T，ΔE，k是常数，T为绝对温度。
（二）气象探测温度传感器
气象检测方面对温度的准确测量对气候变化的研究、天气预报等都具有重要的意义。考虑到大气中地面辐射、太阳辐射以及高空测温时的沾水误差，气象检测对温度的测量精度有很高的要求。现在已有致力于减小热辐射误差和温度传感器的沾水误差的研究。
（1）用于气象探测的低辐射温度误差传感器
当太阳光线照射到温度传感器表面时，通过辐射吸收的方式造成的温升降直接叠加在大气温度的测量结果上，相当于给传感器直接加热。传统气象站一般采用加装百叶箱和防辐射罩来减少太阳辐射对测量结果的影响，然而由于百叶箱屏蔽不严密，对风速有明显的削弱作用，破坏了大气连续均匀的状态，使内部气温变化落后于外部，不可避免的造成1～2℃左右的温度误差。针对这一问题，有研究者设计了一种低辐射温度误差传感器。
其结构如下：由铜质空心球和Pt100铂电阻温度传感器组成，用绝缘导热硅胶将Pt100铂电阻与空心铜球内壁粘合，用于固定和传热。
图3.3低辐射温误差传感器结构示意图
通过试验测试结果表明：
利用低辐射温度误差传感器的辐射温升比值在不同辐射强度下不变的特性，所推算出的温度与真实环境的温度误差在0.09～0.26℃之间。和传统气象站使用的温度误差传感器相比，低辐射温度传感器具有精度高、响应快、体积小、重量轻、便携性好等优点。
（2）双加热温度传感器
在探空温度测量中，温度传感器探头暴露在空气中，云滴附着在探头上，由于蒸发吸热等原因，使传感器在穿云时测得的大气温度偏离真实的大气温度。气象探测的数据显示，这种沾水误差通常超过0.2℃，这一点已经成为高空气象探测精度提高的一个重要瓶颈。已有研究表明，传感器的沾水误差和探头的加热响应速度成一定的函数关系，并据此提出了双加热温度传感器的构想。
相关的实验研究发现，对探空传感器探头进行恒功率升温时，温度变化的时间常数、沾水误差、降水强度和风速这四个参数成一定的函数关系。通过实验拟合出函数关系，即可通过温度变化的时间常数和风速求解出降水强度和沾水误差。这种传感器通过拟合函数曲线，在一定程度上修正了水沾附传感器产生的温度测量误差，试验结果表明，在一定的风速和降水强度范围内，沾水误差可降至±0.1℃的范围内。与传统的探空温度传感器相比，这种新型传感器的测量精度高，还可在一定范围内测量降水强度，因此在高空探测领域有广泛的应用前景。
四、发展前景及展望
近年来，微电子技术和计算机技术的发展带动了传感器市场的发展，温度传感器占总传感器需求的40％以上，它被广泛的应用于温度的测量控制、温度补偿、流量和风速的测定等方面。其应用领域也在逐步扩展：在地下道路复合式路面结构层中埋设温度传感器进行实地观测，基于实测数据对路面温度场进行模拟，可以实时监测路面的应力分布情况，为地下道路复合式路面的长期性能研究提供参考；PH传感器和温度传感器采集信号，测量结果通过无线传输方式送给监控部门，从而实现对河流水质的实时监测；基于图像传感器和温度传感器的火灾定位技术以及火灾自动报警系统等。由此可见，温度传感器在我们的生活中扮演着十分重要的角色，有关温度传感器的研究也在逐步深入，温度传感器正向着智能化、网络化的方向发展。
摘要 统使用PTC或NTC电阻作为温度传感器的方式在使用过程中存在着很多不足之 本文阐述了一个基于专用温度传感器AD590的 高精度温度检测系统的设计 和实现过程。整个设计包括AD590 器AD620ADC0804AT89C52组 AD590AT89C52
Ⅰ https://www.doczj.com/doc/361923870.html, Abstract The temperature check system in modern industry is that uses some special method to process and display the environmental temperature. Tradition uses PTC or NTC resistance to be using process to there be existing much defects as the temperature sensor way, supposes that what be detected the temperature has a bad accuracy, systematic reliability is bad, has much difficulties to design, and the
cost of e ntire system is expensive. To use this method already unable satisfied modern industry produces the need being hit by the high-accuracy temperature under the control. Use the special temperature transducer could improve the systematic function of temperature detecting. This article elaborated the high-accuracy temperature having set forth a because of special temperature transducer AD590 checks the main body of a book systematically designing and realizing process. Entire design is included: Use the AD590 temperature transducer to detect the analog temperature, instrumentation amplifier AD620 signal process system, change the analog signal to digital signal circuit of ADC0804, the AT89C52 MUC system and the power system. Key word temperature check system AD590AT89C52
一、温度传感器热电阻的应用原理 温度传感器热电阻是中低温区最常用的一种温度检测器。它的主要特点是测量精度高，性能稳定。其中铂热是阻的测量精确度是最高的，它不仅广泛应用于工业测温，而且被制成标准的基准仪。 1．温度传感器热电阻测温原理及材料 温度传感器热电阻测温是基于金属导体的电阻值随温度的增加而增加这一特性来进行温度测量的。温度传感器热电阻大都由纯金属材料制成，目前应用最多的是铂和铜，此外，现在已开始采用甸、镍、锰和铑等材料制造温度传感器热电阻。 2．温度传感器热电阻的结构
（1）精通型温度传感器热电阻工业常用温度传感器热电阻感温元件（电阻体）的结构及特点见表2-1-11。从温度传感器热电阻的测温原理可知，被测温度的变化是直接通过温度传感器热电阻阻值的变化来测量的，因此，温度传感器热电阻体的引出线等各种导线电阻的变化会给温度测量带来影响。为消除引线电阻的影响同般采用三线制或四线制，有关具体内容参见本篇第三章第一节. （2）铠装温度传感器热电阻铠装温度传感器热电阻是由感温元件（电阻体）、引线、绝缘材料、不锈钢套管组合而成的坚实体，如图2-1-7所示，它的外径一般为φ2~φ8mm，最小可达φmm。 与普通型温度传感器热电阻相比，它有下列优点：①体积小，内部无空气隙，热惯性上，测量滞后小；②机械性能好、耐振，抗冲击；③能弯曲，便于安装④使用寿命长。
（3）端面温度传感器热电阻端面温度传感器热电阻感温元件由特殊处理的电阻丝材绕制，紧贴在温度计端面，其结构如图2-1-8所示。它与一般轴向温度传感器热电阻相比，能更正确和快速地反映被测端面的实际温度，适用于测量轴瓦和其他机件的端面温度。 （4）隔爆型温度传感器热电阻隔爆型温度传感器热电阻通过特殊结构的接线盒，把其外壳内部爆炸性混合气体因受到火花或电弧等影响而发生的爆炸局限在接线盒内，生产现场不会引超爆炸。隔爆型温度传感器热电阻可用于Bla~B3c级区内具有爆炸危险场所的温度测量。 3．温度传感器热电阻测温系统的组成 温度传感器热电阻测温系统一般由温度传感器热电阻、连接导线和显示仪表等组成。必须注意以下两点： ①温度传感器热电阻和显示仪表的分度号必须一致
通信与测控系统课程设计 报告
一、课程设计目的及要求 ①通过一个具体的项目实例，熟悉项目开发的流程，学习与通信相关的测控系统开发，包括基本知识、技术、技巧 ②锻炼硬件编程能力（C51），积累编程经验，形成代码风格，理解软件层次结构 ③常用外围器件（接口）的操作、驱动 一、实习主要任务 ①采集远端温度信息，无线收集，上位机显示信息 ②硬件配置：51系统板、DS18B20、无线数传模块IA4421、数码管 ③编程、调试，完成作品 二、硬件电路的原理框图 图一、AT89S51、数码管硬件原理图
图二、IA4421硬件原理图图三、DS18B20硬件原理图最终实现的功能： 三、软件设计及原理 1、读主程序流程图
主程序代码： #include
一、霍尼韦尔 公司简介： 霍尼韦尔是《财富》百强公司，总部位于美国。致力于发明制造先进技术以应对全球宏观趋势下的严苛挑战，例如生命安全、安防和能源。公司在全球范围内拥有大约130,000 名员工，其中包括19,000 多名工程师和科学家。 霍尼韦尔在华的历史可以追溯到1935年。当时，霍尼韦尔在上海开设了第一个经销机构。1973年美国总统尼克松访华时，应中国政府之邀从十大领域推荐精英企业来华推动两国双向交流，并促进中国的现代化建设。其中炼油石化领域唯一被选中推荐给中国政府的美国环球油品公司，正是霍尼韦尔旗下的子公司。80年代的改革开放成为了霍尼韦尔融入中国经济发展的又一个新起点，作为首批在北京设立代表处的跨国企业，霍尼韦尔在彼时开始了一系列的高品质投资。目前，霍尼韦尔四大业务集团均已落户中国，旗下所辖的所有业务部门的亚太总部也都已迁至中国，并在中国的20多个城市设有多家分公司和合资企业。目前，霍尼韦尔在中国的投资总额超10亿美金，员工人数超过12,000名。 主要产品及服务： 家具与消费品——环境自控解决方案及产品 航空与航天——航空航天UOP中国传感与控制 生命安全与安防——霍尼韦尔安全产品安防气体探测技术 建筑、施工与维护——环境自控解决方案及产品安防英诺威发泡剂极冷致制冷剂 传感与控制——扫描与移动生产力扫描与移动技术 工业过程控制——无线自动化解决方案环境自控解决方案及产品传感与控制气体探测技术 能效与公共事业——环境自控解决方案及产品无线自动化解决方案传感与控制 汽车与运输——极冷致制冷剂传感与控制 石油、天然气、炼油、石油化工与生物燃料——环境自控解决方案及产品UOP中国无线自动化解决方案传感与控制气体探测技术安防 医疗保健——扫描与移动技术阿克拉薄膜传感与控制Burdick & Jackson 溶剂和试剂 化学品、特殊材料与化肥——Burdick & Jackson 溶剂和试剂阿克拉薄膜尼龙6树脂UOP中国极冷致制冷剂OS有机硅密封胶添加剂 制造——环境自控解决方案及产品尼龙6树脂A-C高性能添加剂传感与控制 无线自动化解决方案
黄河科技学院《单片机应用技术》课程设计题目：基于数字温度传感器的数字温度计 姓名：时鹏 院（系）：工学院 专业班级： 学号： 指导教师：
黄河科技学院课程设计任务书 工学院机械系机械设计制造及其自动化专业 S13 级 1 班 学号 1303050025 时鹏指导教师朱煜钰 题目:基于数字温度传感器的数字温度计设计 课程:单片机应用技术课程设计 课程设计时间 2014年 10月27 日至2014年11 月 10 日共 2 周 课程设计工作容与基本要求(设计要求、设计任务、工作计划、所需相关资料)（纸不够可加页）
课程设计任务书及摘要 一、课程设计题目：基于数字温度传感器的数字温度计 二、课程设计要求 利用数字温度传感器DS18B20与单片机结合来测量温度。利用数字温度传感器DS18B20测量温度信号，计算后在LED数码管上显示相应的温度值。其温度测量围为-55℃~125℃，精确到0.5℃。数字温度计所测量的温度采用数字显示，控制器使用单片机AT89C51，温度传感器使用DS18B20，用3位共阳极LED数码管以串口传送数据，实现温度显示。 三、课程设计摘要 DS18B20是一种可组网的高精度数字式温度传感器，由于其具有单总线的独特优点，可以使用户轻松地组建起传感器网络，并可使多点温度测量电路变得简单、可靠。本文结合实际使用经验，介绍了DS18B20数字温度传感器在单片机下的硬件连接及软件编程，并给出了软件流程图。 该系统由上位机和下位机两大部分组成。下位机实现温度的检测并提供标准RS232通信接口，芯片使用了ATMEL公司的AT89C51单片机和DALLAS公司的DS18B20数字温度传感器。上位机部分使用了通用PC。该系统可应用于仓库测温、楼宇空调控制和生产过程监控等领域。 四、关键字：单片机温度测量 DS18B20 数字温度传感器 AT89C51
温度传感器在汽车上的运用 201110301314 机自113 王盟为了确定发动机的温度状态，正确的控制燃油喷射、点火正时、怠速转速和尾气排放，提高发动机的运行性能，发动机控制模块需要能连续精确地监测冷却液的温度、进气温度与排气温度的传感器(部分车型装备)。从结构上讲，这些温度传感器有绕线电阻式、热敏电阻式、扩散电阻式、半导体晶体管式、金属芯式和热电偶式等。应用较多的是绕线电阻式和热敏电阻式温度传感器。而从检测对象方面讲，温度传感器包括发动机冷却液温度传感器、进气温度传感器和排气温度传感器。 1．作用 （1）发动机冷却液温度传感器(ECT) 发动机冷却液温度传感器又称水温传感器，它用来检测发动机冷却液的温度，并将温度信号转变成电信号输送给发动机控制模块，作为汽油喷射、点火正时、怠速和尾气排放控制的主要修正信号。 （2）进气温度传感器(IAT)
进气温度传感器(IAT)用来检测进气温度，并将进气温度信号转变成电信号输送给发动机控制模块，作为汽油喷射、点火正时的修正信号。（3）排气温度传感器 排气温度传感器用来检测再循环废气的温度，用以判断废气再循环系统工作是否正常。2. 分类 温度传感器有四种主要类型：热电偶、热敏电阻、电阻温度检测器(RTD)和IC温度传感器。IC温度传感器又包括模拟输出和数字输出两种 类型。热电偶应用很广泛，因为它们非常坚固而且不太贵。热电偶有多种类型，它们覆盖非常宽的温度范围，从200℃到2000℃。它们的特点是：低灵敏度、低稳定性、中等精度、响应速度慢、高温下容易老化和有漂移，以及非线性。另外，热电偶需要外部参考端。RTD精度极高且具有中等线性度。它们特别稳定，并有许多种配置。但它们的最高工作温度只能达到400℃左右。它们也有很大的TC，且价格昂贵(是热电偶的4～10倍)，并且需要一个外部参考源。拟输出IC温度传感器具有很高的线性度 (如果配合一个模数转换器或ADC可产生数字输出)、低成本、高精
无线测温技术方案 (基于EH技术) 1.EH技术说明 1.1. EH技术简介 环境能量采集（EnergyHarvesting）技术具有可循环、无污染、低能耗等优点，它建立在微电子技术和微功耗技术的基础上，是近几年发展起来的一门新兴学科，它涵盖了太阳能、风能、热能、机械能、电磁能采集等诸多方面。能量收集技术应用范围极其广泛：交通、能源、物联网、航空航天、生物等等。把能量采集技术应用到电力设备的在线监测是一个前所未有的创新，必将为解决电网智能化运行提供一个全新的平台。 能量收集(EH)也称为能量积聚，使用环境能量为小型电子和电气器件提供电能。 能量收集系统包含能量收集模块和处理器/发送器模块。能量收集模块从光、振动、热或生物来源中捕获毫瓦级能量。可能的能源还来自手机天线塔等发出的射频。然后，电源经过调节并存储起来。系统随后按照所需的间隔触发，将能量释放给后续负载使用。 1.2.EH技术应用 在变电所、站的运行现场具有丰富的电磁能，对于电压高电流小的场源(如发射天线、馈线等)，电场要比磁场强得多，对于电压低电流大的场源(如某些感应加热设备和模具)，磁场要比电场大得多。因此我们认为高压设备内是一个工频电场和磁场能量非常密集的区域。我们正是利用微电子技术、低功耗技术以及能量管理技术收集高压设备中的电磁能，并将其能量转化为无线温度传感器所需之电源。 将EH技术应用于高压设备一次回路的无线测温，解决了传感器的能量需求问题，使得传感器摆脱了对传统电池的束缚，体积更小，可靠性更高，安装更方便，维护更简单，产品更环保，技术更先进。 2.基于EH技术的富邦电控FTZ600无线测温系统 2.1. 无线测温系统简介
温度传感器设计论文题目:基于DＳ18B20温度传感器的智能测温仪学院:物理与电子工程学院 专业： 姓名: 学号: 目录 目录-－-－－----－－---------－-------－----－－-------－------－－----－----－－----－-----－--－--1 摘要－--－----－--------－--－－--－-－---－----------－-----－-－------－--------------------－2 一、传感器概诉----－-－－-－－--－－－--－－---－---------－---－-- －-－－-－--－----－--－---－3 1、传感器及温度传感器发展现状－----－－---－－-－-－---－－--－----－---－----3 2、主要元器件介绍--－－--－－------－-－－---－---－-－--－----------－----------－-－3 二、课程设计主要内容--－-－-----－--－---－-----－--－－----－－- －－--－－---－--－－--－６ 1、课程设计名称-－-－-------－--－-－－－------－-----－-－-----－--－－-－-----－-－-－--6 2、设计要求、目的及意义－-－－-－－----------－-------－－-－----------－－-----6 三、设计达到的指标－--－------－－－－-----－-－--－-－-----－－ ----－－－-－------------7
四、传感器设计原理－-------－-－---－-----－－---－-－－－--－-－- －---－－－-－----------７ 1、三个重要组成部分------－--－-－--------－-－－------－－-----－--－----－-----－7 2、DS180２工作原理-－-----－--－-－-－----－-－－--－------－--－－-------－--－-－-－--7 3、DS1８０2内部结构图--－-－---------－－----------－-----－--－----－--－-------８ 4、程序流程图-----－－---------－-----------－------－-－-----－-－－---－-－----－－---9 5、pｒｏｔeｕs仿真原理图－---－－－－-----------－-------------－-－－－－---－----－----9 五、实验过程-－------－-－--－---－－---------－------－---－-－ ---------－--－－－－-------１0 1、前期准备------－-－－－－--－--------－-－--－-－----------－----－---－-－---－------－-１0 2、课程设计过程--------－---－---－--－--－--－-－--－－-------－-----－---－－------－-１0 ３、个人主要工作及遇到问题－---－---－-----－---－－----－--------－--－-----－-11 六、数据分析与结论-－-－--－－--－-－-－－-－－-－---－--－-－ ----－－-－--－---－－---－－-－---11 七、课程设计总结、思考与致谢-－－-－－------－-------－-－--------- －-----－－-１2 八、参考文献---------－------－--－－-----------－-－－-－------－－--- －---－-－－-－－－----１4 九、附录-－--------－----－--－---－－-----------------－-－-－-－-－
温度传感器的应用 矿山机电谢文通 090732105 摘要：温度传感器主要在汽车上用于检测发动机温度、吸入气体温度、冷却水温度、燃油温度以及催化温度等。已实用化的产品有热敏电阻式温度传感器（通用型-50~130℃，精度1.5%，响应时间10ms；高温型600~1000℃，精度5%，响应时间10ms）、铁氧体式温度传感器（ON/OFF 型，-40~120℃，精度2.0%）、金属或半导体膜空气温度传感器（-40~150℃，精度2.0%、5%，响应时间20ms）等。 关键字：传感器热电偶热敏电阻 一、感器在汽车上的应用 温度感器的作用是测量发动机的进气,冷却水,燃油等的温度,并把测量结果转换为电信号输送给ECU．对于所有的汽油机电控系统，进气温度和冷却水温度是ECU进行控制所必须的两个温度参数，而其他的温度参数则随电控系统的类型及控制需要而不尽相同。 进气温度传感器通常安装在空气流量计或从空气滤清器到节气门体之间的进气道或空气流量计中，水温传感器则布置在发动机冷却水路，汽缸盖或机体上上的适当位置．可以用来测量温度的传感器有绕线电阻式，扩散电阻式，半导体晶体管式，金属芯式，热电偶式和半导体热敏电阻式等多种类型，目前用在进气温度和冷却水温度测量中应用最广泛的是热敏电阻式温度传感器． 二、温度传感器的类型 温度传感器有四种主要类型：热电偶、热敏电阻、电阻温度检测器(RTD)和IC温度传感器。IC温度传感器又包括模拟输出和数字输出两种类型。 热电偶应用很广泛，因为它们非常坚固而且不太贵。热电偶有多种类型，它们覆盖非常宽的温度范围，从200℃到2000℃。它们的特点是：低灵敏度、低稳定性、中等精度、响应速度慢、高温下容易老化和有漂移，以及非线性。另外，热电偶需要外部参考端。 RTD精度极高且具有中等线性度。它们特别稳定，并有许多种配置。但它们的最高工作温度只能达到400℃左右。它们也有很大的TC，且价格昂贵(是热电偶的4～10倍)，并且需要一个外部参考源。拟输出IC温度传感器具有很高的线性度(如果配合一个模数转换器或ADC可产生数字输出)、低成本、高精度(大约1%)、小尺寸和高分辨率。它们的不足之处在于温度范围有限(C55℃～＋150℃)，并且
温度传感器是温度测量仪表的核心部分，品种繁多。按测量方式可分为接触式和非接触式两大类，按照传感器材料及电子元件特性分为热电阻和热电偶两类。在实际使用上通常会和一些仪表配套使用，但也会出现很多故障现象。下面就让艾驰商城小编对温度传感器常见故障的处理方法来一一为大家做介绍吧。 第一，被测介质温度升高或者降低时变送器输出没有变化，这种情况大多是温度传感器密封的问题，可能是由于温度传感器没有密封好或者是在焊接的时候不小心将传感器焊了个小洞，这种情况一般需要更换传感器外壳才能解决。 第二，输出信号不稳定，这种原因是温度源本事的原因，温度源本事就是一个不稳定的温度，如果是仪表显示不稳定，那就是仪表的抗干扰能力不强的原因。 第三，变送器输出误差大，这种情况原因就比较多，可能是选用的温度传感器的电阻丝不对导致量程错误，也有可以能是传感器出厂的时候没有标定好。 温度传感器出现故障的情况很少见，只要出厂的时候进行仔细的检测，这些情况都是可以避免的，所以温度传感器在出厂的时候一地要进行检验，客户也可找传感器厂家索要出厂检测报告进行参考。 艾驰商城是国内最专业的MRO工业品网购平台，正品现货、优势价格、迅捷配送，是一站式采购的工业品商城！具有10年工业用品电子商务领域研究，以强大的信息通道建设的优势，以及依托线下贸易交易市场在工业用品行业上游供应链的整合能力，为广大的用户提供了传感器、图尔克传感器、变频器、断路器、继电器、PLC、工控机、仪器仪表、气缸、五金工具、伺服电机、劳保用品等一系列自动化的工控产品。 如需进一步了解图尔克、奥托尼克斯、科瑞、山武、倍加福、邦纳、亚德客、施克等各类传感器的选型，报价，采购，参数，图片，批发信息，请关注艾驰商城https://www.doczj.com/doc/361923870.html,/
温度传感器的选用 摘要：在各种各样的测量技术中，温度的测量可能是最为常见的一种，因为许多的应用领域，掌握温度的确切数值，了解温度与实际状态之间的差异等，都具有极为重要的意义。就以测量为例，在力的测量，压力，流量，位置及电平高低等测量的过程中，为了提高测量精度，通常都会要求对温度进行监视。可以说，各种的物理量都是温度的函数，要得到精确的测定结果，必须针对温度的变化，作出精确的校正。 关键字：温度传感器热电偶热电阻集成电路 引言： 工业上常用的温度传感器有四类：即热电偶、热电阻RTD、热敏电阻及集成电路温 度传感器；每一类温度传感器有自己独特的温度测量围，有自己适用的温度环境；没有一种温度传感器可以通用于所有的用途：热电偶的可测温度围最宽，而热电阻的测量线性度最优，热敏电阻的测量精度最高。 1、热电偶 热电偶由二根不同的金属线材，将它们一端焊接在一起构成；参考端温度（也称冷补偿端）用来消除铁-铜相联及康铜-铜联接端所贡献的误差；而两种不同金属的焊接端放置于需 要测量温度的目标上。 两种材料这样联接后会在未焊接的一端产生一个电压，电压数值是所有联接端温度的函数，热电偶无需电压或电流激励。实际应用时，如果试图提供电压或电流激励反而会将误差 引进系统。 鉴于热电偶的电压产生于两种不同线材的开路端，其与外界的接口似乎可通过直接测量两导线之间的电压实现；如果热电偶的的两端头不是联接至另外金属，通常是铜，那末事情 真会简单至此。 但热电偶需与另外一种金属联接这一事实，实际上又建立了新的一对热电偶，在系统中引入了极大的误差，消除此误差的唯一办法是检测参考端的温度，以硬件或硬件-软件相结 合的方式将这一联接所贡献的误差减掉，纯硬件消除技术由于线性化校正的因素，比软件-硬件相结合技术受限制更大。一般情况下，参考端温度的精确检测用热电阻RTD，热敏电 阻或是集成电路温度传感器进行。原则上说，热电偶可由任意的两种不同金属构建而成，但在实践中，构成热电偶的两种金属组合已经标准化，因为标准组合的线性度及所产生的电压与温度的关系更趋理想。 表3与图2是常用的热电偶E,J,T,K,N,S,B R的特性。
基于单片机的温度传感器 的设计 目录 第一章绪论-------------------------------------------------------- ---2 1.1 课题简介 ----------------------------------------------------------------- 2 1.2 设计目的 ----------------------------------------------------------------- 3 1.3 设计任务 ----------------------------------------------------------------- 3 第二章设计容与所用器件 --------------------------------------------- 4第三章硬件系统设计 -------------------------------------------------- 4 3.1单片机的选择------------------------------------------------------------- 4 3.2温度传感器介绍 ---------------------------------------------------------- 5 3.3温度传感器与单片机的连接---------------------------------------------- 8 3.4单片机与报警电路-------------------------------------------------------- 9 3.5电源电路----------------------------------------------------------------- 10 3.6显示电路----------------------------------------------------------------- 10 3.7复位电路----------------------------------------------------------------- 11 第四章软件设计 ----------------------------------------------------- 12 4.1 读取数据流程图--------------------------------------------------------- 12 4.2 温度数据处理程序的流程图 -------------------------------------------- 13 4.3程序源代码 -------------------------------------------------------------- 14
邮电与信息工程学院 现代测控技术 课程设计说明书 课题名称：无限温度采集系统 学生学号：0941050212 专业班级：09测控技术及仪器2班 学生姓名：刘奎 学生成绩： 指导教师：李国平 课题工作时间：2012-6-20 至2012-7-4
摘要 无线温度采集系统是一种基于射频技术的无线温度检测装置。本系统由传感器和接收机，以及显示芯片组成。传感器部分由数字温度传感器芯片18B20，单片机89C52，低功耗射频传输单元NRF905和天线等组成，传感器采用电源供电；接收机无线接收来自传感器的温度数据，经过处理、保存后在LCD1602上显示，所存储的温度数据可以通过串行口连接射频装置与接收端进行交换。 数字单总线温度传感器是目前最新的测温器件，它集温度测量，A/D转换于一体，具有单总线结构，数字量输出，直接与微机接口等优点。既可用它组成单路温度测量装置，也可用它组成多路温度测量装置，文章介绍的单路温度测量装置已研制成产品,产品经测试在-10℃-70℃间测得误差为0.25℃,80℃≤T≤105℃时误差为0.5℃,T>105℃误差为增大到1℃左右。 关键词：温度采集系统；无线收发；温度传感器；89C52单片机；
Abstract Wireless temperature acquisition system based on RF technology is a kind of wireless temperature detecting device. The system consists of the sensor and receiver, and display chip. The sensor consists of digital temperature sensor18B20 chip, chip 89C52, low power RF transmission unit NRF905 and antenna components, sensors using wireless power supply; the receiver receives from the temperature data, processed, preserved in the LCD1602 display, the stored temperature data can be through the serial port connected to the RF device and the receiving terminal exchange. The digital single bus temperature sensor is the current measuring device, it sets the temperature measurement, A/D conversion in one, with a single bus structure, digital output, the advantages of direct interface with microcomputer. Not only can it consists of single channel temperature measuring device, it is also available to form a multichannel temperature measuring device, this paper introduces single temperature measurement device has been developed into products, products tested in -10℃-70 ℃measured between the error is 0.25℃,80 ℃≤T ≤105 ℃error is 0.5℃, T>105 ℃error in order to increase to about 1 ℃. Key words: temperature acquisition system; wireless transmission; temperature sensor; SCM 89C52
第16卷第2期2005年4月 贵州教育学院学报(自然科学)JOURNAL OF G U I Z HOU E DUC ATI O NAL COLLEGE (Natural Sciences ) Vol .16.No .2 Ap r .2005温度传感器 何碧青 (广东纺织职业技术学院,广东佛山 528041) 摘要:按工作原理及物理效应把温度传感器分成五类,介绍各类温度传感器工作原理及特点,分析具有代表性 AD950、LM35系列的集成温度传感器的特性以及应用实例。 关键词:温度传感器;AD590;LM35;温度补偿;热电偶 中图分类号:T M933 文献标识码:A 文章编号:1002—6983(2005)02-0038-04 Tem pera ture sen sor HE B i 2qing (Guangdong Textile Polytechnic I nstitute,Foshan,Guangdong 528041,China ) Abstract:The paper deals with te mperature sens ors which are classified t o five types on the basis of working p rinci p les and physical effects;The author here p resents the features and app licati ons of AD950and LM35integrated te mperature sens ors after a brief intr oducti on of a wide variety of te mpera 2ture sens ors . Key words:te mperature sens or;AD590;L M35;te mperature compensati on;ther mopair 温度是一个和人们生活环境有着密切关系的物理量,也是一种在生产、科研、生活中需要测量和控制的重要物理量,是国际单位制七个基本量之一。 1 温度传感器简介 温度传感器种类繁多,若以原理和物理效应来 综合分类,大致可分为五类:1)电阻式(半导体热敏电阻、铂电阻、铜电阻等);2)P N 结式(温敏二极管、温敏三极管、温敏闸流管、集成温度传感器等);3)热电式(热电偶、热释电型温度传感器);4)辐射式(光学高温计、光电高温计、比色高温计等);5)其他〔电容式(热敏电容)、频率式(石英温度计)、表面波温度传感器、超声波温度传感器等〕。 现将上述五类温度传感器作一简介。111 电阻式温度传感器 半导体陶瓷热敏电阻,通常采用金属氧化物材料,由特殊的陶瓷工艺制成。热敏电阻可分为三 种:正温度系数(PT C )热敏电阻、负温度系数(NT C )热敏电阻和临界温度系数(CTR )热敏电阻。 它们各有不同的用途,热敏电阻的优点是体积小、热惯性小、灵敏度较高、结构简单、使用方便。一般测量温度-55～+500℃ 铂电阻温度计,它在科研和工业中应用广泛,这是由于铂的物理化学性质非常稳定、可靠性强、测量精度高。常作为标准温度计。一般测量温度范围-200～+960℃。除了铂电阻外,常温下铜电阻也应用很广,这是由于铜电阻值与温度的关系几乎是线性的,电阻温度系数比较大,材料也容易提 3 收稿日期:2005-02-07 作者简介:何碧青(1963-),女,讲师,主要从事数字电路教学。
依据测温原理的无线温度传感器分类 无线测温系统在电力系统开关柜中投入应用已有多年，而在这几年间，陆续出现了多种类型的无线温度传感器。对于究竟哪一种传感器更适合开关柜内部使用并未有一个明确标准。在此，我们对现今常见的无线温度传感器依据测温原理进行分类以及对各种类型的特点进行一次客观的阐述。 依据测温的原理，应用于开关柜无线测温的无线温度传感器主要可分为四类。一类是利用热敏电阻的温度特性接触式测温的传感器；第二类是利用半导体材料（PN结）的温度特性，接触式测温的传感器；第三类是利用红外热辐射技术，传感器采用红外探头，非接触式测温；第四类是利用压电晶体，采用声表面波技术无源接触式测温的传感器 a.热敏电阻 利用热敏电阻测温的传感器，其原理是热敏电阻的阻值会随温度的变化而改变，通过阻值的大小来反映温度。这种传感器其优点是灵敏度高（因为热敏电阻的电阻温度系数大，阻值随温度改变的变化明显）。缺点是，由于热敏电阻阻值与温度的线性关系较差，直接测量的精度低，必须通过运算补偿才能得到较准确的测量值。电阻元件易老化，使用寿命短，精度及稳定性随使用变差。其无线是体现在通讯方式上，通过传感器内部的A/D转换，将数字信号无线发送出。 b.PN结 采用PN结作为测温元件的无线温度传感器，其原理是PN结的压降随温度的变化而改变，施加恒定电流，通过输出电压的大小来反映温度。其压降与温度的关系几乎为线性，精度高，但灵敏度相对热敏电阻要低，反应时间比热敏电阻长。半导体元件不易老化，使用寿命较长，可靠性高。其无线同样是体现在通讯方式上。 c.红外热辐射 采用红外技术的无线温度传感器，测温原理与常见的红外点温枪基本类似——任何高于绝对零度的物体都在发射出辐射能，辐射能的强度与物体温度有着密切关系，传感器探测物体发出的红外辐射，将辐射能转变为电信号，通过校准运算最终得到被测物体表面的温度。数据进一步通过传输模块无线发射出。红外传感器测温反应灵敏度极高，测温范围远大于其他几种，且非接触式测温使得探头使用寿命更长，对被测点无影响。但红外测温对空间要求较高，探头与被测表面必须无任何阻挡，且探头与被测表面间距受传感器距离比率（D:S）的限制，安装部位的选择不易。 以上三类无线温度传感器一般都是由感温模块（热敏电阻、PN结或红外探头）、数模转换模块、无线射频传输模块以及电源模块（可以是电池或感应取电，本文不对供电方式作讨论或比较）组成。 d.声表面波 基于声表面波的无线温度传感器则与其他类别有较大区别。首先，其最大的特点就是传感器本身不需要电源；其次，其无线并不是仅仅体现在通讯方式上，同时也体现在测温原理上。声表面波无线温度传感器是由天线、叉指换能器、反射栅以及压电基片组成，与其他传感器截然不同。其测温的原理是，传播在压电基片表面的声表面波，其波长和波速会随基片表面或内部相关因素（包括温度）的改变而变化。由对应的接收器发出无线激励信号，信号输入传感器的压电基片激起声表面波，不同温度下，传感器输出不同的信号，信号再由接收器接收，经过调解获取温度值。声表面波传感器体积小，不需要电源，传感器成本低是其主要的优势。但正由于无源，传感器需要接收采集器发出的激励信号，这种激励信号的有效无线传输距离较短；另一方面，由于被测设备的震动产生位移，导致声表面波的相位等发生变化，测温的精度严重降低，而现在尚无较好的校准方式。
温度传感器是指能感受温度并能转换成可用输出信号的传感器。温度是和人类生活环境有着密切关系的一个物理量，是工业过程三大参量（流量、压力、温度）之一，也是国际单位制（SI）中七个基本物理量之一。温度测量是一个经典而又古老的话题，很久以来，这方面己有多种测温元件和传感器得到普及，但是直到今天，为了适应各工业部门、科学研究、医疗、家用电器等方面的广泛要求，仍在不断研发新型测温元件和传感器、新的测温方法、新的测温材料、新的市场应用。要准确地测量温度也非易事，如测温元件选择不当、测量方法不宜，均不能得到满意结果。 据有关部门统计，2009年我国传感器的销售额为327亿元人民币，其中温度传感器占整个传感器市场的14％，主要应用于通信电子产品、家用电器、楼宇自动化、医疗设备、仪器仪表、汽车电子等领域。 温度传感器的特点 作为一个理想的温度传感器，应该具备以下要求：测量围广、精度高、可靠性好、时漂小、重量轻、响应快、价格低、能批量生产等。但同时满足上述条件的温度传感器是不存在的，应根据应用现场灵活使用各种温度传感器。这是因为不同的温度传感器具有不同的特点。 ● 不同的温度传感器测量围和特点是不同的。 几种重要类型的温度传感器的温度测量围和特点，如表1所示。 ● 测温的准确度与测量方法有关。 根据温度传感器的使用方法，通常分为接触测量和非接触测量两类，两种测量方法的特点如 ● 不同的测温元件应采用不同的测量电路。 通常采用的测量电路有三种。“电阻式测温元件测量电路”，该测量电路要考虑消除非线性误差和热电阻导线对测量准确度的影响。“电势型测温元件测量电路”，该电路需考虑线性化和冷端补偿，信号处理电路较热电阻的复杂。“电流型测温元件测量电路”，半导体集成温度传感器是最典型的电流型温度测量元件，当电源电压变化、外接导线变化时，该电路输出电流基本不受影响，非常适合远距离测温。 温度测量的最新进展 ● 研制适应各种工业应用的测温元件和温度传感器。 铂薄膜温度传感器膜厚1μm，可置于极小的测量空间，作温度场分布测量，响应时间不超过1ms，偶丝最小直径25μm，热偶体积小于1×10-4mm3，质量小于1μg。 多色比色温度传感器能实时求出被测物体发射率的近似值，提高辐射测温的精
成绩评定表
课程设计任务书
摘要 单片机技术已经普及到我们生活，工作，科研，各个领域，已经成为一种比较成熟的技术,本文将介绍一种基于单片机控制的数字温度器，本温度计属于多功能温度计，可以设置上下报警温度，当温度不在设置范围内时，可以报警。 随着现代工农业技术的发展及人们对生活环境要求的提高，人们也迫切需要检测与控制温度。本文通过采用蜂鸣器作为电声元件的温度报警器的设计，阐明了该装置进行设计与制作的具体过程及方法。这种温度报警器结构简单，可操作性强，应用广泛。工作时，温度测量范围为5—38oＣ。当前环境温度若超过设定的高温临界温度，由单片机发出报警信号，从而防止带来的不必要的损失。 造成高温火灾有：电气线路短路、过载、接触电阻过大等引发高温或火灾；静电产生高温或或火灾；雷电等强电侵入导致高温或火灾；最主要是机房内电脑、空调等用电设备长时间工作，导致设备老化，空调发生故障，而不能降温；因此机房内所属的电子产品发热快，在短时间内机房温度升高超出设备正常温度，导致系统瘫痪或产生火灾，这时温度报警系统就会发挥应有的功能。 随着人们生活水平的不断提高,单片机控制无疑是人们追求的目标之一，它所给人带来的方便也是不可否定的，其中数字温度计就是一个典型的例子，但人们对它的要求越来越高，要为现代人工作、科研、生活、提供更好的更方便的设施就需要从数单片机技术入手，一切向着数字化控制，智能化控制方向发展。本设计所介绍的数字温度计与传统的温度计相比，具有读数方便，测温范围广，测温准确，其输出温度采用数字显示，主要用于对测温比较准确的场所，或科研实验室使用，该设计控制器使用单片机 AT89C51，测温传感器使用 DS18B20，用四位一体共阳极 LED 数码管以串口传送数据,实现温度显示,能准确达到要求。