FD-WTC-D型
恒温控制温度传感器实验仪
说
明
书
上海复旦天欣科教仪器有限公司
中国上海
FD-WTC-D 型恒温控制温度传感器实验仪
一．概述
温度传感器的特性测量和定标是大学普通物理热学实验和电磁学实验中的一个基本内容，是新的全国理工科物理实验教学大纲中一个重要实验。为开设好此实验，由复旦大学物理实验教学中心和上海复旦天欣科教仪器有限公司协作，联合研制了采用DS18B20单线数字温度传感器为测量元件的新一代恒温控制仪。新仪器与同类其它仪器相比，有以下四个优点： 1)传感器体积小;2)控温精度高;3)无污染及噪声(无水银污染且不用继电器);4)设定温度和测量温度均用数字显示。本实验仪器可用于各种温度传感器的特性测量和各种材料的电阻与温度关系特性测量实验，本仪器也可用于物理化学实验做恒温仪用，它是理工科大学普通物理实验必备重要实验装置之一。
二．用途
1.电流型集成温度传感器AD590的特性测量和应用:
(1)测量AD590输出电流和温度的关系，计算传感器灵敏度及C 0时传感器输出电流值。
(2)用AD590传感器,电阻箱,数字电压表和直流电源等设计并安装数字式摄氏温度计。 (3)测量集成温度传感器AD590在某恒定温度时的伏安特性曲线，求出AD590线性使用范围的最小电压r U 。
2.测量半导体热敏电阻阻值与温度的关系，求该半导体热敏电阻的经验公式。
3.热电阻等温度传感器的特性测量。（PN 结或热电阻用户自备）
三．仪器组成与技术指标
1.仪器组成
如图1所示，本机为有单片控制的智能式数字恒温控制仪、量程为0－19.999V 四位半数字电压表、直流1.5V-12V 稳压输出电源、可调式磁性搅拌器以及2000ml 烧杯、加热器、玻璃管（内放变压器油和被测集成温度传感器）等组成。
图1
2.技术指标：
A.温控仪
(1)温度计显示工作温度：0℃－100℃
(2)恒温控制温度：室温－80o C
(3)控制恒温显示分辨精度：≤±0.1℃
B.直流数字电压表
(1)量程：0－19.999V
(2)读数准确度：量程0.03%±5个字
(3)输出电阻：20Ω(为了防止长时间短路内接电阻)
C.温度传感器DS18B20的结构与技术特性（控温及测温用）：
(1)温度测量范围：-55℃－125℃
(2)测温分辨率：0.0625℃
(3)引脚排列(如图2所示)：
1（GND）：地
2（DQ）：单线运用的数据输入输出引脚
3（VDD）：可选的电源引脚
图2
(4)封装形式：TO-92
详细应用请参阅相关资料
D.待测温度传感器AD590技术特性：
(1)工作温度：—55℃—150℃
(2)工作电压：4.5V—24V
(3)灵敏度：1μA/℃，线性元件
(4)0℃时输出电流约273μA
E.加热器：
(1)工作电压：交流10V—150V
(2)工作电流：交流最大1.5A
四.仪器使用方法
1.使用前将电位器调节旋钮逆时针方向旋到底，把接有DS18B20传感器接线端插头插在后面的插座上，DS18B20测温端放入注有少量油的玻璃管内(直径16mm)；在2000ml大烧杯内注入1600ml的净水，放入搅拌器和加热器后盖上铝盖并固定。
2.接通电源后待温度显示值出现“B= = . = ”时可按“升温”键，设定用户所需的温度，再按“确定”键，加热指示灯发光，表示加热开始工作，同时显示“A = = . = ”为当时水槽的初始温度，再按“确定”键显示“B = = . =”表示原设定值，重复确定键可轮换显示A、B值；A为水温值，B设定值，另有“恢复”键可以重新开始。
五.注意事项
1.AD590集成温度传感器的正负极性不能接错，红线表示接线电源正极。
2.AD590集成温度传感器不能直接放入水中或冰水混合物中测量温度，若测量水温或冰水混合物温度，须插入到加有少量油的玻璃的玻璃细管内，再插入待测温物测温。
3.搅拌器转速不宜太快，若转速太快或磁性转子不在中心，有可能转子离开旋转磁场位置而停止工作，这时须将调节马达转速电位器逆时针调至最小，让磁性转子回到磁场中，再旋转。
4.热敏电阻的工作电流应小于300μA,防止自热引入误差，实验时，直流电源调节旋钮可反时针调到底。用数字电压表测得电源为1.5V方可使用。
5.2000ml烧杯的底部必须平整，更换大烧杯时请注意。
5.倒去烧杯中水时，注意应先取出磁性浮子保管好，以避免遗失。
集成电路温度传感器的特性测量及应用
（复旦大学物理教学实验中心提供）
随着科技的发展，各种新型的集成电路温度传感器器件不断涌现，并大批量生产和扩大应用。这类集成电路测温器件有以下几个优点：（1）温度变化引起输出量的变化呈现良好的线性关系；（2）不像热电偶那样需要参考点；（3）抗干扰能力强；（4）互换性好，使用简单方便。因此，这类传感器已在科学研究、工业和家用电器温度传感器等方面被广泛使用于温度的精确测量和控制。本实验要求测量电流型集成电路温度传感器的输出电流与温度的关系，熟悉该传感器的基本特性，并采用非平衡电桥法，组装成为一台0－50o C 数字式温度计。 A.实验原理
AD590集成电路温度传感器是由多个参数相同的三极管和电阻组成。该器件的两端当加有某一定直流工作电压时（一般工作电压可在4.5V －20V 范围内），它的输出电流与温度满足如下关系：
I=B θ+A
式中，I 为其输出电流，单位μA ，θ为摄氏温度，B 为斜率（一般AD590的B=1μA/o C,即如果该温度传感器的温度升高或降低1o C ，那传感器的输出电流增加或减少1μA ），A 为摄氏零度时的电流值，其值恰好与冰点的热力学温度273K 相对应。（对市售一般AD590，其A 值从273－278μA 略有差异。）利用AD590集成电路温度传感器的上述特性，可以制成各种用途的温度计。采用非平衡电桥线路，可以制作一台数字式摄氏温度计，即AD590器件在0o C 时，数字电压显示值为“0”，而当AD590器件处于θo C 时，数字电压表显示值为“θ”。
B.实验仪器
1.AD590电流型集成温度传感器
AD590为两端式集成电路温度传感器，它的管脚引出端有两个，如图4所示：序号1
接电源正端U +（红色引线）。序号2接电源负端U -(黑色引线)。至于序号3连接外壳，它可以接地，有时也可以不用。AD590工作电压4－30V ，通常工作电压6－15V ，但不能小于4V ，小于4V 出现非线性。
2.FD-WTC-D 型恒温控制温度传感器实验仪，0－50o C 水银温度计等。
C.实验内容
必做内容：AD590传感器温度特性测量及数字式温度计的设计。
1. 按图5接线（AD590的正负极不能接错）。测量AD590集成电路温度传感器的电流I 与温度θ的关系，取样电阻R的阻值为1000Ω。把实验数据用最小二乘法进行拟合，求斜率B截距A和相关系数г。实验时应注意AD590温度传感器为二端铜线引出，为防止极间短路，两铜线不可直接放在水中，应用一端封闭的薄玻璃管套保护，其中注入少量变压油，使之有良好热传递。（实验中如何保证AD590集成温度传感器与水银温度计处在同一温度位置）
2.制作量程为0－50o C范围的数字温度计。把AD590、三只电阻箱、直流稳压电源及数字
电压表按图6接好。将AD590放入冰点槽中，R
2和R
3
各取1000Ω，调节R
4
使数字电压表
示值为零。然后把AD590放入其他温度如室温的水中，用标准水银温度计进行读数对比，
求出百分差。（冰点槽中冰水混合物为湿冰霜状态才能真正达到0o C温度）
3.令图6中电源电压发生变化，如从8V变为10V，观测一下，AD590传感器输出电流有无变化？分析其原因。
选做内容：AD590传感器的输出电流和工作电压关系测量。
将AD590传感器处于恒定温度，将直流电源、AD590传感器、电阻箱、直流电压表等按图7接电路线。调节电源输出电压从1.5V－10V，测量加在AD590传感器上的电压U 与输出电流I（I=U
R
/R）的对应值，要求实验数据10点以上。用坐标纸做AD590传感器输出电流I与工作电压U的关系图，求出该温度传感器输出电流与温度呈线性关系的最
小工作电压U
r
。
D.实验数据例
1.测量AD590传感器输出电流I和温度θ之间的关系。求I-θ关系的经验公式。
表1 AD590传感器温度特性测量
表1 数据用Casio-3600计算器最小二乘法拟合得：
斜率B=0.987μA/o C；
截距A=274.8μA；
相关系数г=0.999
所以，I-θ关系为：I=0.987θ+275
与灵敏度标准值B=1.000μA/o C相比百分误差为1.3%.
由于采用量程0－100 o C（分度值1 o C）普通水银温度计测量，所以测量值B的相对误差大些。
2.制作滠氏温度计
由于灵敏度小于1.000μA/o C,所以R
2
值取略大于1000Ω，
本实验取R
2=R
3
=1.000mV/B=1.000/0.987=1012.9Ω.
将冰用刨冰机制成冰霜放入保温杯中压紧，并用玻璃管压1小洞。将带玻璃管传感器浸入冰霜中，把仪器接成图6电桥电路。调节R
4
，使θ=0o C时，数字电压表输出U=0mV。用自制摄氏温度计测室温水温为28.7o C，而水银温度计读数为28.7o C.
3.测量AD590传感器的伏安特性
表2 AD590传感器伏安特性测量θ=3.0o C，R=10000Ω
图8 温度为θ=3.0o C时，AD590传感器伏安特性曲线
E.思考题
1.电流型集成电路温度传感器有哪些特性？它比半导体热敏电阻、热电偶有哪些优点？
2.如何用AD590集成电路温度传感器制作一个热力学温度计，请画出电路图，说明调节方法。
3.如果AD590集成电路温度传感器的灵敏度不是严格的1.000μA/o C，而是略有异差，请考虑如何利用改变R
的值，使数字式温度计测量误差减少。
2
热敏电阻器的电阻温度特性测量
（复旦大学物理教学实验中心提供）
热敏电阻通常是用半导体材料制成的，他的电阻随温度变化而急剧变化。热敏电阻分为负温度系数（NTC ）热敏电阻和正温度系数（PTC ）热敏电阻两种。NTC 热敏电阻的体积很小，其阻值随温度变化比金属电阻要灵敏得多，因此，它被广泛用于温度测量、温度控制以及电路中的温度补偿、时间延迟等。PTC 热敏电阻分为陶瓷PTC 热敏电阻及有机材料PTC 热敏电阻两类。PTC 热敏电阻是20世纪80年代初发展起来的一种新型材料电阻器，它的特点是存在一个“突变点温度”，当这种材料的温度超过突变点温度时，其阻值可急剧增加5-6个数量级，（例如由101Ω急增到107Ω以上），因而具有极其广泛的应用价值。
近年来，我国在PTC 热敏电阻器件开发与应用方面有了很大发展，陶瓷PTC 热敏电阻由于其工作功率较大及耐高温性好，已被应用于工业机械、冰箱等作电流过载保护，并可替代镍铬电热丝作恒温加热器和控温电路，用于自热式电蚊香加热器、新型自动控温烘干机、各种电加热器等一系列安全可靠的家用电器；而有机材料PTC 的热敏电阻具有动作时间短、体积小、阻值低等特点，现已被用于国内电话程控交换机、便携式电脑、手提式无绳电话等高科技领域作过载保护，应用范围很广。
本实验用温度计和直流电桥测定热敏电阻器与温度的关系。要求掌握NTC 热敏电阻器的阻值与温度的关系特性、并学会通过数据处理来求得经验公式的方法。
A.实验原理
1.负温度系数热敏电阻器的电阻-温度特性
NTC 热敏电阻通常由Mg 、Ni 、Cr 、Co 、Fe 、Cu 等金属氧化物中的2-3种均匀混合压制后，在600-1500o C 温度下烧结而成，由这类金属氧化物半导体制成的热敏电阻，具有很大的负温度系数。在一定的温度范围内，NTC 热敏电阻的阻值与温度关系满足下列经验公式：
)
1
1(00T T B e
R R
-=
(1)
式中，R 为该热敏电阻在热力学温度T 时的电阻值，R 0为热敏电阻处于热力学温度T 0时的阻值。B 是材料常数，它不仅与材料性质有关，而且与温度有关，在一个不太大的范围内，B 是常数。
由（1）式可求得,NTC 热敏电阻在热力学温度T 0时的电阻温度系数α
20
00)(1T B dT dR R T T -==
=α
（2）
由(2)式可知，NTC 热敏电阻的电阻温度系数是热力学温度的平方有关的量，在不同温度下，α值不相同。 对（1）式两边取对数，得
00
ln )1
1(ln
R T T B R +-=
在一定温度范围内，lnR 与0
1
1T T -成线性关系,可以用作图法或最小二乘法求得斜
率B 的值。并由（2）式求得某一温度时NTC 热敏电阻的电阻温度系数α。 2.正温度系数热敏电阻器的电阻-温度特性
PTC 热敏电阻具有独特的电阻-温度特性，这一性质是由于其微观结构决定的。当温度升高超过PTC 热敏电阻突变点温度时，其材料结构发生了突变，它的电阻值有明显变化，可以从101Ω变化到107Ω,PTC 热敏电阻的温度大于突变点温度时的阻值随温度变化符合如下经验公式：
)(00
T T A e R R
-= (3)
其中，T 为样品的热力学温度，T 0为初始温度，R 为样品在温度T 时的电阻值，R 0为样品在温度T 0时的电阻值，A 的值在某一范围内近似为常数。
对陶瓷PTC 热敏电阻，在小于突变点温度时，电阻与温度关系满足（1）式，为负温度系数性质，在大于突变点温度时，满足（3）式，为正温度系数热敏电阻，此突变点温度常称为居里点。而对有机材料PTC 热敏电阻，在突变点温度上下均为正温度系数性质，但是其常数A 也在突变点发生了突变，即A 值在温度高于突变点后明显激增。
B.实验装置
本实验器材包恒温器、搅拌器、温度计、热敏电阻、小试管、电阻箱三只、干电池一节、检流计等。热敏电阻放置在可变温度的恒温器中，用温度计测量温度。将电阻箱、干电池、检流计用连接线接成电桥，测出热敏电阻的阻值。
图9 实验装置简图
C.实验内容
必做部分：测量NTC热敏电阻器的电阻与温度关系特性，计算热敏电阻材料常数B. 1.把NTC热敏电阻和玻璃温度计一起插在盛有变压器油的玻璃小试管内，试管置于盛有水的可控恒温槽中，当NTC热敏电阻、玻璃温度计和水温达到平衡时，用玻璃温度计测出NTC热敏电阻的温度θ，用图9所示的电路测量NTC热敏电阻的阻值R
(注意：热敏电阻的电流应小于300μA, 避免热敏电阻自己发热对实验测量的影响。此时直流电桥臂往往不能严格取1:1比例，直流电源最大取1.5V)
2.先测出室温时（将NTC热敏电阻和温度计等插入室温水中）温度θ和NTC热敏电阻阻
值R
0.然后逐步增加恒温槽温度，每当温度达到稳定时，测量相应的一组θ
i
与R
i
的值.要
求温度从70o C范围内测出8~10组数据.用公式T=273.15+θ，将摄氏温度θ换算成热力学温度T.
3.用最小二乘法求出温度在室温70o C范围内的材料常数B.
4.用公式(2)计算NTC热敏电阻在温度θ=50.0o C时的电阻温度系数.
选做部分：测量热敏电阻器的电阻与温度特性，求经验公式和突出变点温度.
1.陶瓷PTC热敏电阻特性测量.
(a)待测样品取用电蚊香加热用圆型陶瓷片，两面涂银，并用磷铜皮夹紧固定.
(b)把待测样品放置在可调温度恒温炉中，采用铜-康铜热电偶测温，用直流电桥测量陶瓷PTC热敏电阻的阻值，当温度超过突变点（居里点）温度时，温度变化引起阻值变化过快，可采用数字万用表的电阻挡测量电阻.
(c)作电阻R与热力学温度T的关系图，求得陶瓷PTC热敏电阻突变点温度T
r
.
2.有机材料PTC 热敏电阻特性测量
(a)待测样品取用电器及马达等过载保护用的有机材料PTC 热敏电阻.
(b)把待测样品放在可调温度恒温炉中，用铜-康铜热电偶测温，用直流电桥测电阻. (c)用半对数坐标纸作有机材料PTC 热敏电阻的阻值R 与热力学温度T 的关系图，求该材料的突变点温度T r
D.思考题
1.在实验测量时流过NTC 热敏电阻的电流应小于300μA ，为什么？如何保证此实验条件的实现？如果电源，电压为1.5V ，在室温时，桥臂怎么取？
2.若玻璃温度计的温度示值与实际温度有所差异，对实验结果有什么影响？应如何保证所测的温度值准确？
3.PTC 热敏电阻与NTC 热敏电阻在电阻温度特性方面有哪些区别？它们各有哪些应用？
4.根据PTC 热敏电阻的电阻温度特性，你能开发该材料哪些新的应用？
5.能否用伏安法测量NTC 热敏电阻的电阻值？如果可以请画出测量电路图.
E.实验数据例
电桥臂R A 、R B 是规格为0.1级0-9999Ω的电阻箱，调节电阻R s 为0.1级0-9999.9Ω的电阻箱，电源为1.5V.在室温至70o C 范围内，电阻值大于9000Ω.所以满足R T +R s ≥5000Ω,即通过R T 热敏电阻电流小于300μA 要求.
表3 热敏电阻的阻值和温度关系数据
用Casio-3600计算器对)11(ln 0T T R T
-=作最小二乘法数据处理，可得B=3.070×103K ，
lnR 0=9.369.
R 0=1171×10Ω.相关系数r=0.9995 所以，经验公式为：
Ω=-?)
1
1(10070.30
31171T T T e
R
若用该热敏电阻测量某温度，只须测得此时的阻值，即能由上式算得温度，或由T 1
~T
R 的关系图曲线图上查得温度.
附录
用二等标准水银温度校准本仪器温度测定仪示值 实验时间：2004年12月6日上午；地点：上海复旦天欣科教仪器公司技术科.
室温：13.80o C.瓶（大烧杯）内放2000ml 纯水。试管内放5cm 高变压器油。
表4比较法对仪器温度计示值进行校准
全浸式水银温度计在特殊情况下无法全浸时，按下式对示值修正： )(1θθθ-=?rn
式中，θ?为修正值；r 为该温度视体膨胀系数r=1.6×10-4;n 为露出液柱的度数；θ主温度所示度数；1θ为辅助温度计所示度数。
例：表4中水银温度计示值θ=21.30o C.露出段修正值计算： ;04.0)2.1430.21(0.31106.104C =-???=?-θ
*证书上本标准水银温度零度修正值=-0.01o C 。 实际温度=21.30+0.04+（-0.04）+（－0.01）=21.29o C 表4中证书修正值是出厂证书。 仪器温度示值-修正值=实际温度
表5恒温仪升温至最高温度至稳定温度记录
由表4和表5测量数据，可以得以下结论：
1.恒温槽使用必须满足：
a.水一定要放满大瓶中.即放水（纯水）至 2000ml.水少了，应该添水。
b.试管放的油约4cm－5cm为宜。待测样品控温传感器和标准温度计测温端必须放置在同一位置（邻近）.
2.本仪器温度示值与标准水银温度计测量同一温度的偏差约小于0.4o C,经比较测量后，可以用本仪器温度示值作为温度读数，但须给学生一个修正表。以便读数值减修正值得更正确测温值。在二个指定温度间的修正值一般用线性插入法修正。
3.如何确定试管内油与瓶内热水达到热平衡（温度恒定）：从表5数据可知，一般在较快速度搅拌的情况下，在达到升温至最高温度时，再经过15分钟，可以达到系统的热平衡。
4.本仪器一般实验时采用升温改变实验测量点，而不用降温的办法，最好用清洁纯水，这样实验将相当顺利，实验效果好且实验管理相当方便。
上海复旦天欣科教仪器有限公司FD-WTC-D型恒温控制温度传感器实验仪
装箱清单
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DS18B20温度传感器实验Proteus仿真原理图： DS18B20内部结构：
/************************* 源程序 ****************************/ #include
@ 嵌入式系统原理与应用 课程设计 —基于ARM9的温度传感器· 学号：01** 班级：**************1班 姓名：李* 指导教师：邱* 、
课程设计任务书 班级: ************* 姓名： ***** 设计周数: 1 学分: 2 指导教师: 邱选兵 $ 设计题目: 基于ARM9的温度传感器 设计目的及要求: 目的： 1.熟悉手工焊锡的常用工具的使用及其维护与修理。 2.基本掌握手工电烙铁的焊接技术，能够独立的完成简单电子产品的安装与焊 接。熟悉电子产品的安装工艺的生产流程。 3.熟悉印制电路板设计的步骤和方法，熟悉手工制作印制电板的工艺流程，能 够根据电路原理图，元器件实物设计并制作印制电路板。 4.* 5.熟悉常用电子器件的类别、型号、规格、性能及其使用范围，能查阅有关的 电子器件图书。 6.能够正确识别和选用常用的电子器件，并且能够熟练使用普通万用表和数字 万用表。 7.掌握和运用单片机的基本内部结构、功能部件、接口技术以及应用技术。 8.各种外围器件和传感器的应用； 9.了解电子产品的焊接、调试与维修方法。 要求： 1.学生都掌握、单片机的内部结构、功能部件，接口技术等技能； 2.根据题目进行调研，确定实施方案，购买元件，并绘制原理图，焊接电路板， 调试程序； 3.} 4.焊接和写汇编程序及调试，提交课程设计系统（包括硬件和软件）；. 5.完成课程设计报告 设计内容和方法:使用温度传感器PT1000，直接感应外部的温度变化。使用恒流源电路，保证通过PT1000的电流相等，根据PT1000的工作原理与对应关系，得到温度与电阻的关系，将得到的电压放大20倍。结合ARM9与LCD，将得到的
基于DS18B20的温度传感器设计
摘要 2009年6月14日随着时代的进步和发展，单片机技术已经普及到我们生活、工作、科研、各个领域，已经成为一种比较成熟的技术。 本文主要介绍了一个基于AT89C52单片机的测温系统，详细描述了利用液晶显示器件传感器DS18B20开发测温系统的过程，重点对传感器在单片机下的硬件连接，软件编程以及各模块系统流程进行了详尽分析，特别是数字温度传感DS18B20的数据采集过程。对各部分的电路也一一进行了介绍,该系统可以方便的实现实现温度采集和显示，并可根据需要任意设定上下限报警温度，它使用起来相当方便，具有精度高、量程宽、灵敏度高、体积小、功耗低等优点，适合于我们日常生活和工、农业生产中的温度测量，也可以当作温度处理模块嵌入其它系统中，作为其他主系统的辅助扩展。DS18B20与AT89C52结合实现最简温度检测系统，该系统结构简单，抗干扰能力强，适合于恶劣环境下进行现场温度测量，有广泛的应用前景。 关键词：单片机AT89C51；DS18B20温度传感器；液晶显示LCD1602。
目录 摘要 ....................................................................................................................................... I 第一章前言 . (1) 第二章设计任务及要求 (2) 2.1 设计任务 (2) 2.2 设计要求 (2) 第三章课程设计方案及器材选用 (3) 3.1设计总体方案 (3) 3.1.1方案论证 (3) 3.1.2 系统的具体设计与实现 (4) 3.2器材选用分析 (5) 3.2.1 DS18B20温度传感器 (5) 3.2.2 AT89S52单片机介绍 (12) 3.3 软件流程图 (15) 3.3.1 主程序 (15) 3.3.2读出温度子程序 (15) 3.3.3 温度转换命令子程序 (15) 3.3.4 计算温度子程序 (16) 第四章硬件电路的设计 (17) 4.1 proteus简介 (17) 4.2 proteus仿真图 (17) 第五章调试性能及分析 (19) 总结 (20) 参考文献 (21) 附录1 源程序 (22) 附录2 原理图 (26)
数字温度传感器测温显示系统说明书 学院：机械与电子控制工程学院 班级：0907班 组长：段晗晗 组员：兰天宝、侯晨、李楠楠、王珂、赵亮 时间：2011-7-1
目录 任务书------------------------------------------------------------------------------3 摘要---------------------------------------------------------------------------------4 正文---------------------------------------------------------------------------------4 总体设计方案 第1章主控制器 1.1AT89C51 特点及特性--------------------------------------------------------4 1.2管脚功能说明-----------------------------------------------------------------5 1.3振荡器特性--------------------------------------------------------------------7 1.4芯片擦除-----------------------------------------------------------------------7 第2章温度采集部分设计 2.1.DS18B20 技术性能描述----------------------------------------------------7 2.2.DS18B20 管脚排列及内部结构-------------------------------------------8 2.3.DS18B20 工作原理----------------------------------------------------------8
: 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：35 … ^ -- 目录
1 引言 (3) 2 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) 微控制器模块 (6) 温度采集模块 (7) 报警模块 (9) 温度显示模块 (9) 其它外围电路 (10) 6 电源模块 (12) 7 程序设计 (13) — 流程图 (13) 程序分析 (16) 8. 实例测试 (18) 总结 (18) 参考文献 (19) \
。 1 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DS18B20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DS18B20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DS18B20进行范围的温度检测 2 设计要求
WZPK型温度传感器 使用说明书 泰兴市热工仪表厂2015年01月10日
隔爆温度传感器 ■应用 通常和显示仪表、记录仪表、电子计算机等配套使用。直接测量生产现场存在碳氢化合物等爆炸的0～500℃范围内液体、蒸汽和气体介质以及固体表面温度。 ■特点 ●压簧式感温元件，抗振性能好； ●测量范围大； ●毋须补偿导线，节省费用； ●进口薄膜电阻元件，性能可靠稳定。 ●防爆标志：Ex dⅡBT1～T5，防爆合格证号：GYB ■主要技术参数 ●产品执行标准 JB/T8622-1997 《工业铂热电阻技术条件》 《爆炸性气体环境用电气设备第1部分：设备通用要求_部分2》和《爆炸性气体环境用电气设备第2部分：隔爆型“d”保护的设备》，《设备保护等级（EPL）为Gb级的设备产品防爆标志为Ex d ⅡB T1~T5 Gb ■常温绝缘电阻 防爆热电阻在环境温度为15～35℃，相对湿度不大于80%，试验电压为10～100V（直流）电极及外套管之间的绝缘电阻≥100MΩ.m。
■测温范围及允差 ●测温范围及允差 注：t为感温元件实测绝对值。 ●防爆分组形式 d Ⅱ□ T □ 温度组别：T1～T5 防爆等级：A、B、C 工厂用电气设备 d:隔爆型 ai:本质安全型 ○电气设备类别 Ⅰ类——煤矿井下用电气设备 Ⅱ类——工厂用电气设备 ○防爆等级 防爆热电偶的防爆等级按其使用于爆炸性气体混合物最大安
全间隙分为A、B、C三级。 ○温度组别 防爆热电偶的温度组别按其外漏部分允许最高表面温度分为T1～T5 ●防爆等级 ●Exd Ⅱ□T□ ●Exia Ⅱ□T□ ●防护等级：IP65 ■接线盒形式
《单片机》课程设计说明书 专业名称：电气工程及其自动化 班级：093 学号：20090202101 姓名：张淑冠 指导教师：姚广芹 日期：2011年7月8日
单片机课程设计评阅书
摘要 随着人们生活水平的不断提高,单片机控制无疑是人们追求的目标之一，它所给人带来的方便也是不可否定的，其中数字温度计就是一个典型的例子，但人们对它的要求越来越高，要为现代人工作、科研、生活、提供更好的更方便的设施就需要从数单片机技术入手，一切向着数字化控制，智能化控制方向发展。本设计是基于AT89S52单片机的温度测量系统。通过对单片机技术基础及温度传感器使用方法的学习，本组利用Protel设计工作电路，并用PROTUES进行仿真后，焊接电路，这次课程设计综合利用所学单片机知识完成了一个单片机应用系统设计并仿真，焊接电路实现功能，从而加深对单片机软硬知识的深层次理解，获得初步的应用经验，为走出校门从事单片机应用的相关工作打下了一定的基础。 关键词：单片机；AT89S52；温度计；数字控制
目录 1 课题描述 (1) 2 设计过程 (2) 2.1 数字温度计系统设计方框图 (2) 2.2 单片机所实现功能说明 (2) 2.3 电路板各部分电路图及其原理 (2) 3 测试 (5) 总结 (6) 参考文献 (7) 附录1 (8) 附录2 (9)
1 课题描述 本设计所介绍的数字温度计与传统的温度计相比，具有读数方便，测温范围广，测温准确，其输出温度采用数字显示，主要用于对测温比较准确的场所，或科研实验室使用，该设计控制器使用单片机AT89S52，测温传感器使用DS18B20，用4位共阳极LED数码管以串口传送数据,实现温度显示,能准确达到以上要求。 开发工具：protel
第7章 DS18B20温度传感器 7.1 温度传感器概述 温度传感器是各种传感器中最常用的一种，早起使用的是模拟温 度传感器，如热敏电阻，随着环境温度的变化，它的阻值也发生线性变化，用处理器采集电阻两端的电压，然后根据某个公式就可以计算出当前环境温度。随着科技的进步，现代的温度传感器已经走向数字化，外形小，接口简单，广泛应用在生产实践的各个领域，为我们的生活提供便利。随着现代仪器的发展，微型化、集成化、数字化、正成为传感器发展的一个重要方向。美国DALLS半导体公司推出的数字化温度传感器DS18B20采用单总线协议，即单片机接口仅需占用一个 I/O端口，无需任何外部元件，直接将环境温度转化为数字信号，以数码方式串行输出，从而大大简化了传感器与微处理器的接口。 7.2 DS18B20温度传感器介绍 DS18B20是美国DALLAS^导体公司继DS1820之后最新推出的一种改进型智能温度传感器。与传统的热敏电阻相比，他能够直接读出被测温度并且可根据实际要求通过简单的编程实现9?12位的数字 值读数方式。可以分别在93.75 ms和750 ms内完成9位和12位的数字量，并且从DS18B20读出的信息或写入 DS18B20的信息仅需要一根口线（单线接口）读写，温度变换功率来源于数据总线，总线本身也可以向所挂接的 DS18B20供电，而无需额外电源。因而使用
DS18B20可使系统结构更趋简单，可靠性更高。他在测温精度、转换时间、传输距离、分辨率等方面较 DS1820有了很大的改进，给用户带来了更方便的使用和更令人满意的效果。 1. DS18B20温度传感器的特性 ①独特的单线接口方式：DS18B20与微处理器连接时仅需要一条口 线即可实现微处理器与DS18B20勺双向通讯。 ②在使用中不需要任何外围元件。 ③可用数据线供电，电压范围：+3.0~ +5.5 V。 ④测温范围：-55 ~+125 C。固有测温分辨率为0.5 C。 ⑤通过编程可实现9~12位的数字读数方式。 ⑥用户可自设定非易失性的报警上下限值。 ⑦支持多点组网功能，多个 DS18B20可以并联在惟一的三线上，实现多点测温。 ⑧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. 引脚介绍 DS18B20有两种封装：三脚TO-92直插式（用的最多、最普遍的封装）和八脚SOIC贴片式。下图为实验板上直插式 DS18B20的原理图。 3. 工作原理 单片机需要怎样工作才能将DS18B2 0中的温度数据独取出来呢？F面将给出详细分析
? SIGNET 2820 Series Conductivity Sensor Instruction Manual ENGLISH 1. Wiring 2. Recommended Position 3. 2819/2820/2821 In-line Installation SAFETY INSTRUCTIONS FOR IN-LINE ELECTRODE INSTALLATION 1.Do not remove from pressurized lines.2.Do not exceed maximum temperature/pressure specifications.3.Wear safety goggles or face shield during installation/service.4.Do not alter product construction. Failure to follow safety instructions may result in severe personal injury! Customer supplied pipe tee/reducer Standard fitting kit Hole up Mark hole position 3/4 in. NPT Hand tighten only! Optional fitting kit Hole up Mark hole position
Customer supplied pipe tee/reducer 1/2 in. NPT Hand tighten only! O-ring O-ring Sealant Sealant +GF + SIGNET 5800CR ?Use three conductor shielded cable for cable extensions up to 30 m (100 ft max.? Shield must be maintained through cable splice RED WHITE BLACK SILVER (SHLDS h l d S i g n a l I N T e m p . I N I s o . G n d CH 2 CH 1 RED SILVER (SHLD BLACK
单片机课程设计说明书 题目：温度检测系统设计 系部： 专业： 班级： 学生姓名:学号: 指导教师: 年月日
目录 1 设计任务与要求 (1) 1.1 设计任务 (1) 1.2 设计要求 (1) 2 设计方案 (1) 3 硬件电路设计 (1) 3.1 最小系统电路 (1) 3.2 温度采集模块 (3) 3.3 显示模块 (4) 3.4 硬件总体仿真图 (7) 4 主要参数计算与分析 (7) 4.1 DS18B20的主要参数 (7) 4.2 STC89C52RC的主要参数 (8) 4.3 LCD1602的主要参数 (8) 5 软件设计 (9) 5.1 主程序流程图 (9) 5.2 温度测量系统各子模块 (9) 6 心得体会 (12) 7 参考文献 (12) 8 附录 (12) 8.1 实物图 (12) 8.2 元件清单 (13) 8.3 C语言程序 (14)
1设计任务与要求 1.1设计任务 设计一个温度检测系统。 1.2设计要求 (1)用温度传感器18B20测环境温度，用LCD1602显示测量结果。 (2)用PROTEUS仿真。 (3)焊接电路板并调试运行。 2设计方案 总体设计方案采用S T C89C52R C单片机作控制器，温度传感器选用DS18B20来设计数字温度计。主控制器由单片机S T C89C52R C实现，测温电路由温度传感器 DS18B20实现，显示电路由LCD1602液晶显示器直读显示。本设计所介绍的数字温度计与传统的温度计相比，具有读数方便，测温范围广，测温准确其输出温度采用数字显示，主要用于对测温比较准确的场所，或科研实验室使用。该设计控制器使用单片机S T C89C52R C，测温传感器使用DS18B20,实现温度显示,能准确达到以上要求。如图一所示。 图一总体设计方案 3硬件电路设计 3.1 最小系统电路 单片机最小系统，或者称为最小应用系统，是指用最少的元件组成的单片机可以工作的系统，对于51系列单片机来说，最小系统包括：单片机、时钟电路、复位电路。如图二所示：
DH-SJ5温度传感器设计性实验装置 使 用 说 明 书 杭州大华科教仪器研究所 杭州大华仪器制造有限公司
一、温度传感器概述 温度是表征物体冷热程度的物理量。温度只能通过物体随温度变化的某些特性来间接测量。测温传感器就是将温度信息转换成易于传递和处理的电信号的传感器。 一、测温传感器的分类 1.1电阻式传感器 热电阻式传感器是利用导电物体的电阻率随温度而变化的效应制成的传感器。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。它分为金属热电阻和半导体热电阻两大类。金属热电阻的电阻值和温度一般可以用以下的近似关系式表示，即 R t =R t0[1+α (t-t 0)] 式中，R t 为温度t 时的阻值；R t0为温度t 0（通常t 0=0℃）时对应电阻值；α为温度系数。 半导体热敏电阻的阻值和温度关系为 t B t Ae R = 式中R t 为温度为t 时的阻值；A 、B 取决于半导体材料的结构的常数。 常用的热电阻有铂热电阻、热敏电阻和铜热电阻。其中铂电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。 金属铂具有电阻温度系数大，感应灵敏；电阻率高，元件尺寸小；电阻值随温度变化而变化基本呈线性关系；在测温范围内，物理、化学性能稳定，长期复现性好，测量精度高，是目前公认制造热电阻的最好材料。但铂在高温下，易受还原性介质的污染，使铂丝变脆并改变电阻与温度之间的线性关系，因此使用时应装在保护套管中。用铂的此种物理特性制成的传感器称为铂电阻温度传感器，利用铂的此种物理特性制成的传感器称为铂电阻温度传感器，通常使用的铂电阻温度传感器零度阻值为100Ω，电阻变化率为0.3851Ω/℃，TCR=(R 100-R 0)/(R 0×100) ，R 0为0℃的阻值，R 100为100℃的阻值，按IEC751国际标准，温度系数TCR=0.003851，Pt100（R 0=100Ω）、Pt1000（R 0=1000Ω）为统一设计型铂电阻。铂热电阻的特点是物理化学性能稳定。尤其是耐氧化能力强、测量精度高、应用温度范围广，有很好的重现性，是中低温区（-200℃～650℃）最常用的一种温度检测器。 热敏电阻(Thermally Sensitive Resistor,简称为Thermistor),是对温度敏感的电阻的总称，是一种电阻元件，即电阻值随温度变化的电阻。一般分为两种基本类型：负温度系数热敏电阻NTC （Negative Temperature Coefficient ）和正温度系数热敏电阻PTC （Positive Temperature Coefficient ）。NTC 热敏电阻表现为随温度的上升，其电阻值下降；而PTC 热敏电阻正好相反。 NTC 热敏热电阻大多数是由Mn(锰)、Ni(镍)、Co(钴)、Fe(铁)、Cu(铜)等金属的氧化物经过烧结而成的半导体材料制成。因此，不能在太高的温度场合下使用。不竟然，其使用范围有的也可以达到了-200℃～700℃，但一般的情况下，其通常的使用范围在-100℃～300℃。 NTC 热敏热电阻热响应时间一般跟封装形式、阻值、材料常数（热敏指数）、热时间常数有关。材料常数（热敏指数）B 值反映了两个温度之间的电阻变化，热敏电阻的特性就是由它的大小决定的，B 值（K ）被定义为：2 12 1212111lg lg 3026.211ln ln T T R R T T R R B --?=--= ； R T1：温度 T 1（K ）时的零功率电阻值；R T2 ：温度 T 2（K ）时的零功率电阻值；T 1，T 2 ：
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................................................................... ..3
2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............................................................. ..16 8.实例测试 (18) 总结.................................................................... ..18 参考文献................................................................ ..19
T255温度传感器使用说明 T255温度传感器是一款用来检测功率半导体温升的理想模拟器件，主要配合运放整形或直接送入单片机A/D口采集温度信息，并作出实时显示或过温保护等动作。 T255是以其阻值变化来反映温度变化的，故选用相应电阻分压来获取对应电压值是非常重要的参数。 典型：R（25℃）=5.000kΩ ,静动态特性好，灵敏度高。 阻值-温度特性表 温度℃ 阻值KΩ 温度℃ 阻值KΩ 温度℃ 阻值KΩ 温度℃ 阻值KΩ -20 37.49 11 8.801 42 2.674 73 0.980 -19 35.53 12 8.439 43 2.582 74 0.951 -18 33.76 13 8.093 44 2.493 75 0.923 -17 32.09 14 7.764 45 2.409 76 0.896 -16 30.52 15 7.451 46 2.327 77 0.870 -15 29.03 16 7.151 47 2.249 78 0.844 -14 27.62 17 6.866 48 2.174 79 0.820 -13 26.29 18 6.593 49 2.102 80 0.796 -12 25.03 19 6.333 50 2.032 81 0.773 -11 23.84 20 6.085 51 1.966 82 0.751 -10 22.72 21 5.848 52 1.902 83 0.729 -9 21.65 22 5.621 53 1.840 84 0.709 -8 20.64 23 5.405 54 1.780 85 0.689 -7 19.68 24 5.198 55 1.723 86 0.670 -6 18.77 25 5.000 56 1.668 87 0.650 -5 17.91 26 4.811 57 1.615 88 0.632 -4 17.10 27 4.630 58 1.564 89 0.614 -3 16.32 28 4.457 59 1.514 90 0.597 -2 15.59 29 4.291 60 1.467 91 0.581 -1 14.89 30 4.132 61 1.421 92 0.565 0 14.23 31 3.980 62 1.376 93 0.549 1 13.60 3 2 3.835 6 3 1.33 4 94 0.534 2 13.01 3 3 3.696 6 4 1.292 9 5 0.520 3 12.4 4 34 3.562 6 5 1.252 9 6 0.506 4 11.90 3 5 3.434 6 6 1.214 9 7 0.492 5 11.39 3 6 3.311 6 7 1.177 9 8 0.479 6 10.90 3 7 3.194 6 8 1.141 9 9 0.466 7 10.44 38 3.081 69 1.107 100 0.453 8 10.00 39 2.973 70 1.073 9 9.580 40 2.869 71 1.041 10 9.181 41 2.769 72 1.010
DS18B20温度传感器实验 TEMP1 EQU 5AH ;符号位和百位公用的存放单元TEMP2 EQU 5BH ;十位存放单元 TEMP3 EQU 5CH ;个位存放单元 TEMP4 EQU 5DH ; TEMP5 EQU 5EH TEMP6 EQU 5FH ;数据临时存放单元 TEMP7 EQU 60H TEMP8 EQU 61H ORG 0000H AJMP MAIN
ORG 0020H
MAIN: MOV SP,#70H LCALL INT ;调用DS18B20初始化函数 MAIN1: LCALL GET_TEMP ;调用温度转换函数 LCALL CHULI ;调用温度计算函数 LCALL DISP ;调用温度显示函数 AJMP MAIN1 ;循环 INT: L0: SETB P3.7 ;先释放DQ总线 MOV R2,#250 ;给R2赋延时初值，同时可让DQ保持高电平2us L1: CLR P3.7 ;给DQ一个复位低电平 DJNZ R2,L1 ;保持低电平的时间至少为480us SETB P3.7 ;再次拉高DQ释放总线 MOV R2,#25 L2: DJNZ R2,L2 ;保持15us－60us CLR C ORL C,P3.7 ;判断是否收到低脉冲 JC L0
MOV R6,#100 L3: ORL C,P3.7 DJNZ R6,L3 ;存在低脉冲保持保持60us－240us ; JC L0 ;否则继续从头开始，继续判断 SETB P3.7 RET ;调用温度转换函数 GET_TEMP: CLR PSW.4 SETB PSW.3 ;设置工作寄存器当前所在的区域 CLR EA ;使用DS18B20前一定要禁止任何中断LCALL INT ;初始化DS18B20 MOV A,#0CCH ;送入跳过ROM命令 LCALL WRITE MOV A,#44H ;送入温度转换命令 LCALL WRITE LCALL INT ;温度转换完成，再次初始化18b20 MOV A,#0CCH ;送入跳过ROM命令 LCALL WRITE MOV A,#0BEH ;送入读温度暂存器命令 LCALL WRITE
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 AD590 R=1KΩ E=（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。因此，其温度特性曲线是一条斜率为k=1的直线。 ⒊根据数据，描绘I～T温度特性曲线。 ⒋根据I～T温度特性曲线，求出曲线斜率及灵敏度。 ⒌根据I～T温度特性曲线，在线性区域内确定其工作温度范围。 ㈢实验数据: ⒈温度特性
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
第7章DS18B20温度传感器 7.1 温度传感器概述 温度传感器是各种传感器中最常用的一种，早起使用的是模拟温度传感器，如热敏电阻，随着环境温度的变化，它的阻值也发生线性变化，用处理器采集电阻两端的电压，然后根据某个公式就可以计算出当前环境温度。随着科技的进步，现代的温度传感器已经走向数字化，外形小，接口简单，广泛应用在生产实践的各个领域，为我们的生活提供便利。随着现代仪器的发展，微型化、集成化、数字化、正成为传感器发展的一个重要方向。美国DALLS半导体公司推出的数字化温度传感器DS18B20采用单总线协议，即单片机接口仅需占用一个I/O端口，无需任何外部元件，直接将环境温度转化为数字信号，以数码方式串行输出，从而大大简化了传感器与微处理器的接口。7.2 DS18B20温度传感器介绍 DS18B20是美国DALLAS半导体公司继DS1820之后最新推出的一种改进型智能温度传感器。与传统的热敏电阻相比，他能够直接读出被测温度并且可根据实际要求通过简单的编程实现9～12位的数字值读数方式。可以分别在93.75 ms和750 ms内完成9位和12位的数字量，并且从DS18B20读出的信息或写入DS18B20的信息仅需要一根口线（单线接口）读写,温度变换功率来源于数据总线，总线本身也可以向所挂接的DS18B20供电，而无需额外电源。因而使用
DS18B20可使系统结构更趋简单，可靠性更高。他在测温精度、转换时间、传输距离、分辨率等方面较DS1820有了很大的改进，给用户带来了更方便的使用和更令人满意的效果。 1.DS18B20温度传感器的特性 ①独特的单线接口方式：DS18B20与微处理器连接时仅需要一条口线即可实现微处理器与DS18B20的双向通讯。 ②在使用中不需要任何外围元件。 ③可用数据线供电，电压范围：+3.0~ +5.5 V。 ④测温范围：-55 ~+125 ℃。固有测温分辨率为0.5 ℃。 ⑤通过编程可实现9~12位的数字读数方式。 ⑥用户可自设定非易失性的报警上下限值。 ⑦支持多点组网功能，多个DS18B20可以并联在惟一的三线上，实现多点测温。 ⑧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.引脚介绍 DS18B20有两种封装：三脚TO-92直插式（用的最多、最普遍的封装）和八脚SOIC贴片式。下图为实验板上直插式DS18B20的原理图。 3.工作原理 单片机需要怎样工作才能将DS18B20中的温度数据独取出来呢？下面将给出详细分析。
实验三热电阻、热电偶测温特性实验 一、实验目的：了解热电阻的特性与应用，了解热电偶测量温度的性能与应用范围。。 二、基本原理： 1、热电阻： 利用导体电阻随温度变化的特性，热电阻用于测量时，要求其材料电阻温度系数大，稳定性好，电阻率高，电阻与温度之间最好有线性关系。常用铂电阻和铜电阻在0-630.74℃以内，电阻Rt与温度t的关系为： R t=R0(1+A t+B t2) R0系温度为0℃时的电阻。本实验R0=100℃，A t=3.9684×10-2/℃，B t=-5.847×10-7/℃2，铂电阻现是三线连接，其中一端接二根引线主要为消除引线电阻对测量的影响。 2、热电偶 当两种不同的金属组成回路，如二个接点有温度差，就会产生热电势，这就是热电效应。温度高的接点称工作端，将其置于被测温度场，以相应电路就可间接测得被测温度值，温度低的接点就称冷端(也称自由端)，冷端可以是室温值或经补偿后的0℃、25℃。 三、需用器件与单元：加热源、K型热电偶（红+，黑-）、P t100热电阻、温度控制单元、温度传感器实验模板、数显单元、万用表，热电偶K型、E 型、加热源。 四、实验步骤： （一）热电阻： 1、注意：首先根据实验台型号，仔细阅读“温控仪表操作说”，学会基 本参数设定。 2、将热电偶插入台面三源板加热源的一个传感器安置孔中。将Ｋ型热电偶自由端引线插入主控面板上的热电偶EＫ插孔中，红线为正极，黑色为负极，注意热电偶护套中已安置了二支热电偶，Ｋ型和E型，它们热电势值不同，从热电偶分度表中可以判别Ｋ型和Ｅ型（Ｅ型热电势大）热电偶。E型（蓝+，绿-）；k型（红+，黑-） 3、将加热器的220V电源插头插入主控箱面板上的220V控制电源插座上。