温度传感器课程设计
DS18B20温度传感器课程设计
课程设计：
DS18B20温度传感器
成员：
刘灿（200940620118） 李红（200940620115） 宋海燕（200940620128） 李小凤（200940620116）
开始
①对温度传感器 进行设9度时
当温度低于下限25度时
1、温度传感模块
温度传感模块仿真图
2、显示模块
• 采用液晶显示器件，液晶显示平稳、省电、 美观，更容易实现题目要求，对后续的园 艺通兼容性高，只需将软件作修改即可， 可操作性强，也易于读数，采用两行的显 示，能同时显示其它的信息如温度等。
显示模块仿真图
谢谢！
《温度传感器核心素养目标教学设计、教材分析与教学反思-2023-2024学年高中通用技术地质版201
《温度传感器》导学案
一、导学目标
1. 了解温度传感器的基本原理和工作原理。
2. 掌握温度传感器的分类和特点。
3. 了解温度传感器在实际应用中的作用和重要性。
二、导学内容
1. 温度传感器的定义和作用。
2. 温度传感器的分类和特点。
3. 温度传感器的工作原理和应用。
三、导学步骤
1. 引入：通过展示一些实际生活中常见的温度传感器，引起学生对温度传感器的兴趣和好奇心。
2. 进修：介绍温度传感器的定义，作用和分类。
让学生了解温度传感器是一种能够感知环境温度并将其转换成电信号输出的装置，广泛应用于工业控制、医疗仪器、家用电器等领域。
3. 实践：让学生通过实际操作，了解温度传感器的工作原理。
可以通过毗连温度传感器到示波器或者微控制器，观察温度传感器输出的电信号随着温度的变化而变化。
4. 总结：让学生总结温度传感器的特点和应用，并讨论温度传感器在生活中的实际应用途景。
四、延伸拓展
1. 鼓励学生自行设计一个简单的温度传感器应用实验，体验温度传感器在实际应用中的作用。
2. 鼓励学生探索温度传感器在不同领域的应用，了解温度传感器在摩登科技发展中的重要性。
五、课后作业
1. 回顾温度传感器的基本原理和分类，总结温度传感器在不同领域的应用。
2. 设计一个温度传感器应用实验，并记录实验过程和结果。
3. 搜索相关资料，了解温度传感器的最新发展和应用趋势。
六、评判与反馈
1. 对学生的教室表现进行评判，包括参与度、表现等方面。
2. 收集学生对本次进修内容的反馈和建议，为今后的教学改进提供参考。
温度传感器教案
温度传感器教案教案标题：温度传感器教案教案目标：1. 了解温度传感器的基本原理和工作方式。
2. 学习如何使用温度传感器测量温度。
3. 掌握温度传感器在实际应用中的使用方法。
教案步骤：引入活动：1. 向学生介绍温度传感器的概念和作用，并与学生讨论温度传感器在日常生活中的应用场景，如温度计、恒温器等。
知识讲解：2. 解释温度传感器的基本原理，即利用物质的温度变化对电阻、电压或电流产生变化的特性。
3. 介绍常见的温度传感器类型，如热敏电阻、热电偶和半导体温度传感器，并比较它们的优缺点。
实验演示：4. 进行一个简单的实验演示，展示温度传感器的工作原理。
可以使用一个热敏电阻和一个电路板，通过连接电路，让学生观察电阻值随温度变化的情况。
实践操作：5. 分发温度传感器和测量设备给学生，让他们自己进行实际的温度测量。
可以提供一些不同温度的物体供学生测量，并记录测量结果。
6. 引导学生思考温度传感器在实际应用中的使用方法，如测量室内温度、控制恒温器等，并让学生设计一个简单的实验来验证温度传感器的应用效果。
讨论与总结：7. 组织学生进行讨论，分享他们的实验结果和观察。
引导他们总结温度传感器的优势和不足，并讨论如何改进温度传感器的设计和应用。
作业：8. 布置作业，要求学生独立完成一个小项目，使用温度传感器来测量和记录温度变化，并分析数据。
评估：9. 根据学生的实验结果、讨论参与度和作业完成情况，进行评估。
教案扩展：- 可以进一步讨论温度传感器在工业和科学研究中的应用，如温度控制、环境监测等。
- 可以引导学生进行更复杂的实验设计，如比较不同温度传感器的测量精度、响应时间等。
注意事项：- 确保学生在实验操作中的安全，提醒他们遵守实验室规则。
- 在实验操作中，提醒学生注意温度传感器的灵敏度和测量范围，避免过高或过低的温度对传感器造成损坏。
温度传感器课程设计报告1
温度传感器的特性及应用设计集成温度传感器是将作为感温器件的晶体管及其外围电路集成在同一芯片上的集成化温度传感器。
这类传感器已在科研，工业和家用电器等方面、广泛用于温度的精确测量和控制。
1、目的要求1．测量温度传感器的伏安特性及温度特性，了解其应用。
2．利用AD590集成温度传感器，设计制作测量范围20℃～100℃的数字显示测温装置。
3．对设计的测温装置进行定标和标定实验，并测定其温度特性。
4．写出完整的设计实验报告。
2、仪器装置AD590集成温度传感器、变阻器、导线、数字电压表、数显温度加热设备等。
3、实验原理AD590R=1KΩE=（0-30V）四、实验内容与步骤㈠测量伏安特性――确定其工作电压范围⒈按图摆好仪器，并用回路法连接好线路。
⒉注意，温度传感器内阻比较大，大约为20MΩ左右，电源电压E基本上都加在了温度传感器两端，即U＝E。
选择R4＝1KΩ，温度传感器的输出电流I＝V/R4＝V（mV）/1KΩ＝│V│（μA）。
⒊在0～100℃的范围内加温，选择0.0 、10.0、20.0……90.0、100.0℃，分别测量在0.0、1.0、2.0……25.0、30.0V时的输出电流大小。
填入数据表格。
⒋根据数据，描绘V～I特性曲线。
可以看到从3V到30V，基本是一条水平线，说明在此范围内，温度传感器都能够正常工作。
⒌根据V～I特性曲线，确定工作电压范围。
一般确定在5V～25V为额定工作电压范围。
㈡测量温度特性――确定其工作温度范围⒈按图连接好线路。
选择工作电压为10V，输出电流为I＝V/R4＝V（mV）/1KΩ＝│V│（μA）。
⒉升温测量：在0～100℃的范围内加热，选择0.0 、10.0、20.0……90.0、100.0℃时，分别同时测量输出电流大小。
将数据填入数据表格。
注意：一定要温度稳定时再读输出电流值大小。
由于温度传感器的灵敏度很高，大约为k=1μA／℃，所以，温度的改变量基本等于输出电流的改变量。
传感器的课程设计作业温度传感器
传感器的课程设计作业温度传感器温度传感器，使用范围广，数量多，居各种传感器之首。
温度传感器的发展大致经历了以下3个阶段:1.传统的分立式温度传感器(含敏感元件)，主要是能够进行非电量和电量之间转换。
2.模拟集成温度传感器/控制器。
3.智能温度传感器。
目前，国际上新型温度传感器正从模拟式想数字式、集成化向智能化及网络化的方向发展。
温度传感器的分类温度传感器按传感器与被测介质的接触方式可分为两大类:一类是接触式温度传感器，一类是非接触式温度传感器。
接触式温度传感器的测温元件与被测对象要有良好的热接触，通过热传导及对流原理达到热平衡，这是的示值即为被测对象的温度。
这种测温方法精度比较高，并可测量物体内部的温度分布。
但对于运动的、热容量比较小的及对感温元件有腐蚀作用的对象，这种方法将会产生很大的误差。
非接触测温的测温元件与被测对象互不接触。
常用的是辐射热交换原理。
此种测稳方法的主要特点是可测量运动状态的小目标及热容量小或变化迅速的对象，也可测量温度场的温度分布，但受环境的影响比较大。
温度传感器的发展1.传统的分立式温度传感器--热电偶传感器热电偶传感器是工业测量中应用最广泛的一种温度传感器，它与被测对象直接接触，不受中间介质的影响，具有较高的精度;测量范围广，可从-50~1600℃进行连续测量,特殊的热电偶如金铁--镍铬，最低可测到-269℃，钨--铼最高可达2800℃。
2.模拟集成温度传感器集成传感器是采用硅半导体集成工艺制成的，因此亦称硅传感器或单片集成温度传感器。
模拟集成温度传感器是在20世纪80年代问世的，它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等功能。
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、微功耗等，适合远距离测温，不需要进行非线性校准，外围电路简单。
2.1光纤传感器光纤式测温原理光纤测温技术可分为两类:一是利用辐射式测量原理,光纤作为传输光通量的导体,配合光敏元件构成结构型传感器;二是光纤本身就是感温部件同时又是传输光通量的功能型传感器。
(完整word版)传感器课程设计(基于labview的pt100温度测量系统)
目录第一章方案设计与论证 (2)第一节传感器的选择 (2)第二节方案论证 (3)第三节系统的工作原理 (3)第四节系统框图 (4)第二章硬件设计 (4)第一节 PT100传感器特性和测温原理 (5)第二节信号调理电路 (6)第三节恒流源电路的设计 (6)第四节 TL431简介 (8)第三章软件设计 (9)第一节软件的流程图 (9)第二节部分设计模块 (10)总结 (11)参考文献 (11)第一章方案设计与论证第一节传感器的选择温度传感器从使用的角度大致可分为接触式和非接触式两大类，前者是让温度传感器直接与待测物体接触，而后者是使温度传感器与待测物体离开一定的距离，检测从待测物体放射出的红外线,达到测温的目的.在接触式和非接触式两大类温度传感器中，相比运用多的是接触式传感器，非接触式传感器一般在比较特殊的场合才使用，目前得到广泛使用的接触式温度传感器主要有热电式传感器，其中将温度变化转换为电阻变化的称为热电阻传感器,将温度变化转换为热电势变化的称为热电偶传感器。
热电阻传感器可分为金属热电阻式和半导体热电阻式两大类，前者简称热电阻，后者简称热敏电阻。
常用的热电阻材料有铂、铜、镍、铁等，它具有高温度系数、高电阻率、化学、物理性能稳定、良好的线性输出特性等，常用的热电阻如PT100、PT1000等.近年来各半导体厂商陆续开发了数字式的温度传感器，如DALLAS公司DS18B20，MAXIM公司的MAX6576、MAX6577，ADI公司的AD7416等，这些芯片的显著优点是与单片机的接口简单，如DS18B20该温度传感器为单总线技术，MAXIM公司的2种温度传感器一个为频率输出,一个为周期输出，其本质均为数字输出，而ADI公司的AD7416的数字接口则为近年也比较流行的I2C总线，这些本身都带数字接口的温度传感器芯片给用户带来了极大的方便，但这类器件的最大缺点是测温的范围太窄,一般只有-55～+125℃，而且温度的测量精度都不高，好的才±0.5℃，一般有±2℃左右，因此在高精度的场合不太满足用户的需要.热电偶是目前接触式测温中应用也十分广泛的热电式传感器，它具有结构简单、制造方便、测温范围宽、热惯性小、准确度高、输出信号便于远传等优点。
《温度传感器作业设计方案-2023-2024学年高中通用技术地质版2019》
《温度传感器》作业设计方案一、设计背景温度传感器是一种能够感知环境温度并将其转化为电信号输出的设备，广泛应用于工业控制、医疗仪器、家用电器等领域。
通过本次作业设计，旨在让学生了解温度传感器的工作原理、应用途景以及实际搭建和测试过程，提高学生对传感器技术的理解和应用能力。
二、设计目标1. 了解温度传感器的基本原理和分类；2. 进修温度传感器的应用途景和特点；3. 掌握温度传感器的搭建和测试方法；4. 提高学生的实验操作能力和数据处理能力。
三、设计内容1. 温度传感器的基本原理和分类介绍（30分钟）通过教室讲解和视频资料展示，让学生了解温度传感器是如何通过测量物体的热量来获取温度信息的，以及常见的温度传感器种类和工作原理。
2. 温度传感器的应用途景和特点分析（30分钟）通过案例分析和讨论，让学生了解温度传感器在不同领域的应用，如工业自动化、气象监测、医疗诊断等，以及不同类型传感器的特点和优缺点。
3. 温度传感器的搭建和测试实验（60分钟）将学生分成小组，每组配备一套温度传感器搭建实验装置，通过毗连传感器、采集数据、调试参数等步骤，完成对温度传感器的实际测试。
学生需要记录实验过程中的数据变化和观察结果，并进行分析和总结。
四、设计方法1. 知识讲解和案例分析：通过教室讲解和案例分析，让学生了解温度传感器的基本原理和应用途景；2. 实验操作和数据采集：通过实验操作，让学生亲自搭建和测试温度传感器，提高他们的实验操作能力和数据处理能力；3. 讨论和总结：在实验结束后，组织学生进行讨论和总结，分享实验过程中的感悟和发现，加深对温度传感器的理解。
五、评判标准1. 实验过程是否规范、数据采集是否准确；2. 实验结果是否符合预期、数据分析是否合理；3. 实验报告是否完备、结论是否清晰。
六、作业要求1. 小组合作完成实验，每组成员需积极参与；2. 每组需提交一份实验报告，包括实验步骤、数据记录、分析结果和结论；3. 实验报告需在规守时间内提交，迟交者扣分。
51温度传感器课程设计
51温度传感器课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能够理解温度传感器的基本原理，掌握51温度传感器的工作方式和特点。
2. 学生能够描述温度传感器在智能控制系统中的应用，并解释其重要性。
3. 学生能够运用数学知识，对温度传感器采集的数据进行分析和处理。
技能目标：1. 学生能够正确连接和配置51温度传感器，完成温度监测电路的搭建。
2. 学生能够编写程序，实现对温度的实时采集、显示和处理。
3. 学生能够运用问题解决策略，对温度控制系统的故障进行诊断和修复。
情感态度价值观目标：1. 学生对温度传感器和智能控制系统产生兴趣，增强对科学技术的热爱和好奇心。
2. 学生在合作探究中，培养团队精神和沟通能力，提高自信心和自主学习能力。
3. 学生认识到温度控制在日常生活和工业生产中的重要性，增强环保意识和责任感。
分析课程性质、学生特点和教学要求：本课程为初中信息技术课程，结合学生已有物理、数学知识，以实用性为导向，强调知识与实践相结合。
学生特点为好奇心强，喜欢动手实践，但理论知识掌握程度不一。
因此，教学要求注重理论与实践相结合，引导学生主动探究，提高学生的动手能力和解决问题的能力。
二、教学内容1. 温度传感器原理：介绍温度传感器的基本工作原理，包括热敏电阻的阻值随温度变化的特性，重点讲解NTC热敏电阻的原理及应用。
2. 51温度传感器介绍：详细讲解51温度传感器的结构、性能参数及使用方法，结合教材相关章节，使学生了解其在智能控制系统中的应用。
3. 温度监测电路搭建：指导学生按照教材步骤，正确连接和配置51温度传感器，完成温度监测电路的搭建，学习电路图识读和电子元件的使用。
4. 编程与数据处理：教授学生编写程序，实现对温度的实时采集、显示和处理，结合数学知识，对采集到的数据进行分析和计算。
5. 故障诊断与修复：培养学生运用问题解决策略，对温度控制系统的故障进行诊断和修复，提高学生的动手能力和实际操作技能。
6. 实践应用：结合实际案例，让学生了解温度控制在日常生活和工业生产中的应用，激发学生学习兴趣，提高学生的创新意识。
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温度传感器课程设计报告专业：电气化___________________年级：13-2学院：机电院姓名：崔海艳 ______________学号：8021209235目录1弓I言................................................................... ..32设计要求................................................................. ..3 3工作原理................................................................. ..3 4 方案设计 ................................................................ ..4 5单元电路的设计和元器件的选择.............................................. ..6 5.1微控制器模块........................................................... .6 5.2温度采集模块...................................................... .. (7)5.3报警模块.......................................................... .. (9)5.4 温度显示模块..................................................... .. (9)5.5其它外围电路........................................................ (10)6 电源模块 (12)7程序设计 (13)7.1流程图............................................................... (13)7.2程序分析............................................................. ..168.实例测试 (18)总结.................................................................... ..18 参考文献................................................................ ..191引言传感器是一种有趣的且值得研究的装置，它能通过测量外界的物理量，化学量或生物量来捕捉知识和信息，并能将被测量的非电学量转换成电学量。
在生活中它为我们提供了很多方便，在传感器产品中，温度传感器是最主要的需求产品，它被应用在多个方面。
总而言之，传感器的出现改变了我们的生活，生活因使用传感器也变得多姿多彩。
温度控制系统广泛应用于社会生活的各个领域，如家电、汽车、材料、电力电子等，常用的控制电路根据应用场合和所要求的性能指标有所不同，在工业企业中，如何提高温度控制对象的运行性能一直以来都是控制人员和现场技术人员努力解决的问题。
这类控制对象惯性大，滞后现象严重，存在很多不确定的因素，难以建立精确的数学模型，从而导致控制系统性能不佳，甚至出现控制不稳定、失控现象。
传统的继电器调温电路简单实用，但由于继电器动作频繁，可能会因触点不良而影响正常工作。
控制领域还大量采用传统的PID控制方式，但PID控制对象的模型难以建立，并且当扰动因素不明确时，参数调整不便仍是普遍存在的问题。
而采用数字温度传感器DS18B20因其内部集成了A/D转换器，使得电路结构更加简单，而且减少了温度测量转换时的精度损失，使得测量温度更加精确。
数字温度传感器DS18B2C只用一个引脚即可与单片机进行通信，大大减少了接线的麻烦，使得单片机更加具有扩展性。
由于DS18B2C芯片的小型化，更加可以通过单跳数据线就可以和主电路连接，故可以把数字温度传感器DS18B20做成探头，探入到狭小的地方，增加了实用性。
更能串接多个数字温度传感器DS18B2C进行范围的温度检测2设计要求本设计主要是介绍了单片机控制下的温度检测系统，详细介绍了其硬件和软件设计，并对其各功能模块做了详细介绍，其主要功能和指标如下：•利用温度传感器（DS18B20）测量某一点环境温度•测量范围为-55C〜+ 99C，精度为土05C•用液晶进行实际温度值显示•能够根据需要方便设定上下限报警温度3工作原理温度传感器DS18B20从设备环境的不同位置采集温度，单片机AT89S51获取采集的温度值，经处理后得到当前环境中一个比较稳定的温度值，再根据当前设定的温度上下限值，通过加热和降温对当前温度进行调整。
当采集的温度经处理后超过设定温度的上限时，单片机通过三极管驱动继电器开启降温设备（压缩制冷器），当采集的温度经处理后低于设定温度的下时，单片机通过三极管驱动继电器开启升温设备（加热器）。
当由于环境温度变化太剧烈或由于加热或降温设备出现故障，或者温度传感头出现故障导致在一段时间内不能将环境温度调整到规定的温度限内的时候，单片机通过三极管驱动扬声器发出警笛声。
系统中将通过串口通讯连接PC机存储温度变化时的历史数据，以便观察整个温度的控制过程及监控温度的变化全过程。
4方案设计采用数字温度芯片DS18B20测量温度，输出信号全数字化。
便于单片机处理及控制，省去传统的测温方法的很多外围电路。
且该芯片的物理化学性很稳定，它能用做工业测温元件，此元件线形较好。
在0—100摄氏度时，最大线形偏差小于1摄氏度。
DS18B20的最大特点之一采用了单总线的数据传输，由数字温度计DS18B20和微控制器AT89S51构成的温度测量装置，它直接输出温度的数字信号，可直接与计算机连接。
这样，测温系统的结构就比较简单，体积也不大。
采用51单片机控制，软件编程的自由度大，可通过编程实现各种各样的算术算法和逻辑控制，而且体积小，硬件实现简单，安装方便。
既可以单独对多DS18B20控制工作，还可以与PC机通信上传数据，另外AT89S51在工业控制上也有着广泛的应用，编程技术及外围功能电路的配合使用都很成熟。
该系统利用AT89S51芯片控制温度传感器DS18B20进行实时温度检测并显示，能够实现快速测量环境温度，并可以根据需要设定上下限报警温度。
该系统扩展性非常强，它可以在设计中加入时钟芯片DS1302以获取时间数据，在数据处理同时显示时间，并可以利用AT24C16芯片作为存储器件，以此来对某些时间点的温度数据进行存储，利用键盘来进行调时和温度查询，获得的数据可以通过MAX232芯片与计算机的RS232接口进行串口通信，方便的采集和整理时间温度数据。
系统框图如图4-3所示图4-3 DS18B20温度测温系统框图5单元电路的设计和元器件的选择5.1微控制器模块AT89S51是一个低功耗，高性能CMOS啦单片机，片内含8k BytesISP（In-system programmable）的可反复擦写1000次的Flash只读程序存储器，器件采用ATME公司的高密度、非易失性存储技术制造，兼容标准MCS-51指令系统及80C51引脚结构，芯片内集成了通用8位中央处理器和ISP Flash存储单元，功能强大的微型计算机的AT89S51可为许多嵌入式控制应用系统提供高性价比的解决方案。
AT89S51具有如下特点：40个引脚，4k Bytes Flash 片内程序存储器，128 bytes 的随机存取数据存储器（RAM, 32个外部双向输入/输出（I/O）口，5个中断优先级2层中断嵌套中断，2个16位可编程定时计数器，2个全双工串行通信口，看门狗（WDT电路，片内时钟振荡器。
此外，AT89S51设计和配置了振荡频率可为0Hz并可通过软件设置省电模式。
空闲模式下，CPU暂停工作，而RAM定时计数器，串行口，外中断系统可继续工作，掉电模式冻结振荡器而保存RAM勺数据，停止芯片其它功能直至外中断激活或硬件复位。
同时该芯片还具有PDIP、TQFF和PLCC等三种封装形式，以适应不同产品的需求。
由于系统控制方案简单，数据量也不大，考虑到电路的简单和成本等因素，因此在本设计中选用A TMEL公司的A T89S51单片机作为主控芯片。
主控模块采用单片机最小系统是由于A T89S51芯片内含有4 kB的E2PROM,无需外扩存储器，电路简单可靠，其时钟频率为0〜24 MHz，并且价格低廉，批量价在10元以内。
主要特性如下•与MCS-51兼容• 4K字节可编程闪烁存储器•寿命：1000写 /擦循环•数据保留时间：10年•全静态工作：0Hz-24Hz•三级程序存储器锁定• 128*8位内部RAM• 32可编程I/O 线•两个16位定时器/计数器• 5个中断源•可编程串行通道•低功耗的闲置和掉电模式•片内振荡器和时钟电路 5.2温度采集模块DS18B2C 是DALLAS 公司生产的一线式数字温度传感器，它具有微型化、低功耗、高性能抗干扰能力、强易配处理器等优点，特别适合用于构成多点温度测 控系统，可直接将温度转化成串行数字信号（按9位二进制数字）给单片机处理, 且在同一总线上可以挂接多个传感器芯片，它具有三引脚 TO-92小体积封装形 式，温度测量范围—55〜+ 125C ，可编程为9〜12位A/D 转换精度，测温分辨 率可达0.0625 C,被测温度用符号扩展的16位数字量方式串行输出，其工作电 源既可在远端引入，业可采用寄生电源方式产生，多个DS18B2C 可以并联到三根 或者两根线上，CPU 只需一根端口线就能与多个 DS18B2C 通信，占用微处理器的 端口较少，可节省大量的引线和逻辑电路。
从而可以看出DS18B2C 可以非常方便 的被用于远距离多点温度检测系统。
综上，在本系统中我采用温度芯片 DS18B20测量温度。
该芯片的物理化学性 很稳定，它能用做工业测温元件，且此元件线形较好。
在 0—100摄氏度时，最 大线形偏差小于1摄氏度。
该芯片直接向单片机传输数字信号，便于单片机处理 及控制。
3£ 37 36 笳 34 33 站 31 22 23 25 26 27 28 10 11 3C 0-^- lyiri iuro T G Eh .Vp XI X2 AT8*J51 REiET RD R ＞：D H ：T T I AT89S51单片机引脚图4567 1111 p p p P P21 P22 P23 P^4 PZ5 叹 P27 TXD ALET图5-2温度芯片DS18B20DS18B20最大的特点是单总线数据传输方式，DS18B20的数据I/O均由同一条线来完成。