温度传感器
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实验日期教师签字成绩
【实验名称】温度传感器
【实验目的】
1．测定负温度系数热敏电阻的电阻—温度特性，并利用直线拟合的数据处理方法，求其材料常数。
2．了解以热敏电阻为检测元件的温度传感器的电路结构及电路参数的选择原则。
3．学习运用线性电路和运放电路理论分析温度传感器电压—温度特性的基本方法。
4．掌握以叠代法为基础的温度传感器电路参数的数值计算技术。
5．训练温度传感器的实验研究能力。
【实验仪器】
1．TS—C型温度传感综合技术实验仪；2. 磁力搅拌电热器；3. ZX21型电阻箱；4. 数字万用表；5. 水银温度计（0～1000C）；6. 烧杯；7. 变压器油
【实验原理】
具有负温度系数的热敏电阻广泛地应用于温度测量和温度控制技术中。这类热敏电阻大多数是由一些过渡金属氧化物（主要有Mn、Co、Ni、Fe等氧化物）在一定的烧结条件下形成的半导体金属氧化物作为基本材料制做而成，它们具有P型半导体的特性。对于一般半导体材料，电阻率随温度变化主要依赖于载流子浓度，而迁移率随温度的变化相对来说可以忽略。但对上述过渡金属氧化物则有所不同，在室温范围内基本上已全部电离，即载流子浓度基本与温度无关，此时主要考虑迁移率与温度的关系，随着温度升高，迁移率增加，所以这类金属氧化物半导体的电阻率下降，根据理论分析[1]，对于这类热敏电阻的电阻—温度特性的数学表达式通常可以表示为：
R t = R25·exp [ B n（1/T—1/298）] （1）
其中R25和R t分别表示环境温度为25℃和t℃时热敏电阻的阻值；T= 273 + t ；B n为材料常数，其大小随制做热敏电阻时选用的材料和配方而异，对于某一确定的热敏电阻元件，它可由实验上测得的电阻—温度曲线的实验数据，用适当的数据处理方法求得。
下面对以这种热敏电阻作为检测元件的温度传感器的电路结构、工作原理、电压—温度特性的线性化、电路参数的选择和非线性误差等问题论述如下：
一. 电路结构及工作原理
电路结构如图1a示，它是由含Rt的桥式电路及差分运算放大电路两个主要部分组成。
当热敏电阻Rt 所在环境温度变化时，差分放大器的输入信号及其输出电压Vo 均要发生变化。传感器输出电压Vo 随检测元件Rt 环境温度变化的关系称温度传感器的电压—温度特性。为了定
中
1a 示的电路等效变换成图
1b 示的电路，在图1b 中：
（a ）
（b ）
图1 电路原理图及其等效电路
t
R R t
R R G R +?=
111
a
t t
S V R R R E +=
11 （2）
它们均与温度有关；而
32322R R R R R G +?=
a
S V R R R E 323
2+= （3）
与温度无关。根据电路理论中的叠加原理，差分运算放大器输电压VO 可表示为
V0 = V0- +V0+ （4）
其中V0- 和V0+分别为图1b 示电路中ES1和 E S2单独作用时对输出电压的贡献。由运算放大器的理论知：
+
+-???
???++=?+-
=i G S f S G S f V R R R V E R R R V 1,1011
0 （5）
此处的Vi+为E G2单独作用时运放电路同相输入端时对地电压。由于运放电路输入阻抗很大，故：
Vi+ = Es2·Rf /（Rs + RG2 + Rf ） （6） 把以上结果代入（4）式，并经适当整理得：
????
??
??-+++++=122110S S f S G f S G S G f
E E R R R R R R R R R V （7）
由于上式中RG1和Es1与温度有关，所以该式就是温度传感器的电压—温度特性的数学表达式，只要电路参数和热敏元件Rt 的电阻—温度特性已知，（7）式所表达的输出电压V0与温度t 的函数关系就完全确定。
二、电压—温度特性的线性化和电路参数的选择
一般情况下（7）式表达的函数关系是非线性的，但通过适当选择电路参数可以使得这一关系和一直线关系近似。这一近似引起的误差与传感器的测温范围有关。设传感器的测温范围为t1～t30C ，则t2 =（t1+t3）/2就是测温范围的中值温度。若对应t1 、、 t2和 t3三个温度值传感器的输出电压分别为V01、V02和V03 。所谓传感器电压—温度特性的线性化就是适当选择电路参数使得这三个测量点在电压—温度坐标系中落在通过原点的直线上，即要求：
V01 = 0，V02 = V03 / 2，V03 = V3 （8）
在图1a 所示的传感器电路中需要确定的参数有七个，即R1、R2、R3、Rf 和Rs 的阻值、电桥的电源电压Va 和传感器的最大输出电压V3，这些参数的选择和计算可按以下原则进行：
1．当温度为t10C 值时，电路参数应使得V0 = V01= 0，这时电桥应工作在平衡状态和差分运放电路参数应处于对称状态，即要求R1=R2=R3=Rt1（热敏电阻在t1温度时的阻值）。
2．为了尽量减小热敏电阻中流过的电流所引起的发热对测量结果带来的影响，Va 的大小不应使Rt 中流过的电流超过1mA 。
3．传感器的最大输出电压V3的值应与后面连接的显示仪表相匹配，若温度—电压变换电路的输出是与计算机数据采集系统联接，V3应根据以下关系确定：
V3=（t3—t1）*50mV/ 0C 。
所以若测温范围为25～650C 时，V3=2000mV 。
4. 最后两个电路参数Rs 和Rf 的值可按（8）式所表示的线性化条件的后两个关系式确定，即：
????
??
??-+++++=
=13221313
303S S f S G f S G S G f E E R R R R R R R R R V V （9）
???
?????-+++++==
122212123
022S S f S G f S G S G f E E R R R R R R R R R V V （10） 其中RG1i 、ES1i （i=1，2，3）是热敏电阻Rt 所处环境温度为ti 时按（2）式计算得的RG1和ES1值。当电桥各桥臂阻值、电源电压Va 和热敏电阻的电阻—温度特性以及传感器最大输出电压V3已知后，在（9）、（10）两式中除Rs 、Rf 外其余各量均具有确定的数值，这样
只要联立求解（9）、（10）两式就可求出Rs和Rf的值。然而（9）、（10）两式是以Rs和Rf 为未知数的二元二次方程组。其解很难用解析的方法求出，必须采用数值计算技术。
三、确定Rs和Rf的数值计算技术
如前所述、方程（9）和（10）是以Rs和Rf的为未知数的二元二次方程组，每个方程式在（Rs、Rf）直角坐标系中对应着一条二次曲线，两条二次曲线交点的坐标值即为这个联立方程组的解（如图2所示）。这个解可以利用叠代法求得。由于在Rs = 0处与（10）式对应的曲线对Rf轴的截距较（9）式对应的曲线的截距大（由数值计算结果可以证明），因此为了使叠代运算收敛，首先令Rs = 0代入（10）式，由（10）式求出一个Rf的值，然后把这一Rf值代入（9）式，并由（9）式求出一个新的Rs值，再代入（10）式……，如此反复叠代，直到在一定的精度范围内可以认为相邻两次算出的Rs和Rf值相等为止。
图2 确定Rs和Rf的数值计算技术
【实验内容】
1．热敏电阻元件电阻—温度特性的测定
该项测量是设计温度传感器的基础，要求测量结果十分准确。测量时把热敏电阻固靠在0～1000C水银温度计的头部后，把温度计及热敏元件放入盛有变压器油的烧杯内，并用磁力搅拌电加热器加热变压器油。在25～75 0C的温度范围内，从25 0C开始，每隔5 0C用数字万用表的电阻档测量这些温度下热敏电阻的阻值，直到75 0C止。为了使测量结果更为准确，可在降温过程中测量，该项测定完成后，采用直线拟合方法处理实验数据，求出（1）式所表示的热敏电阻电阻—温度特性中的材料常数Bn的实验值。
2．选择和计算电路参数
首先根据实验测得的热敏电阻的电阻—温度特性和测温范围（25～65 0C），按前面所述的原则确定R1、R2、R3、Va和V3，然后把（9）、（10）两式写成以下标准形式：ARs2+BRs+C=0（A、B、C中含Rf）（9，）
A，Rf2+B，Rf+C，=0（A，、B，、C，中含Rs）（10，）
并用叠代法计算电路参数Rs 和Rf ，在此之后，按（7）式和（11）式计算以上测温范围情况下传感器的电压—温度特性的理论值（随TS —B 系列中任一型号的温度传感技术实验仪 配有具有以上功能的计算程序软件）。
3．温度传感器的组装与调试
首先调节设置在TS —B3型温度传感综合技术实验仪前后面板上的多圈电位器R1、R2、R3、Rs 和Rf 的值为计算结果值（具体调节方法见TS —B3型温度传感技术实验仪使用说明书），然后调节传感器零点和校准量程，具体操作如下：
（1）零点调节 调节图3示电路中的W1（对应的TS —B3型温度传感
图3 温度—电压变换电路原理图
技术实验仪前面板上的“V2调节”旋钮）使传感器的输入桥式电路的电源电压Va 为设计时的选定值，
然后用ZX21型电阻箱代替热敏元件Rt 接入传感器电路，并把电阻箱的阻值调至Rt1(即热敏元件在t10C 时的阻值），用数字万用表200mV 档观测传感器的输出电压V0是否为零，若不为零调节图3中的“R3调节”，使V0值为零（允许±1mV 的误差）。
（2）量程校准 完成零点调节后，把代替热敏电阻的电阻箱阻值调至Rt3（即热敏电阻在t30C 的阻值），用数字万用表的电压档观测传感器输出电压V0是否为设计时所要求的V3值。如果不是，再次调节“Va 调节”旋钮改变电桥电源电压Va ，使V0 =V3。在完成以上调节工作后，注意保持各电阻元件的阻值和“Va 调节”旋钮位置不变。
4．传感器电压—温度特性的测定
把测温范围分成10个等间隔的子温区，加热变压器油，当温度计示值低于t3约5 0C 时就停止加热（但不停止搅拌）。由于加热器余热，变压器油的温度会继续升高，当温度计示值高于t3的某一最高温度后，变压器油便处于降温状态。在降温过程中测量和记录下以上各子温区交界点温度对应的传感器输出电压V0值，并与按（7）示计算的理论值列表进行比较。
【数据表格与数据记录】
T=t+273 1889321===R R R Ω
根据实验求出的Bn 值，有(1)式表示的特性曲线。 根据上诉数据可得出Rs=973Ω Rf=6183Ω Bn=2082
2.在同一直角坐标系中绘出温度传感器的电压—温度特性曲线的理论计算曲线和实验测定曲线。
【小结与讨论】
1．本次试验的数据处理多用机器处理，减少了很多的计算过程，和繁杂的公式。
2．实验时要认真仔细讲义，由于多是机器处理，我们对该实验的原理理解不够，在写实验报告时要再次看讲义。
3．这是最后一个实验，大家做完之后仍要记得整理好仪器，收拾好桌面。
基于专用温度传感器的温度检测系统
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.360docs.net/doc/d73000929.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
温度传感器原理
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
单片机温度传感器及无线传输
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
温度传感器的历史发展与研究现状
温度传感器的历史发展与研究现状 摘要：本文通过查阅各类文献并进行分析总结，简述了温度传感器的意义和作用，介绍了温度传感器的发展历史，列举并分析了常用温度传感器的类型，对比了国外温度传感器设计和研究领域的现状与发展，着重阐述了国外先进的CMOS模拟集成温度传感器的主要原理。最后，文章对温度传感器的未来发展方向做出了说明。 关键词：温度传感器，IC温度传感器，CMOS集成温度传感器 一、背景介绍 1.1绪言 人们为了从外界获取信息，必须借助于感觉器官，而单靠人们自身的感觉器官，在研究自然现象和规律以及生产活动中，它们的功能就远远不够了。为适应这种情况，就需要传感器。传感器是一种检测装置，能感受到被测量的信息，并能将检测感受到的信息，按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。[1]传感器是以一定的精度和规律把被测量转换为与之有确定关系的、便于应用的某种物理量的测量装置。它是实现自动测量和自动控制的首要环节。[2]温度是反映物体冷热状态的物理参数，它与人类生活环境有着密切关系。早在2000多年前，人类就开始为检测温度进行了各种努力，并开始使用温度传感器检测温度。[3]在人类社会中，无论工业、农业、商业、科研、国防、医学及环保等部门都与温度有着密切的关系。 [4]在工业生产自动化流程中，温度测量点一般要占全部测量点的一半左右。[5]因此，人类离不开温度传感器。传感器技术因而成为许多应用技术的基础环节，成为当今世界发达国家普
遍重视并大力发展的高新技术之一，它与通信技术、计算机技术共同构成了现代信息产业的三大支柱。[6] 1.2温度传感器的发展历史和主要分类 人们研究温度测量的历史已经相当的久远了。公元1600年，伽利略研制出气体温度计。 [7]一百年后，酒精温度计[8]和水银温度计[9]问世。到了1821年，德国物理学家赛贝发明了热电偶传感器[10]，人类真正的第一次把温度变成了电信号。此后，随着技术的发展，人们研制出了各种温度传感器。本世纪，在半导体技术的支持下，相继诞生了半导体热电偶传感器、PN结温度传感器和集成温度传感器。[11]与之相应，根据波与物质的相互作用规律，相继开发了声学温度传感器、红外传感器和微波传感器。[12] 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。[13] 热电偶传感器有自己的优点和缺陷。热电偶温度传感器的灵敏度与材料的粗细无关，用非常细的材料也能够做成温度传感器。也由于制作热电偶的金属材料具有很好的延展性，这种细微的测温元件有极高的响应速度，可以测量快速变化的过程。然而热电偶传感器的灵敏度比较低，容易受到环境干扰信号的影响，也容易受到前置放大器温度漂移的影响，因此不适合测量微小的温度变化。[14] IC温度传感器即数字集成温度传感器，其外形非常得小，这样更加让它广泛应用在生产实践的各个领域中，也为我们的生活提供了无数的便利和功能。尤其是CMOS工艺实现的智能温度传感芯片具有低成本、低功耗、与标准数字工艺兼容以及芯片面积小等优点，已经取代了双极型工艺。IC温度传感器又包括模拟输出和数字输出两种类型，最主要的特点之一是将温度传感模块和信号的处理电路同时集成在一个芯片上。[15]
基于数字温度传感器的数字温度计
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
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
(完整版)无线无源温度检测原理
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
各种温度传感器分类及其原理.
各种温度传感器分类及其原理
各种温度传感器分类及其原理 温度传感器是检测温度的器件，其种类最多，应用最广，发展最快。众所周知，日常使用的材料及电子元件大部分特性都随温度而变化，在此我们暂时介绍最常用的热电阻和热电偶两类产品。 1.热电偶的工作原理 当有两种不同的导体和半导体A和B 组成一个回路，其两端相互连接时，只要两结点处的温度不同，一端温度为T，称为工作端或热端，另一端温度为TO,称为自由端(也称参考端或冷端，则回路中就有电流产生，如图2-1(a所示，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。 与塞贝克有关的效应有两个：其一，当有电流流过两个不同导体的连接处时，此处便吸收或放出热量(取决于电流的方向， 称为珀尔帖效应；其二，当有电流流过存在温度梯度的导体时，导体吸收或放出热量(取决 于电流相对于温度梯度的方向，称为汤姆逊效应。两种不同导体或半导体的组合称为热电偶。热电偶的热电势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。 温差电势是指同一导体或半导体在温度不同的两端产生的电势， 此电势只与导体或半导体的性质和两端的温度有关，而与导体的长度、截面大小、沿其长度方向的温度分布无关。 无论接触电势或温差电势都是由于集中于接触处端点的电子数不同而产生的电势：热电偶测量的热电势是二者的合成。当回路断开时，在断开处a，b 之间便有一电动势差△ V，其极性和大小与回路中的热电势一致，如图 2-1(b所示。并规定在冷端，当电流由A流向B时，称A为正极，B 为负极。实验表明，当△ V很小时，△ V与厶T成正比关系。定义△ V对厶T 的微分热电势为热电势率，又称塞贝克系数。
温度传感器论文..
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-－--------－----－--－---－－-----------------－-－-－-－-－
温度传感器在汽车上的应用
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
温度传感器常见故障的处理方法
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.360docs.net/doc/d73000929.html,/
温度传感器的发展现状、原理及应用
温度传感器的发展现状、原理及应用 摘要： 近年来，中国工业现代化进程和电子信息产业的持续快速发展，推动了传感器市场的快速崛起。温度传感器是一类重要的传感器，占传感器总需求量的40%以上。温度传感器是一种半导体器件，利用NTC电阻随温度变化的特点，将非电物理量转化为电量，从而实现精确的温度测量和自动控制。温度传感器广泛应用于温度测量和控制、温度补偿、流量和风速测量、液位指示、温度测量、紫外和红外测量、微波功率测量等领域，广泛应用于彩电领域。电脑彩色显示，开关电源，热水器，冰箱，厨房设备，空调，汽车等领域。近年来，汽车电子和消费电子行业的快速增长推动了中国对温度传感器需求的快速增长。 关键词：温度传感器；发展现状；应用
目录 一、温度传感器的发展现状 (3) 二、温度传感器的原理 (3) （一）热电偶温度传感器原理 (4) （二）金属热电阻温度传感器原理 (4) （三）集成温度传感器原理 (4) 三、温度传感器的应用 (4) （一）在汽车中的应用 (5) （二）在家用电器中的应用 (5) （三）生物医学中的应用 (6) （四）工业中的应用 (6) （五）太空中的应用 (6) 四、结论 (6) 参考文献 (8)
一、温度传感器的发展现状 温度传感器是通过物体随温度变化而改变某种特性来间接测量的[1]。不少材料、元件的特性都随温度的变化而变化，所以能作温度传感器的材料相当多。温度传感器随温度而引起物理参数变化的有：膨胀、电阻、电容、而电动势、磁性能、频率、光学特性及热噪声等等。随着生产的发展，新型温度传感器还会不断涌现。 由于工农业生产中温度测量的范围极宽，从零下几百度到零上几千度，而各种材料做成的温度传感器只能在一定的温度范围内使用。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。其测量控制一般产用各式各样形态的温度传感器。 表1.1当前市面上温度传感器分类统计表[2] 分类特征传感器名称 测量范围 超高温用1500℃以上光学高温计、辐射传感器 中高温用1000℃ -1500℃ 光学高温计、辐射传感器、热电偶 中温用500℃-1000℃光学高温计、辐射传感器、热电 低温用-250℃-0℃晶体管、热敏电阻、压力式玻璃温度计极低温用-270℃ --250℃ BaSrTi03陶瓷 现如今，在集成数字智能温度传感器领域，国内相关的设计和研究尚处于交 际处的阶段。目前市场上流行的同类温度传感器诸如DS18B20，AD7416，AD7417，AD7418，AD590等F，大国都是出自国外一些比较大的公司。就目前来说，国内的很多公司往往温度传感器产品比较少，并且已申请到的相关专利也非常少，处理厦门大学等高校申请专利外，还有香港应用科技研究院、苏州纳芯微电子、背景中电华大电子设计、上海贝岭等少数研究机构或企业的专利，虽然其专利名称比较大，但是技术涉及点并不全面。因此，在集成数字温度传感器方面，我国尚有较大的发展空间。
基于单片机的温度传感器的设计说明
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
无线温度传感器课程设计
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
温度传感器简介与选型
温度监控的I/O解决方案 选择和采购温度传感器 监测温度和采集数据的传感器种类繁多。从单一房间的温度监测到复杂的批次过程控制应用都依赖精准的温度获取。电阻温度计（RTD），热电偶，积体电路温度计（ICTD）,热敏电阻，红外线传感器是用于以上目的的主要传感器类型。 RTD决定于材料电阻和温度的关系，它读数精确（一般小数点后2-3位），具有多种封装形式。他们一般由镍，铜及其他金属制造，但是较早前，RTD是由铂制造的，很大程度上因为铂的电阻在较宽的温度区间里与温度成线性关系。但是由于铂价格昂贵且当温度超过660°C时不能适用,因为在这范围以外铂的惰性会失效导致读数不准。RTD需要一个小功率激励源才能进行操作，且RTD应用性很强，在较大范围内它侦测温度非常准确漂移很小。 热电偶是由双金属导体制备，受热时产生的电压与温度成比例.同RTD一样，热电偶常用于工业设置里。其种类丰富（B,J,K,R,T等），提供不同的温度敏感范围。热电偶读数没有RTD那么精确，有时可能高达一度之差。热电偶和RTD一样本身及其脆弱，使用时它通常附有一根耐用探针。一般热电偶价格不贵，但若装了特殊外壳或装置，其价格将大大上升。因为热电偶种类繁多测温范围很大，最高可达1800°C，能用在高温条件下（但值得注意的是，高温使用一般需要特殊外壳、包装或绝热材料）。 ICTD是常见的通用温度传感器，其价格不贵，类似2线晶体管装置，工作电压在5-30V之间，由此产生的电流与温度成线性比例。也和RTD一样，ICTD低噪音，但比RTD更易使用，因为其无需电阻测量电路。ICTD的特点在于其简易，工业应用偏少，在-50~100°C范围内温度测量较准确，例如在HVAC，制冷机和室内温度监控等应用上。 热敏电阻工作原理是由电阻调节获得不同温度。这样看来热敏电阻和RTD的工作原理类似，差别在于前者使用2线互连，对温度更加敏感，但是一定程度上读数不准。除此，电热调节器所用材料通常是陶瓷或聚合物（而RTD使用纯金属），这样使其具有价格上的优势。热敏电阻适应于大容量的温度监测，范围在-40~200°C，并且允许一定量的漂移的场合。 红外传感器代表了温度监测设备中最新前沿的仪器。红外辐射通过监测物体的电磁辐射（也叫做热摄影或高温测量）来对其进行远程温度测定，红外监测对快速移动的物体或难以测得高温易变化的环境有很好的效果红外广泛应用在制造流程中，如对金属、玻璃、水泥、陶瓷半导体、塑料、纸品、织物及涂层的温度。 重要提示：在决定使用哪种测温器件时，需着重考虑的是价格、温度测量所需达到的精度、设备对环境的适用性以及布线。例如：对ICTD来说，一般双绞电缆，最简单的布线方案就能使它正常工作，几千米的布线也不会造成信号损失。；而相比较RTD，则需要3或4线制。对于RTD，线的规格也同样重要。直径必须相配，接合无误，即使在最佳的条件下，也易受噪音的影响，尤其在线过长的情况下。热电偶的应用通常都有严格的布线要求。每种热电偶有其匹配的线，和它的材料组成相搭配。这种专业线价格昂贵，所以在热电偶应用时，以短程布线为多。 Opto 22 的解决方案 SNAP输入模块 Opto 22的特点在于能为所有类型温度监测设备－－-RTD，热电偶，ICTD，热敏电阻，红外监测提供解决方案。方案包括一套完整的多通道模拟输入模块，能与以上设备连接用于远程监控和数据采集。 更值得注意的是，Opto 22的I/O模块有多种构造，从双通道到八通道一应俱全。八通道的模块是需要多通道温度采集的最佳经济选择。应用包括水处理、制冷系统、杀菌、巴氏消毒及焊接等。 Opto 22的SNAP AICTD-8模块是特别为能源管理相关应用而设计的，能从标准ICTD中获得八通道模
几种无线温度传感器优劣(声表面波等)
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。