风扇转速线性控制
在这种控制方法中，MCU读取温度值。根据读取的温度值，MCU决定合适的风扇转速并且将一个相应的值写入该温度传感器片内DAC中。然后，温度传感器的DAC输出用于设置风扇转速的电压值。这类IC风扇控制器的一个例子是ADM1028，见图5。当检测到温度超过限定值时，利用这种器件的默认自动硬件跳脱点能够驱动风扇全速率运转。虽然这类器件中有一些功能要求CPU干预控制风扇，ADI公司也提供带自动风扇转速控制的更高级的产品。
风扇转速PWM控制
散热风扇的转速可以通过改变施加信号的占空比来调节。控制风扇转速的PWM输出方法的两个主要优点是风扇转速的变化范围比线性控制方法宽，并且其外部电路也有明显简化。
ADT7460还包含用于自动风扇控制的独立工作软件，并以对应给定芯片温度的最佳转速运转。由于多种原因，无需主机干预的自动风扇速率控制功能在PC 应用中特别有用。一经设置好，即使该PC机出现意外崩溃，它也能对系统的温度变化做出反应，另外，它确保风扇仅以任意给定温度所需要的转速运转，降低了功耗和噪音。
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光纤温度传感器工作原理及实际应用分析 摘要：文章在分析DTS分布式光纤传感器系统的逻辑组成和工作原理后，详细介绍了基于分布式光纤温度传感器和光纤光栅温度传感器测温系统对在电力系统各重要电气设备进行温度安全监测中的应用。 关键词：光纤温度传感器；DTS；电力温度监测 温度是工程应用领域中重要的检测和监控对象，对于一个内部结构复杂、涉及点面较多的复杂系统而言，要获得一个准确且具有一定监测对象范围跨度的实时温度信息（或监测对象分布的应用应变特性），采用常规的单点移动式或由多个独立单点相互结合组成的准分布式温度传感器侧空虚体统，不仅会由于数据采集的延时性降低温度测量数据的准确度，同时还会由于复杂的接线使整个系统布线变得非常困难，这时选用分布式光纤温度传感系统（Distributed Temperature Sensing，DTS）就是一种非常有效的方法，非常适合冶金、化工、电力等恶劣环境场合中的实时温度测量和监控，具有相当大的研究意义。 1DTS分布式光纤传感器系统 DTS 分布式光纤传感器系统是一款结构较为复杂的工业应用领域温度在线检测和控制产品，其非常适用于环境较为恶劣、干扰对象较多、监测范围跨度较大的重要工农业应用产生中的温度实时准确检测和控制。 1.1DTS系统组成 DTS分布式光纤传感器系统主要包括传感光纤、光路模块、电路模块、高级应用软件、以及一些辅助的外围集成电路设备，其逻辑组成结构如图1所示。 从图1可知，DTS系统在运行时，首先由电路模块中得控制及信号处理电路将对应的控制信号通过驱动电路驱动半导体激光器发生对应的高速脉冲信号，然后经过光路模块中得激光脉冲耦合形成对应的光纤信号，并经分光光路转换后进入到传感光纤中，再经探测器、探测电路、高速采集电路等将光纤传感器中的温度信号返回到系统的控制及信息处理电路中，完成对监测对象温度信号的采集。通过半导体激光器产生的激光脉冲在进入到传感光纤后，就会通过分光耦合特性发生背向散射光，其所产生散射光主要有三个波长的背向散射光，分别为Anti-Stokes（反斯托克斯）光、Rayleigh（瑞利）光、以及Stokes（斯托克斯）光。三种背向散射光中，Anti-Stokes具有温度敏感个性，为温度信号光；而Stokes 光对温度信号不敏感，为系统中得参考光。从系统传感光纤中返回的探测器中的背向散射光经分光光路、光滤波器滤波后，可以将Stokes光波和Anti-Stokes光波有效分离，然后再经APD 探测器接收后，经探测电路等放大电路处理后由高速数据采集模块进行自动采集，并经接口电路上传到客户PC机上，完成对系统温度信号、温度分布曲线、波动曲线等的动态显示。
设计性实验报告 实验课程：医用传感器设计实验学生姓名：程胜雄 学号: 080921037 专业班级：08医工医疗器械方向 2010年12月8日
光纤温度传感器的设计 摘要：介绍了金属热膨胀式光纤温度传感器的设计，利用金属件的热膨胀的原理，通过绕制在金属件上的光纤损耗产生变化，当光源输出光功率稳定的情况下，探测器接收光功率受温度调制，通过光电转换，信号处理，完成温度的换算。传感器以光纤为传输手段，以光作为信号载体，抗干扰能力强，测量结果稳定、可靠, 灵敏度咼。 关键词：光纤，传感器，光纤传感器，光纤温度传感器 在光通信系统中，光纤是用作远距离传输光波信号的媒质。在实际光传输过程中，光纤易受外界环境因素的影响；如温度、压力和机械扰动等环境条件的变化引起光波量，如发光强度、相位、频率、偏振态等变化。因此，人们发现如果 能测出光波量的变化，就可以知道导致这些光波量变化的物理量的大小，于是出
现了光纤传感技术。 一：光纤传感器的基本原理 在光纤中传输的单色光波可用如下形式的方程表示 E=错误！未找到引用源。 式中，错误!未找到引用源。是光波的振幅：w是角频率；■为初相角。 该式包含五个参数，即强度错误!未找到引用源。、频率w、波长错误！未找到引用源。、相位（wt+ J和偏振态。光纤传感器的工作原理就是用被测量的变化调制传输光光波的某一参数，使其随之变化，然后对已知调制的光信号进行检测，从而得到被测量。当被测物理量作用于光纤传感头内传输的光波时，使的强度发生变化，就称为强度调制光纤传感器；当作用的结果使传输光的波长、相位或偏振态发生变化时，就相应的称为波长、相位或偏振调制型光纤传感器。 （一）强度调制 1.发光强度 调制传感 器的调制 原理光 纤传感器 中发光强度的调制的基本原理可简述为，以被测量所引起的发光强度变化，来 实现对被测对象的检测和控制。其基本原理如图 5-39所示。光源S发出的发 光强度为错误!未找到引用源。的光柱入传感头，在传感头内，光在被测物理 量的作用下强度发生变化，即受到了外场的调制,
光纤温度传感器在电力系统中的应用现状综述 摘要：首先介绍了光纤温度传感器的优点及发展现状，并重点介绍了应用最为广泛的分布式光纤温度传感器与光纤光栅温度传感器的基本原理。概述了当前光纤温度传感器在电力系统中基本的应用模式，并综述了光纤温度传感器对电力系统主要设备进行温度监测的现状与意义。针对光纤温度传感器在电力系统中应用存在的问题与不足，提出了相应的解决方案并对其前景进行了展望。 关键词：分布式光纤温度传感器；光纤光栅；温度监测；故障诊断；电力系统 Application situation of temperature monitoring of optic fiber sensor in power system LI Qiang1，WANG Yan-song2，LIU Xue-min2 （https://www.doczj.com/doc/7011189501.html,OC Research Center, Beijing 100027, China; 2.College of Information and Control Engineering, China University of Petroleum，Dongying 257061，China） Abstract：The advantages and development of temperature monitoring of optic fiber sensor is presented， and the working principle of fiber optic distributed temperature sensor，f iber grating sensor are respectively introduced，which are most popular in industry use ．I n the paper， the basic application model of temperature monitoring of optic fiber in power system are presented.
DS18B20温度传感器工作原理及其应用电路图 时间：2012-02-16 14:16:04 来源：赛微电子网作者： 前言 温度与工农业生产密切相关，对温度的测量和控制是提高生产效率、保证产品质量以及保障生产安全和节约能源的保障。随着工业的不断发展，由于温度测量的普遍性，温度传感器的市场份额大大增加，居传感器首位。数字化温度传感器DS18B20是世界上第一片支持“一线总线”接口的温度传感器。现在，新一代的DS18B20温度传感器体积更小、更经济、更灵活。DS18B20温度传感器测量温度范围为-55℃～+125℃。在-10℃～+85℃范围内，精度为±0.5℃。现场温度直接以“一线总线”的数字方式传输，大大提高了系统的抗干扰性。基于DS18B20温度传感器的重要性，小编整理出DS18B20温度传感器工作原理及其应用电路图供大家参考。 一、DS18B20温度传感器工作原理（热电阻工作原理） DS18B20温度传感器工作原理框图如图所示： DS18B20温度传感器工作原理框图 图中低温度系数晶振的振荡频率受温度影响很小，用于产生固定频率的脉冲信号送给计数器1。高温度系数晶振随温度变化其振荡频率明显改变，所产生的信号作为计数器2的脉冲输入。计数器1和温度寄存器被预置在-55℃所对应的一个基数值。计数器1对低温度系数晶振产生的脉冲信号进行减法计数，当计数器1的预置值减到0时，温度寄存器的值将加1，计数器1的预置将重新被装入，计数器1重新开始对低温度系数晶振产生的脉冲信号进行计数，如此循环直到计数器2计数到0时，停止温度寄存器值的累加，此时温度寄存器中的数值即为所测温度。斜率累加器用于补偿和修正测温过程中的非线性，其输出用于修正计数器1的预置值。 二、DS18B20温度传感器的应用电路 1.DS18B20温度传感器寄生电源供电方式电路图 寄生电源方式特点： (1)进行远距离测温时，无须本地电源。 (2)可以在没有常规电源的条件下读取ROM。 (3)电路更加简洁，仅用一根I/O口实现测温。 (4)只适应于单一温度传感器测温情况下使用，不适于采用电池供电系统中。
风扇速度控制器 作者：Maxim北京办事处 Bruce Denmark编栾成强译来源：《国外电子元器件》 1 概述 IC设计者力求在越来越小的封装里放入更多高速运行的晶体管，但这必将导致发热。为了把这些高功率IC放进更小的封装内，就必须有效解决热管理问题。在很多应用中使用风扇来降温，但风扇会带来机械故障，增加功耗和噪声。因此，应当对风扇速度进行监测和控制以解决这些问题，从而使风扇工作更可靠，功耗和噪声更低。 由于直流无刷风扇易用、可靠，因此是大部分电子产品的首选方案。它是一个两端器件，加上直流电压即可工作。其直流电压电压有5V，12V，24V和48V，目前选和的12V风扇较多。随着12V电源的减少，5V风扇的用量将会增加。电信领域一般使用48V风扇。直流无刷风扇的换向整流是在风扇内部通过电子方式控制的，老式直流风扇使用机械工刷子，因而会产生较高的EMI，并易于损坏。而无刷风扇用电子传感器和开关来替代机械式刷子，从而延长了使用寿命，是一种简单易用、工作可靠的两端器件。直流无刷风扇的端电压不同，其转速和消耗的电流也不同（成正比）。 尽管直流无刷风扇有很高的可靠性，但它仍然是机械器件。在长时间使用时，其风扇速度和冷却效率可能会下降甚至失效，所以要对风扇进行连续监测。很 多风扇制造商提供有不同的监控方式，一般分为：报警传 感器和速度传感器两类。利用报警传感器可在风扇速度低 于某个门限值时给出报警信号。而某些制造商则用速度传 感器给出与频率成正比的风扇速率的输出信号，一般每转 娄产生2个脉冲。报警传感器和速度传感器都可以提供漏 极开路或内部上拉输出，内部上拉可以是TTL电平或电源 电压。值得注意的是：用风扇速度控制电源电压的改变将 会影响传感器和其它电路。而且实际设计中必须考虑风扇 的使用条件，（如最恶劣的温度范围、最大功耗、风扇的 误差和使用寿命等），工作在适当的条件下可以降低风扇 速度，而在最恶劣的条件下，则应加快风扇速度。合理控 制风扇速度能够降低系统的噪声和功耗，从而延长风扇的 寿命并减少灰尘。 2 风扇速度控制方法 2.1 脉宽调制法（PWM） 脉冲宽度调制法（PWM）是将风扇电源的开关频率设为固定值，通过改变其占空比来调节风扇速度的方法。占空比越大，风扇速度越快。这种控制方 式的关键在于选择合适的开关频率，如果频率太低， 风扇速度将会随PWM周期而振荡。相反，如果频率 过高，风扇内部的换向整流电路会断开风扇加速/减速 电路的电源而导致风扇停转。一般的频率范围是 20Hz～160Hz。另外，PWM的上升和下降时间要足够 慢，以保证风扇的长期稳定。PWM控制方式的优点是 驱动电路简单、有很好的启动特性、晶体管热量耗散 小等。缺点是增加了风扇的应力，不便使用速度报警 传感器，而速度报警传感器与电机使用同一电源供 电，如电机电源以20Hz～160Hz频率接通或断开，则
毕业设计(论文)开题报告题目：光纤温度传感器的研制 系别 专业 班级 姓名 学号 导师 ****年** 月*** 日
一、毕业设计（论文）综述（课题背景、研究意义及国内外相关研究情况） 本毕业设计研制的光纤温度传感器是指在光纤温度传感系统中，光纤作为光波的传输通路，设计一种光纤传感系统，测量待测物体的温度并与标准温度计的测量值、比较、定标以实现实用化的光纤温度测量系统。 光纤和光纤通信的问世和发展，引起了各界人士的关注，他们试图将这一新技术成果用到各自的领域。光纤传感器的出现正是这样。 目前，从大量文献资料中可看到光纤传感器的研究有如下动向: 1.继续深入研究传感器的理论和技术，解决实用化问题，发展新原理的光纤传感器。 光纤传感器基本原理的研究日益深入，强度、相位调制的传感器更加完善，而对波长调制和时间分辨信息的传感器亦有深入的研究。传感器用于实际测量的主要问题是长时间的漂移效应，漂移效应主要来自光纤传输线的衰减、祸合器和分束器特性不完整、光源输出不稳定及探测器的响应等。人们对此进行了深入研究，提出了许多解决办法，无论采用何种方法，在传感头上使用“比较”技术，使光纤传感器获得长时间的稳定，这样就可以使光纤传感器实用化。 2.从单一传感器进入到传感器系统的研究，并与微处理机相结合形成光纤遥测系统。 单一光纤传感器的研究一进入到实用化阶段，但它无法适用于多参数，多变量的测量。光纤传感器系统的一种形式是采用多路传输的光无源传感器系统，其核心问题是如何节省光路，寻求更有效利用的信息通道，使其能不畸变的更多的传输由各个光纤传感器取得的信号。利用光纤之间、几个无源传感器之间、数据遥测通道之间的多路传输达到此目的。 70年代中期，人们开始意识到光纤不仅具有传光特性，且其本身就可以构成一种新的直接交换信息的基础，无需任何中间级就能把待测的量与光纤内的导光联系起来。 1977年，美国海军研究所开始执行光纤传感器系统计划，这被认为是光纤传感器问世的日子。从这以后，光纤传感器在全世界的许多实验室里出现。 从70年代中期到80年代中期近十年的时间，光纤传感器己达近百种，它
温度传感器的常见分类温度传感器应用大全 温度传感器在我们的日常生活中扮演着十分重要的角色，同时它也是使用范围最广，数量最多的传感器。关于它你了解多少呢？本文主要介绍的就是各种温度传感器的分类及其原理，温度传感器的应用电路。 温度传感器从17世纪温度传感器首次应用以来，依次诞生了接触式温度传感器，非接触式温度传感器，集成温度传感器，近年来在智能温度传感器在半导体技术，材料技术等新技术的支持下，温度传感器发展迅速，由于智能温度传感器的软件和硬件的合理配合既可以大大增强传感器的功能、提高传感器的精度，又可以使温度传感器的结构更为简单和紧凑，使用也更加方便。 1、热电偶传感器： 两种不同导体或半导体的组合称为热电偶。热电势EAB(T，T0)是由接触电势和温差电势合成的，接触电势是指两种不同的导体或半导体在接触处产生的电势，此电势与两种导体或半导体的性质及在接触点的温度有关，当有两种不同的导体和半导体A和B组成一个回路，其相互连接时，只要两结点处的温度不同，一端温度为T，称为工作端，另一端温度为TO，称为自由端，则回路中就有电流产生，即回路中存在的电动势称为热电动势，这种由于温度不同而产生电动势的现象称为塞贝克效应。 2、热敏电阻传感器： 热敏电阻是敏感元件的一类，热敏电阻的电阻值会随着温度的变化而改变，与一般的固定电阻不同，属于可变电阻的一类，广泛应用于各种电子元器件中，不同于电阻温度计使用纯金属，在热敏电阻器中使用的材料通常是陶瓷或聚合物，正温度系数热敏电阻器在温度越高时电阻值越大，负温度系数热敏电阻器在温度越高时电阻值越低，它们同属于半导体器件，热敏电阻通常在有限的温度范围内实现较高的精度，通常是-90℃?130℃。 3、模拟温度传感器： HTG3515CH是一款电压输出型温度传感器，输出电流1～3.6V，精度为±3％RH，0～100％RH相对湿度范围，工作温度范围-40～110℃，5s响应时间，0±1％RH迟滞，是一个带
光纤温度传感器 电子092班 张洪亮 2009131041
光纤温度传感器 摘要 本文从光纤和光纤传感器以及光纤温度传感器的发展历程开始详细分析国内外 主要光纤温度测温方法的原理及特点，比较了不同方法的温度测量范围和性能指标以及各自的优缺点。通过研究发现了当前的光纤温度传感器的种类和特点，详细介绍了光纤温度传感器的原理，种类和各自的特点和优缺点。可以根据这些传感器各自特点将各种传感器应用到不同的领域，本文也简要分析了各种光纤温度传感器的运用范围和领域。本文还通过图文并茂的方式比较详细地分析了介绍了空调器的基本结构，工作电气原理和基本的热力学过程。本文对毕业设计主要内容和拟采用的研究方案也做出了详细地介绍分析。 关键词：光纤传感器，光纤温度传感器，运用领域，空调器，空调器原理 1 引言： 光纤温度传感器是一种新型的温度传感器．它具有抗电磁干扰、耐高压、耐腐蚀、防爆防燃、体积小、重量轻等优点，其中几种主要的光纤温度传感器：分布式光纤温度传感器、光纤光栅温度传感器、干涉型光纤温度传感器、光纤荧光温度传感器和基于弯曲损耗的光纤温度传感器更有着自己独特的优点。与传统的传感器相比具有一下优点:灵敏度高;是无源器件，对被测对象不产生影响;光纤耐高压，耐腐蚀，在易燃、易爆环境下安全可靠;频带宽，动态范围大;几何形状具有多方面的适应性;可以与光纤遥测技术相配合，实现远距离测量和控制;体积小，重量轻等。它将在航空航天、远程控制、化学、生物化学、医疗、安全保险、电力工业等特殊环境下测温有着广阔的应用前景。在本论文中将详细分析当前光纤温度传感器的主要种类和各自的原理，特点和应用范围。70 年代中期，人们开始意识到光纤不仅具有传光特性，且其本身就可以构成一种新的直接交换信息的基础，无需任何中间级就能把待测的量与光纤内的导光联系起来。1977 年，美国海军研究所开始执行光纤传感器系统计划，这被认为是光纤传感器问世的日子。从这以后，光纤传感器在全世界的许多实验室里出现。从70 年代中期到 80 年代中期近十年的时间，光纤传感器己达近百种，它在国防军事部门、科研部门以及制造工业、能源工业、医学、化学和日常消费部门都得到实际应用。从目前的情况看，己有一些形成产品投入市场，但大量的是处在实验室研究阶段。光纤传感器与传统的传感器相比具有一下优点:灵敏度高; 是无源器件，对被测对象不产生影响;光纤耐高压，耐腐蚀，在易燃、易爆环境下安全可靠;频带宽，动态范围大;几何形状具有多方面的适应性;可以与光纤遥测技术相配合，实现远距离测量和控制;体积小，重量轻等。目前，世界各国都对光纤传感器展开了广泛，深入的研究，几个研究工作开展早的国家情况如下:美国对光纤传感器研究共有六个方面:这些项目分别是: 光纤传感系统;现代数字光 纤控制系统;光纤陀螺;核辐射监控;飞机发动机监控; 民用研究计划。以上计划仅在 1983 年就投资 12-14 亿美元。美国从事光纤传感器研究的有美国海军研究所、美国宇航局、西屋电器公司、斯坦福大学等 28 个主要单位。美国光纤
温度传感器的应用及原理 温度测量应用非常广泛，不仅生产工艺需要温度控制，有些电子产品还需对它们自身的温度进行测量，如计算机要监控CPU的温度，马达控制器要知道功率驱动IC 的温度等等，下面介绍几种常用的温度传感器。温度是实际应用中经常需要测试的参数，从钢铁制造到半导体生产，很多工艺都要依靠温度来实现，温度传感器是应用系统与现实世界之间的桥梁。本文对不同的温度传感器进行简要概述，并介绍与电路系统之间的接口。热敏电阻器用来测量温度的传感器种类很多，热敏电阻器就是其中之一。许多热敏电阻具有负温度系数(NTC)，也就是说温度下降时它的电阻值会升高。在所有被动式温度传感器中，热敏电阻的灵敏度(即温度每变化一度时电阻的变化)最高，但热敏电阻的电阻/温度曲线是非线性的。 表1是一个典型的NTC热敏电阻器性能参数。 这些数据是对Vishay-Dale热敏电阻进行量测得到的，但它也代表了NTC热敏电阻的总体情况。其中电阻值以一个比率形式给出(R/R25)，该比率表示当前温度下的阻值与25℃时的阻值之比，通常同一系列的热敏电阻器具有类似的特性和相同电阻/温度曲线。以表1中的热敏电阻系列为例，25℃时阻值为10KΩ的电阻，在0℃时电阻为28.1KΩ，60℃时电阻为4.086KΩ；与此类似，25℃时电阻为5KΩ的热敏电阻在0℃时电阻则为14.050K Ω。 虽然这里的热敏电阻数据以10℃为增量，但有些热敏电阻可以以5℃甚至1℃为增量。如果想要知道两点之间某一温度下的阻值，可以用这个曲线来估计，也可以直接计算出电阻值，计算公式如下： 热敏电阻一般有一个误差范围，用来规定样品之间的一致性。根据使用的材料不同，误差值通常在1%至10%之间。有些热敏电阻设计成应用时可以互换，用于不能进行现场调节的场合，例如一台仪器，用户或现场工程师只能更换热敏电阻而无法进行校准，这种热敏
详细剖析光纤温度传感器的工作原理和应用场景 温度是度量物体冷热程度的物理量，许多物理现象和化学过程都是在一定温度下进行，人们的日常生活也和温度密切相关。随着科学技术的迅猛发展，对温度的测量也提出了更多更高的要求。以电信号为工作基础的传统的光纤温度传感器特点光纤测温传感器测量温度的方法光纤传感器的基本原理几种光纤温度传感器的原理基于布里渊散射的分布式光纤传感技术基于布里渊光频域分析（BOFDA）技术的分布式光纤传感器光纤温度传感器的应用 光纤温度传感自问世以来, 主要应用于电力系统、建筑、化工、航空航天、医疗以至海洋开发等领域,并已取得了大量可靠的应用实绩。 1、光纤温度传感器在电力系统有着重要的应用，电力电缆的表面温度及电缆密集区域的温度监测监控; 高压配电装置内易发热部位的监测; 发电厂、变电站的环境温度检测及火灾报警系统; 各种大、中型发电机、变压器、电动机的温度分布测量、热动保护以及故障诊断; 火力发电厂的加热系统、蒸汽管道、输油管道的温度和故障点检测; 地热电站和户内封闭式变电站的设备温度监测等等。 2、光纤温度传感特别是光纤光栅温度传感器很容易埋入材料中对其内部的温度进行高分辨率和大范围地测量, 因而被广泛的应用于建筑、桥梁上。美国、英国、日本、加拿大和德国等一些发达国家早就开展了桥梁安全监测的研究, 并在主要大桥上都安装了桥梁安全监测预警系统, 用来监测桥梁的应变、温度加速度、位移等关键安全指标。1999 年夏, 美国新墨西哥Las Cruces 10 号州际高速公路的一座钢结构桥梁上安装了120 个光纤光栅温度传感器,创造了单座桥梁上使用该类传感器最多的记录。 3、航空航天业是一个使用传感器密集的地方,一架飞行器为了监测压力、温度、振动、燃料液位、起落架状态、机翼和方向舵的位置等, 所需要使用的传感器超过100 个, 因此传感器的尺寸和重量变得非常重要。光纤传感器从尺寸小和重量轻的优点来讲, 几乎没有其他传感器可以与之相比。 4、传感器的小尺寸在医学应用中是非常有意义的, 光纤光栅传感器是现今能够做到最小的
J I A N G S U U N I V E R S I T Y 学院名称： 专业班级： 学生姓名： 学生学号： 2011 年 6 月
光纤式温度传感器的设计 一、设计的目的 通过利用水银的遮光性，以及水银的热胀冷缩性能,当水银达到一定的液位时，从而遮住光纤的传输路线。这达到光纤传输跳跃，通过信号的终断输出到到外输接口的，以达到预期目的。 二、光纤导光的原理 光是一种电磁波，一般采用波动理论来分析导光的基本原理。然而根据光学理论中指出的：在尺寸远大于波长而折射率变化缓慢的空间，可以用“光线”即几何光学的方法来分析光波的传播现象，这对于光纤中的多模光纤是完全适用的。为此，我们采用几何光学的方法来分析。 由图2-1可以看出：入射光线AB 与纤维轴线OO 相交为θi 入射后折射(折射角为θj ) 至纤芯与包层界面C 点，与C 点界面法线DE 成θk 角，并由界面折射至包层，CK 与DE 夹角为θr 。 图2-1 光纤导光示意图 由图2-1可得出 j i n n θθsin sin 10= （2-1） r k n n θθs i n s i n 21= （2-2） 由（2-1）式可推出 j i n n θθs i n )(s i n 01= 因k j θθ-=090 所以
k k k i n n n n n n θθθθ2 1010 01sin 1cos )90sin()(sin -==-= （2-3） 由（2-2）式可推出 r k n n θθs i n )(s i n 12=并代入（2-3）式得 21 201)s i n (1s i n r i n n n n θθ-= k n n n θ2 22210 s i n 1-= （2-4） （2-4）式中n 0为入射光线AB 所在空间的折射率，一般皆为空气，故10≈n ；n 1为纤芯折射率，n 2为包层折射率。当叫n 0＝1，由(2-4)式得 = i θs i n r n n θ2 2221s i n - （2-5） 当090=r θ的临界状态时，0i i θθ= 2 2210s i n n n i -=θ （2-6） 纤维光学中把(2-6)式中0sin i θ定义为“数值孔径”NA(Numerical Aperture )。由于n 1与n 2相差较小，即n 1+n 2≈2n 1，故(2-6)式又可因式分解为 ?≈2s i n 10n i θ (2-7) 式中121)(n n n -=?称为相对折射率差。 由（2-5）式及图2-1可以看出： 090=r θ时， NA i =0sin θ或NA i arcsin 0=θ,聚光能力的容量。 090>r θ时，光线发生全反射，由图2-1夹角关系可以看出NA i i arcsin 0 =<θθ。 090
红外温度传感器在工业中的应用 随着工业生产的发展，温度测量与控制十分重要，温度参数的准确测量对输出品质、生产效率和安全可靠的运行至关重要。目前，在热处理及热加工中已逐渐开始采用先进的红外温度计等非传统测温传感器，来代替传统的热电偶、热电阻类的热电式温度传感器，从而实现生产过程或者重要设备的温度监视和控制。 基本原理 温度传感器基本原理，最常用的非接触式温度传感器基于黑体辐射的基本定律，称为辐射测温仪表。辐射测温法包括亮度法（见光学高温计）、辐射法（见辐射高温计）和比色法（见比色温度计）。各类辐射测温方法只能测出对应的光度温度、辐射温度或比色温度。只有对黑体（吸收全部辐射并不反射光的物体）所测温度才是真实温度。如欲测定物体的真实温度，则必须进行材料表面发射率的修正。而材料表面发射率不仅取决于温度和波长，而且还与表面状态、涂膜和微观组织等有关，因此很难精确测量。在自动化生产中往往需要利用辐射测温法来测量或控制某些物体的表面温度，如冶金中的钢带轧制温度、轧辊温度、锻件温度和各种熔融金属在冶炼炉或坩埚中的温度。在这些具体情况下，物体表面发射率的测量是相当困难的。对于固体表面温度自动测量和控制，可以采用附加的反射镜使与被测表面一起组成黑体空腔。附加辐射的影响能提高被测表面的有效辐射和有效发射系数。利用有效发射系数通过仪表对实测温度进行相应的修正，最终可得到被测表面的真实温度。最为典型的附加反射镜是半球反射镜。球中心附近被测表面的漫射辐射能受半球镜反射回到表面而形成附加辐射，从而提高有效发射系数式中ε为材料表面发射率，ρ为反射镜的反射率。至于气体和液体介质真实温度的辐射测量，则可以用插入耐热材料管至一定深度以形成黑体空腔的方法。通过计算求出与介质达到热平衡后的圆筒空腔的有效发射系数。在自动测量和控制中就可以用此值对所测腔底温度（即介质温度）进行修正而得到介质的真实温度。 在水泥制造生产中的应用 红外温度传感器在水泥制造生产中有着广泛的应用。据调查目前我国每年因红窑事故造成的直接经济损失达2000万元，间接损失达3亿元。用常规的方法很难对非匀速旋转的水泥胴体进行测温，国际上先进的办法是在窑尾预热平台上安装一套红外扫描测温仪，系统的软件部分主要由数据采集滤波、同步扫描控制、数据通讯处理等，红外辐射测温仪按预定的扫描方式，实现对窑胴体轴向每一个测量段成的温度的测量，在一个扫描周期内，红外温度传感器将在扫描装置的驱动下，将每一个测量元表面的红外辐射转换成温度相关的电信号，送进数据采集装置作为数据采集，同步装置保证数据采集与回转窑的旋转保持严格同步，要让测量的温度值与测量元下确对应，测温仪由扫描起点扫描到终点后，即对窑胴体表面各测量元完成了一次逐元温度检测后，立即快速返回扫描起点，开始下一扫描周期的检测，数据经微机处理后，给出反映窑内状况的图像，文字信息，必要时可以发射声光报警。为保证测量的精度，定要考虑物体的发射率，周围环境影响。红外测温仪要垂直对准窑胴体的表面，因因水汽，尘埃，烟雾的影响，要采取加装水冷，风吹扫装置。意义：1.生产过程中对产品的质量监控与监视，只要温度控制在设定值内，产品质量会有保证，过低过高都浪费能源；2.在线安全的检测可以起到保护人以及设备安全；3.降低能耗，节约能源。 在热处理行业中的应用 红外温度传感器可以广泛的应用于钢铁生产过程中，对生产过程的温度进行监控，对于提高生产率和产品质量至重要。红外温度传感器可精确地监视每个阶段，使钢材在整个加工过程中保持正确的冶金性能。红外温度传感器可以帮助钢铁生产过程中提高产品质量和生产率、降低能耗、增强人员安全、减少停机时间等。 红外温度传感器在钢铁加工和制造过程中主要应用在连铸、热风炉、热轧、冷轧、棒材和线材轧制等过程中。 红外温度传感器传感头有数字和模拟输出两种，发射率可调。—这对于发射率变化金属材料尤其重要。要生产出优质的产品和提高生产率，在炼钢的全过程中，精确测温是关键。连铸将钢水变为扁坯、板坯或方坯时，有可能出现减产或停机，需精确的实时温度监测，配以水嘴和流量的调节，以提供合适的冷却，从而确保钢坯所要求的冶
6.1自动温度风扇控制电路的连接与调试
项目六Project 自动温度风扇控制电路 项目描述 自动化技术在汽车上应用的非常多，其中发动机散热器、空调冷凝器散热风扇和自动空调鼓风机控制就是一个例子。本项目我们归纳总结自动温度风扇控制电路的种类和原理，并通过学习设计一个自动温度风扇控制电路。 学习任务一自动温度风扇控制电路的连接与调试学习目标 ◎知识目标 （1）理解汽车发动机温度调节的必要性。 （2）理解直流风扇转速控制的方式。 ◎技能目标 （1）初步掌握汽车直流风扇转速控制的原理与电路连接。 建议完成本学习任务的时间为4课时。 学习任务导入 通过阅读相关资料结合电子积木请你设计一个自动温度风扇控制电路。
车辆在使用过程中，发动机会产生过多的热量。为了让发动机不会因过热而不能正常工作，人们设计了冷却液循环散热系统，而其中汽车散热风扇又起着举足轻重的作用。下面我们就来研究下汽车散热风扇的控制方式。一般情况下，当发动机刚启动或气温较低时，为使发动机迅速达到工作温度，此时要求散热风扇是不转的，当发动机温度上升大约至80度时，要求风扇实现低速转动；当开了空调或发动机水温达到100度时，要求风扇以高速转动达到快速散热的功效，保证发动机不会过热。 一、单纯继电器控制电路 直流风扇转速控制原 理 自动温度风扇控制电路的连接与调试 汽车发动机为什么需 要冷却系 热敏器件的特点 汽车发动机冷却风扇 控制的种类 冷却风扇的控制方法 与电路特点 冷却风扇电路分析与简单故障排除 引导问题1 自动温度风扇控制电路有何作用？ 获取信息 引导问题2
图6-1帕萨特B5冷却风扇控制器工作电 如图6-1所示为早期汽车通用的冷却风扇控制器。 工作原理：当冷却液温度或打开空调后空调压力超过规定的限值时，温度开关或空调压力开关接通，控制J1、J2继电器工作，驱动风扇电机使冷却风扇工作。 特点和评析：自控电动控制方式，线路简单实用，成本低，易维修。但远离风扇，线束长。只能控制两个固定风速。对风扇电机没有保护功能。 二、逻辑电路加继电器集成式控制器 如图6-2所示，为上海大众波罗冷却风扇控制电路原理图。两个大功率继电器和与门电路（或延时电路）集中在一起，组成一个独立结构。继电器工作与否也受控于外部冷却液温度开关和空调压力开关。Kl和K2端分别接监测冷却液的温度两个热敏开关，热敏开关1的动作温度为92—97℃，控制辅助风扇，热敏开关2的动作温度为99-105 ℃，接主风扇。MOTl、MOT2与空调器相连，压力或压缩机工作时，风扇会进行必要的工作。当热敏开关I或MOTl 接收到相应超限信号时，启动低速辅助风扇。热敏开关2或MOT2接收到相应超限信号时，启动高速主风扇。
光纤温度传感器 摘要：本文分析了光纤温度传感器在温度探测中的优势，分别介绍了分布式光纤温度传感器、光纤光栅温度传感器、干涉型光纤温度传感器、光纤荧光温度传感器的工作原理，最后综述了光纤温度感器在现代工业及生活的应用。 关键字：光纤传感温度应用 1引言 在科研和生产中，有很多温度测量问题，传统的温度传感器有热电偶，热电阻温度传感器，热敏电阻温度传感器，半导体温度传感器等等。光纤温度传感器是20世纪70年代发展起来的一种新型传感器。与传统的温度传感器相比，它具有灵敏度高，体积小，质量轻，易弯曲，不产生电磁干扰，不受电磁干扰，抗腐蚀性好等等优点，特别适用于易燃，易爆，空间狭窄和具有腐蚀性强的气体，液体以及射线污染等苛刻环境下的温度检测。 2光纤温度传感器分类 光纤温度传感器按照调制机理可分为相位调制，振幅调制，偏振态调制；按工作原理分，光纤温度传感器可分为功能性和传输型两种。功能型温度传感器中光纤作为传感器的同时也是光信号的载体，而传输型温度传感器中光纤则只传输光信号。传光型与传感型相比，虽然灵敏度稍差，但可靠性高，实用的传感器大多是这种类型。 目前主要的光纤温度传感器包括分布式光纤温度传感器、光纤光栅温度传感器、光纤荧光温度传感器、干涉型光纤温度传感器等。 2.1光纤光栅温度传感器 光纤光栅温度传感器是利用光纤材料的光敏性在光纤纤芯形成的空间相位光栅来进行测温的。光纤光栅以波长为编码，具有传统传感器不可比拟的优势，近年来光纤光栅成为发展最为迅速，最具代表性的光纤无源器件之一，已广泛用于建筑、航天、石油化工、电力行业等。 光纤光栅温度传感器主要有Bragg光纤光栅温度传感器和长周期光纤光栅传感器。Bragg光纤光栅是指单模掺锗光纤经紫外光照射成栅技术而形成的全新光纤型Bragg光栅，成栅后的光纤纤芯折射率呈现周期性分布条纹并产生Bragg 光栅效应，其基本光学特性就是以共振波长为中心的窄带光学滤波器，满足如下光学方程： =2nA 式中：为Bragg波长，A为光栅周期，n为光纤模式的有效折射率。 长周期光纤光栅是一种特殊的光纤光栅，其传光原理是将前向传输的基模耦合到前向传输的包层模中。由于其宽带滤波、极低的背景发射等特点引起人们的重视，是一种新型的宽带带阻滤波器。 光纤温度监测系统主要由光纤光栅传感器、传输信号用的光纤和光纤光栅解调器组成。光纤光栅解调器用于对光纤光栅传感器的信号检测和数据处理，以获得测量结果，传输光纤用于传输光信号，光纤光栅传感器则主要用于反射随温度变化中心波长的窄带光，如图1所示：
《电风扇温控电路》 学院：信息与控制工程学院 专业：自动化 班级：自动化12-4班 姓名：张凯 学号：12051430
目录 1、设计思路 (3) 2、电路原理 (3) 3、参数确定 (5) 4、电路实用性分析 (6) 5、仿真结果 (6) 6、电路元器件资料 (7) 7、设计总结 (9)
一、设计思路 设定电风扇启动时的温度条件，半夜温度降低，电风扇自动停转，保证人们的身体健康。 电风扇温度控制器由电源电路，温度检测电路和555时基电路A2等部分组成。 220V的电压经过变压，整流，稳压之后，为555的控制电路提供电源，555控制电路让继电器吸合，使电风扇得电运转。 二、电路原理： 1、总电路图： 电源电路由电源变压器T、二极管VD1~VD4、三端稳压集成块A1和电容C1~C3
构成，可输出稳定的12V直流电压供整机用电。室内温度影响温控电阻R T 的阻 值，由电阻R P 和温控电阻R T 分压得施密特触发器的输入端口2、6电压Ui；当 Ui大于2/3VDD时，施密特触发器输出低电平，电磁继电器不工作，不给电风扇供电。当Ui小于1/3VDD时，施密特触发器输出高电平，电磁继电器工作，给风扇供电。 2、变压整流部分： 220v电压通过变压器变成12v，再经过整流二极管进行整流。 C1的作用：整流电路输出的是脉动直流电，这样的电流是不能被用电设备的，电容的作用就是“平峰填谷”，将脉动的直流电转化为比较平滑的直流电，再经过稳压电路得到“纯净”的直流电以供用电设备的使用。 C2与C3的作用：C2与C3是与电源并联的电容，大电容的高频特性不是很好，大电容的电感大，而电感对高频的信号来说，阻抗比较大。所以高频的信号，我们一般会用小得电容来进行滤波，而大电容与小电容进行并联，是为了让低频信号和高频信号都可以很好的通过。 C6的作用：为了防止自激振荡，在输入端接一个0.1-0.33uF的电容C 6 ； 220V的电压经过变压器的变压，整流，稳压，滤波之后，为555控制电路提供了稳定的12V的直流电源。 3、施密特触发部分：
光纤温度传感器在微波场测温中的应用 邹 建 饶 程 顾兴志 (重庆大学光电技术及系统教育部重点实验室,重庆 400044) 提要:处于强电磁场的环境下,在微波场中温度的测量依然是一个技术难题。介绍了适用于微波场测温的各类光纤温度传感器,阐述了光纤光栅用于温度传感的原理及在微波场中测温的前景与应用。对微波场中测温技术的进一步发展具有一定的参考价值。 关键词:微波场,温度测量,光纤传感,光纤光栅 The application of FOS for temperature measurement in microw ave field Zou Jian Rao Cheng Gu Xingzhi (The K ey Laboratory for Optoelectronic T echnology&Systems,M inistry of Education,Chongqing 400044) Abstract:The development of fiber optic sens or(FOS)technology provides a lot of new methods used in tem perature measurement in a microwave(MW)field. This paper presents a systematic review of FOS utilized to measure tem perature in MWfields and analyses the application and development foreground of fiber Bragg grating(F BG)for tem perature measurement in a MW field. K ey w ords:microwave field,tem perature measurement,FOS,F BG 1 引言Ξ 微波是指波长范围为1m到1mm对应频率范围为300MH z到300G H z的电磁辐射,在电磁波谱中属超高频电磁波。处在这一频率范围的电磁波被成功的用于电视广播、微波通讯、雷达以及卫星通讯,取得了很大的成就。20世纪60年代以后,微波作为一种新型能源在工业上得到了广泛的应用,拓展成了一个分支技术〔1〕。如化学研究中的应用,有催化领域,有机合成,合成某些放射性药剂以及干燥等方面;食品加工方面有食品的熟化,杀菌,干燥及解冻等方面;在医疗方面,各种微波治疗仪的成功研制与应用,显示出微波医学具有不可估量的潜在生命力;基于微波的材料热处理方面的技术发展也是日新月异,如陶瓷烧结,木材干燥,微波染色等等。 尽管微波作为一种新型能源在上述领域中得到广泛应用,由于强电磁场的存在,在微波场下的温度测量依然是个技术难题。而温度显然是个重要的参数,如微波诱导催化反应的机理以及微波参催化剂作用的机理的研究还不是很深入,主要原因之一就是微波场中的温度无法准确测量;微波治疗仪中加热治疗温度以在42～44℃范围内为宜,而将45℃作为安全上限〔2〕。因此,微波场中温度测量技术的发展将进一步推动微波在其他工业领域的应用。 2 微波场测温的传统方法概述 2.1 热电偶、热敏晶体管及集成电路温度传感器 由于温度参数在微波热处理中的重要性,人们已经在各类微波炉,微波反应釜,微波治疗仪等很多存在微波场的领域实现了对温度的检测。这些温度检测技术中有常规的如热电偶温度传感器,也有热敏晶体管及集成电路温度传感器。然而在微波场中,由于强电磁场存在,金属材料制作的测温探头及导线在高频电磁场下产生感应电流,由于集肤效应和涡流效应,使其自身温度升高,对温度测量造成严重干扰,使温度示值产生很大的误差或者无法进行稳定的温度测量。 2.2 热敏电阻———高阻导线温度传感器 热敏电阻———高阻导线温度传感器是采用高阻值的半导体热敏电阻作测温探头,用特制的高阻值导线作信号的传输线,再配以简单的测量电路构成的温度传感器。热敏电阻、高阻导线以及金属传输线间的连接采用导电胶粘贴。这种温度传感器有一定的优点,如抗电磁干扰、灵敏度高、体积小、反应快以及价格低廉等,不足之处在于稳定性、互换性和线性度较差,以及高阻导线的机械强度差。对高精度测量很难达到要求。 3 可用于微波场测温的各类光纤温度传感器 3.1 光纤温度传感技术 光纤传感技术是20世纪70年代伴随光纤通信技术的发展而迅速发展起来的。作为被测量信号载体的光波和作为光波传播媒介的光纤,具有一系列独特的,其他载体和媒介难以比拟的优点:光波不产生电磁干扰,也不怕电磁干扰,易为各种光探测器件接收,可方便的进行光电或电光转换,易与高度发展的现代电子装置和计算机相匹配;光纤工作频率宽,动态范围大,是一种低损耗传输线,光纤本身不带电,体小质轻,易弯曲,抗电磁干扰,抗辐射性能好,特别适合于易燃、易爆、空间受严格限制及强电磁干扰等恶劣环境下使用。国外一些发达国家对光纤传感技术的应用研究已取得丰富成果,不少光纤传感器系统已实用化,成为替代传统传感器的商品。 光纤温度传感是光纤传感的一个重要分支。所有与温度相关的光学现象或特性,本质上都可以用于温度测量,基于此,用于温度测量的现有光学技术相当丰富。已产品化的光纤温度传感器占到将近所有光纤传感产品的20%〔3〕。由于光纤温度传感技术的先天抗电磁干扰等特性,被众多研究者用来对微波场进行温度传感。 3.2 各类光纤温度传感器 光纤温度传感器按其工作原理分为功能型光纤温度传 27 《激光杂志》2003年第24卷第5期 LASER JOURNA L(V ol.24.N o.5.2003) Ξ2003年3月21日收稿 作者简介:邹建(1960年)男,重庆市人。副研究员,博士。长 期从事光电技术及应用方面的科研项目,尤其是在光纤传感 器方面经验丰富,先后参加或主持多项国家自然科学基金,国 家七五、八五攻关项目。获国家教委科技进步二、三等奖各一 项,发表论文30余篇,出版专著一部。