红外温度传感器(BM43系列)应用指南
红外温度传感器（BM43系列）应用指南
Application Note for BM43 series
编号BM-SOP-T023 版本V1.0 发布日期2016.8.20 生效日期2016.8.20
1 目的
为更好的解答客户在BM43系列产品在设计和应用中遇到的问题，将之前客户反馈的问题整理解答，以便参照。
2 范围
适用于本公司红外温度传感器系列产品（BM43THA/BM43THD/BM43TNA/BM43TND）以及以BM43系列产品为主要测温单元生产的各种可穿戴式/手持式测温仪器的应用。
3 主要问题及应用指南
3.1. 基本使用
3.1.1 如何使用BM43系列产品测量人体温度
正常人体体温不是一个具体的温度点，而是一个温度范围。机体深部的体温较为恒定和均匀，称深部体温；而体表的温度受多种因素影响，变化和差异较大，称表层温度。临床上所指的体温是指平均深部温度。一般以口腔、直肠和腋窝的体温为代表，其中直肠体温最接近深部体温。正常值：口腔舌下温度为37℃（范围36.3－37.2℃），直肠温度37.5℃（比口腔温度高（0.3-0.5℃），腋下温度为36.5℃（范围
36.0℃-37.0℃）。
使用BM43系列产品测量人体体温时，额温枪建议测量位置为人体额头太阳穴动脉附近，这里的动脉血所辐射出的温度接近人体核心温度；耳温枪建议测量位置为耳道内部，枪头越深入越好，但不要造成不舒服，测儿童时最好将耳朵轻往后上方拉（将耳道拉直）。
3.1.2 穿戴设备戴在手腕上监测手腕皮肤温度的作用
穿戴设备戴在手腕上监测手腕皮肤温度不能代表人体核心温度，原因一：手腕皮肤表面的温度在医学上不能代表人体核心温度，四肢不是医学上认可的测温点；二，通过大数据分析，手腕的温度变化受外界环境影响较大，长时间监测显示温度为非线性变化。
但该测量温度可以作为一项生命体征数据，长时间监控体表温度的变化，超出设定温度的阈值则发出提醒信号。
3.1.3 如果靠近皮肤，每5s检测一次，连续24小时,会不会有问题？时间长了会不会因信号累计出现不准？如果放在腋下长时间使用有没问题？需要注意什么问题？
如果突然从低温发热源（冰）靠近高温发热源（火），会对传感器增加一个突发热源(骤热) ，会短时间内造成传感器热休克。这种情况与耳温枪类似，耳温枪的解决办法是在传感器外加上金属热阻，以缓冲热休克现象对测温造成不准的影响；另外一种方法是软件上指令ASIC忽略最开始的50-100个数据(大概
10s-30s左右)。我们由于是长时间测温，对初始的短时间内要求应该不大，传感器短时间内会从热休克状态中恢复过来，再利用传感器内置的NTC热敏电阻进行补偿来达到精确测温，这时不会有信号累计的问题出现。
如果放在腋下，即人体腋下给传感器加热，导致传感器管壳温度升高，传感器内的芯片实际上测到的热辐射有很大一部分来自人体腋下给管壳升温的温度，这样会对实际测温造成误差。但等到温度稳定后，传感器NTC热敏电阻通过热传导感知到了环境的真实温度，通过ASIC进行温度补偿，将芯片测到的信号进行环境温度补偿，修正到正确的温度值。所以最需要注意的问题是测温设备设计时如何防止热休克，以及初始等待时间。
这个问题和耳温枪非常相似，目前耳温枪方案商除了上述提到的2点解决办法，还有1种成本高一点的解决办法。即事先在传感器芯片或者仪器上供给一个加热块或者加热管，使得传感器环境温度保持恒温，可以消除环境温度对传感器的影响。
3.1.4 对于环境的适应性（抗干扰能力），如粉尘，天气变化，大雾，雨天，黑夜，白天等；
黑夜、白天不会对传感器造成影响。大雾、雨天和粉尘会对测温精度有一定影响，其原因是红外光在透过这些环境是会有一定的衰减，但是其衰减量不会很大，通常情况下，其实际测温精度不会受到太大影响，红外探头也有在消防大雾环境中应用的实例，一般粉尘影响>雨天≈大雾。
天气变化情况较为复杂，如果温度不是骤变，是环境温度冬暖夏凉、白天黑夜、屋内屋外这种温差缓变的情况下，传感器的测环境温度的电阻会做出补偿，后续电路也会计算这一个补偿再换算到实际测温数值上，这时天气变化或者环境温度改变不会对传感器造成影响。
另外一种情况是骤冷骤热，即火烤、放入冰箱、风扇对着吹、丢入水中、用手捂住发热、PCB板传感器附近有热源等，这种情况下，传感器会出现类似“热休克”的现象，即在没有达到热平衡是短时间内测温会出现不准确或者有漂移的情况，这种现象适用于所有热电堆传感器，并不是我司产品才会出现。其主要原因是采用TO金属管壳封装的传感器，当在上述骤变环境下使用时，会对TO管壁也进行剧烈热交换，管壁骤热或者骤冷，TO管壁也会产生温变下的红外辐射，被传感器接收，形成热噪声信号，其与实际被测物体透过滤波片的红外辐射叠加，使得传感器发生测温不准的情况。
所以，为了避免上述情况发生，通常TO封装的传感器是放置在具体产品外壳内使用的，以此来增加测温系统的热容，提高其对于“热休克”现象的抗性，如耳温枪和测温枪。当然如果应用场合能避免上述情况，也可以考虑直接使用。
3.1.5 手指接触到传感器导致测温数据达到60摄氏度
传感器的外壳采用特殊金属，对热具有高度传导性。如果将被测物（例如手指）接触传感器外壳，会造成传感器内部环境温度采集sensor采集到的环境温度过高，内部ASIC在计算中增益量的溢出，从而造成测量值的不准确。好比是麦克风对着喇叭，引起喇叭的啸叫是一个道理。所以测量任何物体都不能接触到传感器。
3.2 方案设计
3.2.1 BM43系列产品有效测温距离是多少
BM43系列传感器与菲涅尔透镜8360配套使用，可大大增强其探测距离，一般情况下探测人体表面温度，理想情况下其最大距离可达8-10m。
3.2.2 不同距离的温度测温精度
涅尔透镜8360与传感器配合使用，其距离系数比可达12：1，即探测12m外距离的物体，物体想象成圆形，只要该物体直径小于1m，其测温都是准确的。如果物体直径大于1m或者物体形状不规则导致物体有一部分不涵盖在测温的1m直径圆内，传感器接受到的红外信号有一部分会是物体后方的环境温度，从而导致温度偏低后者偏高(通常是偏低)。如果探测距离不到12m，则按12：1的比例缩小，所以说，探测距离越近，测量的准确性概率越高。一般情况下，只要是物体够大或者探测斑全覆盖，探测精度不会受到距离的影响。
对于测温枪而言，其探测精度一般为±1.5℃；而对于在内的传感器而言，如果消除菲涅尔透镜、安装管腔、后续电路设计的影响，最高探测精度为±0.1℃。
对于耳温枪而言，一般传感器与内耳的探测距离很近，所以一般不需要增加菲涅尔透镜即可直接使用，这时其探测精度大大提高，但是由于耳温枪探头外壳设计结构的不同，其测温精度也会不同，一般情况下，耳温枪的测温精度在±0.2℃-±0.3℃，而传感器探测精度依然可以达到±0.1℃。
3.2.3 不同距离的温度测量衰减度
只要传感器的探测斑或者说视场角全覆盖探测物体，其温度短距离内（0-10m）且不在恶劣环境下使用，基本不会随距离衰减，如果不是全覆盖探测物体，会有测量误差，但这应该属于测量方式不正确的范畴。
3.2.4 有没有热势能造成信号不准,衰减等问题?
除了热休克问题，没有其他会造成传感器测温不准的问题出现。
3.2.5 额温枪波导管的设置计算办法，光学系统能否提供支持？菲尼尔透镜能否提供供应商？
每家额温枪方案商的结构设计和光学设计可能不一样，但是总体思路类似：通常额温枪方案商会先考虑整个额温枪的结构，设计好结构后会将PCB板(带传感器和ASIC，ASIC集成在PCB板上)以及菲涅尔透镜组装在结构上，菲涅尔透镜一般价格较便宜，通过调节菲涅尔镜放置在波导管多个齿轮上的位置，来调试额温枪的视场角。调试完成后，额温枪方案商会进行标定（恒温水槽或者黑体），将标定得到的数据写入ASIC与我们给出的传感器Table表进行对比修正，最终得到额温枪产品。
菲涅尔透镜厂商有很多，以下供参考：
https://www.wendangku.net/doc/0117438527.html,/feinieertoujing.html
https://www.wendangku.net/doc/0117438527.html,/index.php/list-9.html
3.2.6 客户在做结构时有的是使用弹片顶压的方式连接芯片引脚，希望加大BM43TND的pin脚面积，便于弹片进行接触
可以加大pin脚面积，已经排上公司研发产品部门的计划，后续会推出。
3.2.7 BM43TND ESD为+-4000V，手机普遍要求+-8000~12000V，是否需要加ESD保护器件？
建议在系统外围添加ESD器件。
3.2.8 若客户对产品要做全防水处理，结构如何设计.
需外加菲尼尔透镜做防水处理，菲尼尔透镜的透光率和一致性需由透镜厂商来保证。
3.2.9 测量温度的数值随着测量的距离变化而发生改变，如何避免由于测量距离的不同而引起的测温数据的变化。
主要在客户应用端解决，通过软件进行处理。相关算法是每家公司的技术核心。做医疗领域红外测温的企业能够掌握这套算法。
3.2.10 针对此产品的各项技术指标的测试报告
BM43系列产品规格书重要参数后面都给出了测试方法，红外传感器的测试一般很特殊，目前中国大陆还没有机构提供专门的测试服务。
对于可靠性测试，项目很多，主要分机械性能测试和热性能测试两大块，主要包括：跌落、震动、弯曲、回流焊、高温、低温、温度循环、湿热这些项目。
单独对传感器给出指标没有意义，通常情况下需要配合相应的终端应用设备整合起来，才能给出具体指标，不同的设备指标也不同，一下只能距离说明即例如测温枪，选用菲涅尔透镜8360，其直径为20mm，焦距为36mm，距离系数比为12：1。
3.2.11 针对以上应用，希望能有配套的激光器搭配使用（如激光笔，调试和侦测时打开能准确定位测试目标和范围、距离）
激光笔其实就是激光器，这个比较容易搭配。如果要定位目标范围和距离，如果有具体应用案例，可以进行开发。
基于单片机的温度测量系统设计
基于STC单片机的温度测量系统的研究 摘要：本文针对现有温度测量方法线性度、灵敏度、抗振动性能较差的不足，提出了一种基于STC单片机，采用Pt1000温度传感器，通过间接测量铂热电阻阻值来实现温度测量的方案。重点介绍了，铂热电阻测量温度的原理，基于STC实现铂热电阻阻值测量，牛顿迭代法计算温度，给出了部分硬件、软件的设计方法。实验验证，该系统测量精度高，线性好，具有较强的实时性和可靠性，具有一定的工程价值。 关键词：STC单片机、Pt1000温度传感器、温度测量、铂热电阻阻值、牛顿迭代法。 Study of Temperature Measurement System based on STC single chip computer Zhang Yapeng,Wang Xiangting,Xu Enchun,Wei Maolin Abstract:A method to achieve temperature Measurement by the Indirect Measurement the resistance of platinum thermistor is proposed. It is realized by the single chip computer STC with Pt1000temperature sensor.The shortcomings of available methods whose Linearity, Sensitivity, and vibration resistance are worse are overcame by the proposed method. This paper emphasizes on the following aspects:the principle of temperature measurement by using platinum thermistor , the measurement of platinum thermistor’s resistance based on STC single chip computer, the calculating temperature by Newton Iteration Method. Parts of hardware and software are given. The experimental results demonstrate that the precision and linearity of the method is superior. It is also superior in real-time character and reliability and has a certain value in engineering application. Keywords: STC single chip computer，Pt1000temperature sensor，platinum thermistor’s resistance，Newton Iteration Method 0 引言 精密化学、生物医药、精细化工、精密仪器等领域对温度控制精度的要求极高，而温度控制的核心正是温度测量。 目前在国内，应用最广泛的测温方法有热电偶测温、集成式温度传感器、热敏电阻测温、铂热电阻测温四种方法。 (1) 热电偶的温度测量范围较广，结构简单，但是它的电动势小，灵敏度较差，误差较大，实际使用时必须加冷端补偿，使用不方便。 (2) 集成式温度传感器是新一代的温度传感器，具有体积小、重量轻、线性度好、性能稳定等优点，适于远距离测量和传输。但由于价格相对较为昂贵，在国内测温领域的应用还不是很广泛。 (3) 热敏电阻具有灵敏度高、功耗低、价格低廉等优点，但其阻值与温度变化成非线性关系，在测量精度较高的场合必须进行非线性处理，给计算带来不便，此外元件的稳定性以及互换性较差，从而使它的应用范围较小。 （4）铂热电阻具有输出电势大、线性度好、灵敏度高、抗振性能好等优点。虽然它 的价格相对于热敏电阻要高一些，但它的综合性能指标确是最好的。而且它在0~200°C范
热电偶温度传感器设计报告详解
传感器课程设计 设计题目：热电偶温度传感器 2010年12月30日 目录 1、序言 (3) 2、方案设计及论证 (4)
3、设计图纸 (9) 4、设计心得和体会 (10) 5、主要参考文献 (11) 一、序言 随着信息时代的到来，传感器技术已经成为国内外优先发展的科技领域之一。测控系统的设计通常是从对象信息的有效获取开始的不同种
类的物理量不仅需要不同种类的传感器进行采集，而且因信号性质的不同，还需要采用不同的测量电路对信号进行调理以满足测量的要去。因此，触感其与检测技术在现代测量与控制系统中具有非常重要的地位。 而在所有的传感器中，热电偶具有构造简单、适用温度范围广、使用方便、承受热、机械冲击能力强以及响应速度快等特点，常用于高温区域、振动冲击大等恶劣环境以及适合于微小结构测温场合。 因此，我们想设计一种热电偶传感器能够在低温下使用，可以适用于试验和科研中，测量为温度范围：-200 ℃ ~500 ℃，电路不太复杂的简易的热电偶温度传感器，考虑到制作材料相对便宜，我们选择了铜-铜镍（康铜）。在选择测量电路时，我们从简单，符合测量范围要求及热电偶的技术特性，我们采用了AD592对T型热电偶进行冷结点的补偿电路。这种型号的电路允许的误差（0.5 ℃或0.004x|t|）相对于其他类型的热电偶具有测量温度精度高，稳定好，低温时灵敏度高，价格低廉。能较好的满足测量范围。 热电偶同其它种温度计相比具有如下特点： a、优点 ·热电偶可将温度量转换成电量进行检测，对于温度的测量、控制，以及对温度信号的放大、变换等都很方便， ·结构简单，制造容易， ·价格便宜， ·惰性小，
单线数字温度传感器DSB原理及其应用
单线数字温度传感器DS18B20原理及其应用 DALLAS最新单线数字温度传感器DS18B20简介新的"一线器件"体积更小、适用电压更宽、更经济Dallas 半导体公司的数字化温度传感器DS1820是世界上第一片支持"一线总线"接口的温度传感器。一线总线独特而且经济的特点，使用户可轻松地组建传感器网络，为测量系统的构建引入全新概念。DS18B20、DS1822 "一线总线"数字化温度传感器同DS1820一样，DS18B20也支持"一线总线"接口，测量温度范围为-55°C~+125°C，在-10~+85°C范围内,精度为±0.5°C。DS1822的精度较差为±2°C 。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。适合于恶劣环境的现场温度测量，如：环境控制、设备或过程控制、测温类消费电子产品等。与前一代产品不同，新的产品支持3V~5.5V的电压范围，使系统设计更灵活、方便。而且新一代产品更便宜，体积更小。DS18B2 0、DS1822 的特性DS18B20可以程序设定9~12位的分辨率，精度为±0.5°C。可选更小的封装方式，更宽的电压适用范围。分辨率设定，及用户设定的报警温度存储在EEPROM中，掉电后依然保存。DS18B20的性能是新一代产品中最好的！性能价格比也非常出色！DS1822与DS18B20软件兼容，是DS18B20的简化版本。省略了存储用户定义报警温度、分辨率参数的EEPROM，精度降低为±2°C，适用于对性能要求不高，成本控制严格的应用，是经济型产品。继"一线总线"的早期产品后，DS1820开辟了温度传感器技术的新概念。DS18B20和DS1822使电压、特性及封装有更多的选择，让我们可以构建适合自己的经济的测温系统。 1. DS18B20的新性能 (1) 可用数据线供电，电压范围：3.0~5.5V； (2) 测温范围：-55~+125℃，在-10~+85℃时精度为±0.5℃； (3) 可编程的分辨率为9~12位，对应的可分辨温度分别为0.5℃、0.25℃、0.125℃和0.0625℃； (4) 12位分辨率时最多在750ms内把温度值转换为数字； (5) 负压特性：电源极性接反时，温度计不会因发热而烧毁，但不能正常工作。 2. DS18B20的外形和内部结构 DS18B20内部结构主要由四部分组成：64位光刻ROM、温度传感器、非挥发的温度报警触发器TH和TL、配置寄存器。DS18B20的管脚排列如下: 图（1）DS18B20外形图 引脚定义： (1) DQ为数字信号输入/输出端； (2) GND为电源地；
国际品牌温度传感器介绍一..
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
DS18B20温度传感器工作原理及其应用电路图
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。
基于51单片机及DS18B20温度传感器的数字温度计程序(详细注释)
基于51单片机及DS18B20温度传感器的数字温度计程序(详细注释)
电路实物图如下图所示： C 语言程序如下所示： /******************************************************************** zicreate ----------------------------- Copyright (C) https://www.wendangku.net/doc/0117438527.html, -------------------------- * 程序名; 基于DS18B20的测温系统 * 功 能： 实时测量温度，超过上下限报警，报警温度可手动调整。K1是用来 * 进入上下限调节模式的，当按一下K1进入上限调节模式，再按一下进入下限 * 调节模式。在正常模式下，按一下K2进入查看上限温度模式，显示1s 左右自动 * 退出；按一下K3进入查看下限温度模式，显示1s 左右自动退出；按一下K4消除 * 按键音，再按一下启动按键音。在调节上下限温度模式下，K2是实现加1功能， * K1是实现减1功能，K3是用来设定上下限温度正负的。 * 编程者：Jason * 编程时间：2009/10/2 *********************************************************************/ #include
温度传感器的常见分类 温度传感器应用大全
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
基于51单片机DS18B20温度传感器的C语言程序和电路
基于51单片机DS18B20温度传感器的C语言程序和电路 DS18B20在外形上和三极管很像，有三只脚。电压范围为3.0 V至5.5 V 无需备用电源测量温度位温度转换为12位数字格式最大值为750毫秒用户可定义的非易失性温度报警设置应用范围包敏感系统。 下面是DS18B20的子程序，本人用过完全可行的： #include
温度传感器的选用
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。
温度传感器的应用及原理
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
AT89C51单片机温度控制系统
毕业设计（论文） 论文题目：AT89C51单片机温度控制系统 所属系部：电子工程系 指导老师：职称： 学生姓名：班级、学号: 专业：应用电子技术 2012 年05 月15 日
毕业设计（论文）任务书 题目：AT89C51单片机温度控制系统 任务与要求：设计并制作一个能够控制1KW电炉的温度控制系统，控制温度恒定在37--38度之间。 时间：年月日至年月日 所属系部：电子工程系 学生姓名：学号： 专业：应用电子技术 指导单位或教研室：测控技术教研室 指导教师：职称： 年月日
摘要 本设计是以一个1KW电炉为控制对象，以AT89C51为控制系统核心，通过单片机系统设计实现对保电炉温度的显示和控制功能。本温度控制系统是一个闭环反馈调节系统，由温度传感器DS18B20对保炉内温度进行检测，经过调理电路得到合适的电压信号。经A/D转换芯片得到相应的温度值，将所得的温度值与设定温度值相比较得到偏差。通过对偏差信号的处理获得控制信号，去调节加热器的通断，从而实现对保温箱温度的显示和控制。本文主要介绍了电炉温度控制系统的工作原理和设计方法，论文主要由三部分构成。①系统整体方案设计。②硬件设计，主要包括温度检测电路、A/D转换电路、显示电路、键盘设计和控制电路。③系统软件设计，软件的设计采用模块化设计，主要包括A/D转换模块、显示模块等。 关键词：单片机传感器温度控制
目录 绪论 (1) 第一章温度控制系统设计和思路 (2) 1.1温度控制系统设计思路 (2) 1.2 系统框图 (2) 第二章 AT89C51单片机 (3) 2.1 AT89C51单片机的简介 (3) 2.2 AT89C51单片机的主要特性 (3) 2.3 AT89C51单片机管脚说明 (4) 第三章温度控制的硬件设备 (6) 3.1温度传感器简介 (6) 3.2 DS18B20工作原理 (7) 3.3 DS18B20使用中注意事项 (8) 第四章系统硬件设计 (9) 4.1温度采集电路 (9) 4.2 数码管温度显示电路 (9) 4.2.1 数码管的分类 (9) 4.2.2 数码管的驱动方式 (10) 4.2.3 恒流驱动与非恒流驱动对数码管的影响 (11) 4.3 单片机接口电路 (12) 4.3.1 P0口的上拉电阻原理 (12) 4.3.2 上拉电阻的选择 (14) 4.4 单片机电源及下载线电路 (14) 4.5 温度控制电路 (15) 第五章温度控制的软件设计 (17) 5.1 数码管动态显示 (17) 5.2 DS18B20初始化 (17) 5.3 系统流程图 (19) 谢辞 (20) 参考文献 (21) 附录 (22)
常用温度传感器解析,温度传感器的原理、分类及应用
常用温度传感器解析，温度传感器的原理、分类及应用 温度传感器（temperature transducer）是指能感受温度并转换成可用输出信号的传感器。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。 温度传感器的分类接触式 接触式温度传感器的检测部分与被测对象有良好的接触，又称温度计。 温度计通过传导或对流达到热平衡，从而使温度计的示值能直接表示被测对象的温度。一般测量精度较高。在一定的测温范围内，温度计也可测量物体内部的温度分布。但对于运动体、小目标或热容量很小的对象则会产生较大的测量误差，常用的温度计有双金属温度计、玻璃液体温度计、压力式温度计、电阻温度计、热敏电阻和温差电偶等。它们广泛应用于工业、农业、商业等部门。在日常生活中人们也常常使用这些温度计。 随着低温技术在国防工程、空间技术、冶金、电子、食品、医药和石油化工等部门的广泛应用和超导技术的研究，测量120K以下温度的低温温度计得到了发展，如低温气体温度计、蒸汽压温度计、声学温度计、顺磁盐温度计、量子温度计、低温热电阻和低温温差电偶等。低温温度计要求感温元件体积小、准确度高、复现性和稳定性好。利用多孔高硅氧玻璃渗碳烧结而成的渗碳玻璃热电阻就是低温温度计的一种感温元件，可用于测量 1.6～300K范围内的温度。 非接触式 它的敏感元件与被测对象互不接触，又称非接触式测温仪表。这种仪表可用来测量运动物体、小目标和热容量小或温度变化迅速（瞬变）对象的表面温度，也可用于测量温度场的温度分布。 最常用的非接触式测温仪表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
温度传感器
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。
18B20温度传感器应用解析重点
https://www.wendangku.net/doc/0117438527.html, 电子技术—创造独立资源! 18B20温度传感器应用解析 https://www.wendangku.net/doc/0117438527.html, 原创 V2.0 2007.3.16 DS18B20 https://www.wendangku.net/doc/0117438527.html, 原创 温度传感器的种类众多,在应用与高精度、高可靠性的场合时DALLAS(达拉斯公司生产的DS18B20温度传感器当仁不让。超小的体积,超低的硬件开消,抗干扰能力强,精度高,附加功能强,使得DS18B20更受欢迎。对于我们普通的电子爱好者来说,DS18B20的优势更是我们学习单片机技术和开发温度相关的小产品的不二选择。了解其工作原理和应用可以拓宽您对单片机开发的思路。
DS18B20的主要特征: 全数字温度转换及输出。 先进的单总线数据通信。 最高12位分辨率,精度可达土0.5摄氏度。 12位分辨率时的最大工作周期为750毫秒。 可选择寄生工作方式。 检测温度范围为–55°C ~+125°C (–67°F ~+257°F 内置EEPROM,限温报警功能。 64位光刻ROM,内置产品序列号,方便多机挂接。多样封装形式,适应不同硬件系统。 DS18B20芯片封装结构:
图1 DS18B20引脚功能: ·GND电压地 ·DQ单数据总线 ·VDD电源电压 ·NC空引脚 DS18B20工作原理及应用: DS18B20的温度检测与数字数据输出全集成于一个芯片之上,从而抗干扰力更强。其一个工作周 期可分为两个部分,即温度检测和数据处理。在讲解其工作流程之前我们有必要了解18B20的内 部存储器资源。18B20共有三种形态的存储器资源,它们分别是: ROM只读存储器,用于存放DS18B20ID编码,其前8位是单线系列编码 (DS18B20的编码是
温度传感器报告
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
基于单片机的数字温度计设计课程设计
摘要 温度的检测与控制是工业生产过程中比较典型的应用。本设计以AT89C52单片机为核心，采用DS18B20温度传感器检测温度，由温度采集、温度显示,温度报警等功能模块组成。基于题目基本要求，本系统对温度采集和温度显示系统行了重点设计。本系统大部分功能能由软件实现，吸收了硬件软件化的思想。实际操作时，各功能在开发板上也能完美实现。本系统实现了要求的基本功能，其余发挥部分也能实现。 关键字：AT89C52单片机、DS18B20温度传感器、数码管显示、温度采集
目录 一．绪论 .............................................................................................................
二．设计目的..................................................................................................... 三．设计要求..................................................................................................... 四．设计思路..................................................................................................... 五．系统的硬件构成及功能................................................................. 5.1主控制器............................................................................................... 5.2显示电路............................................................................................... 5.3温度传感器.......................................................................................... 六．系统整体硬件电路................................................................................. 七．系统程序设计 .......................................................................................... 八．测量及其结果分析 ................................................................................... 九．设计心得体会............................................................................................ 十．参考文献..................................................................................................... 附录1 源程序 附录2 元件清单及PCB图 一．绪论
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。
温度传感器在工业中的应用
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