铂电阻温度传感器资料课件.ppt

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1、温度传感器设计报告成员：阴支航,杨翔宇,孙亮,那宇,钱超第一章   温度测量文献综述1.1温度测量的意义温度是表征物体冷热程度的物理量。温度测量是指使用测温仪表对物体的温度进行定量的测量。温度是一个和人们生活环境密切相关物理量，也是在其他研究、生产、科研、生活中需要测量和控制的物理量，同时也是最基本的环境参数。人们的生活与坏境温度息息相关，物理、化学、生物等科学都离不开温度。像太阳能热水器、电力、石油、农业大棚经常需要对环境温度进行检测，并根据实际的要求对温度进行控制。温度测量的重要性：温度测量根据所应用的情况不同有不同的重要程度，但是在很多领域的

2、应用中其影响都不可小觑，对温度的检测不仅可以及时反映状态，还能避免很多危险情况。如：对变电站的温度测量、对物体表面的温度测量、对管道蠕变的温度测量等，均能体现温度测量的重要性。1.2温度测量现状温度测量方面，世界各国均取得了许多可喜的成果。前苏联的压电石英频率温度计分辨能力可达0.0001℃，理论上可达0.00001℃，而且在-40℃~230℃范围内具有温度与频率的线性特性；日本利用所谓石英温度频率转换器-80℃~200℃的温度范围，最大分辨率达0.0001℃；美国标准局研制的电阻温度计25欧标准铂电阻温度计，电桥分辨0.00002℃；我国生产的石

3、英温度传感器分辨率达到0.0001℃，误差在0.05℃以内；中国航天工业总公司702所研制的5901(STP-1000)型粘贴式测温片，其静态测温精度为0.5%，快速响应时间小于0.013s。1.2.1辐射温度测量技术在自然界中，任何物体的温度如果超过绝对零度都会不断地向周围空间发出红外辐射能量。因此，通过对物体自身辐射的红外能量的测量，便能准确地测定它的表面温度。随着光电和红外探测器的发展,出现了多种多样的红外测温仪。辐射测温的特点:(1)测温范围从高、中温向中、低温部分拓展;(2)准确度和稳定性更高;(3)工作波段多样化, 可根据被测对象的特性

4、选择;(4)从点测量发展到二维面测量;(5)红外测温仪具有小型化和智能化的特点;(6)从测量原理和方法上消除发射率影响,实现物体的温度测量。多光谱测温技术也逐步开始在科研和工程领域中得到了应用。其原理是在一个仪器中制成多个光谱通道,利用多个光谱的物体辐射能量信息,经过数据处理得到物体的真实温度。该方法测量温度上限和测量准确度高、响应快，受中间介质影响小,非常适合非透明火焰温度和高温表面温度的测量。1.2.2光纤温度测量技术光纤测温技术是指光源发出的光经放大后，由光纤到达传感器热敏材料部分，每一个传感器反射回一个与自身温度相对应的窄谱脉冲光信号，信号

5、处理部分对返回信号列进行滤波采样和分析，从而确定每一个传感器温度的技术。分布式光纤测温系统是近年来发展起来的一种用于实时测量空间温度场分布的传感系统,它是一种分布式的、连续的、功能型光纤温度测量技术。其中,光纤既是传输媒体也是传感媒体,利用光纤后向喇曼散射的温度效应,可以对光纤所在的温度场进行实时测量,利用光时域反射技术(OTDR)可以对测量点进行精确定位。分布式的结构使得该系统能够实现实时快速多点测温。1.2.3电量式温度测量技术电量式测温方法主要利用材料的电势、电阻或其它电性能与温度的单值关系进行温度测量,包括热电偶温度测量、热电阻和热敏电阻温

6、度测量、集成芯片温度测量等。热电偶的原理是两种不同材料的金属焊接在一起,当参考端和测量端有温差时,就会产生热电势,根据该热电势与温度的单值关系就可以测量温度。热电偶具有响应快，结构简单,适宜远距离测量和自动控制的特点,应用比较广泛。热电阻是根据材料的电阻和温度的关系来进行测量的,输出信号大,准确度比较高,稳定性好,但元件结构一般比较大,动态响应较差,不适宜测量体积狭小和温度瞬变区域。热敏电阻是一种电阻值随温度呈指数变化的半导体热敏感元件,具有灵敏度高、价格便宜的特点,但其电阻值和温度的关系线性度差,且稳定性和互换性也不好。随着电子技术的发展,可以将

7、感温元件和相关电子线路集成在一个小芯片上,构成一个小型化、一体化及多功能化的专用集成电路芯片,输出信号可以是电压、频率,或者是总线数字信号,使用非常方便,适用于便携式设备。第二章   总体方案设计2.1DS18B20温度传感器DS18B20是一种可组网的高精度数字式温度传感器，具有体积小，硬件开销低，抗干扰能力强，精度高的特点。由于其具有单总线的独特优点，可以方便的实现多点温度的测量,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。DS18B20温度传感器系统的抗干扰性好、设计灵活、方便，而且能在恶劣的环境下进行现场温度检测。D

8、S18B20温度传感器的性能特点：1）独特的单总线接口仅需要一个端口引脚进行通信,可以是串行口也可以是其他I/O口，无须变