成绩评定：
传感器技术
课程设计
题目非接触温度计
院系电子工程学院
摘要
人体温度相对恒定是维持人体正常生命活动的重要条件之一，当体温高于41度或低于35度时将严重影响人体各系统的机能活动，甚至危害生命。很多疾病都可使体温正常调节机能发生障碍而使体温发生变化，如非典型肺炎的首要症状就是发烧。临床上对病人检查体温，观察其变化对诊断疾病或判断某些疾病的预防有重要意义。
在大型集会或各类活动中，由于参加人数众多，如果再入场时能对体温进行检测，则能有效控制各类传染病的交叉传播。非接触式体温计所需测温时间短，不需要与体肤接触，避免了病菌交叉感染，并且可以进行数据记录与判断，非常适合这种情况下使用。
当今世界，随着科学与技术的不断提高，各个领域对方便快捷的自动化的要求不断提高。而本文所研究的红外测温系统由于对被测物体的辐射进行的是非接触无损测量，测量过程中不会扰乱被测部分的温度场，响应快、温度分辨率高。温度测量主要有两种方法：一种是传统的接触式测量，另一种是以红外测温为代表的非接触式测量。传统的温度测量不仅反应速度慢，而且必须与被测物体接触。在人们的日常生活中，测量温度普遍使用水银温度计，反应比较慢，而且水银一旦泄露会产生污染并且有毒。红外测温以红外传感器为核心进行非接触式测量，克服了传统测温的不足，得到了广泛的应用。
自然界一切温度高于绝对零度的物体，都在不停地向外发出红外线。物体发出的红外线能量大小及其波长分布同它的表面温度有密切关系，物体的辐射能量与温度4次方成正比，其辐射能量密度与物体本身的温度关系符合普朗克定律。因此如果通过测量物体辐射出的红外能量的大小就能测定物体的表面温度。微小的温度变化会就会引起明显的辐射能量变化，因此利用红外辐射测量温度的灵敏度很高。
关键词：红外传感器单面机非接触温度计
目录
一、设计目的-------------------------- 1
二、设计任务与要求---------------------- 2
2.1设计任务-------------------------- 2
2.2设计要求-------------------------- 2
三、设计步骤及原理分析 ------------------ 3
3.1设计方法-------------------------- 3
3.2设计步骤-------------------------- 4
3.3设计原理分析----------------------- 5
四、课程设计小结与体会 ------------------ 6
五、参考文献--------------------------- 6
传感器技术课程设计
一、设计目的
传统的温度测量不仅反应速度慢，而且必须与被测物体接触。在人们的日常生活中，测量温度普遍使用水银温度计，反应比较慢，而且水银一旦泄露会产生污染并且有毒。红外测温以红外传感器为核心进行非接触式温度计，克服了传统测温的不足。
二、设计任务与要求
2.1设计任务
利用红外测温仪选用热电红外温度传感器。热电红外温度传感器是利用红外辐射的热效应，通过温差电效应、热释电效应和热敏电阻等来测量所吸收的红外辐射，间接地测量辐射红外光物体的温度。
2.2设计要求
本设计根据现代非接触故障检测技术的需求选用了型号为凌阳的TN9温度传感器。它的测量距离大约为30米，测量回应时间大约为0.5秒。而且它具备SPI接口，可以很方便地与单片机（MCU）传输数据。
三、设计步骤及原理分析
3.1设计方法
依据测温原理的不同，红外测温仪的设计有三种方法，通过测量辐射物体的全波长的热辐射来确定物体的辐射温度的称为全辐射测温法；通过测量物体在一定波长下的单色辐射亮度来确定它的亮度温度的称为亮度测温法；如果是通过被测物体在两个波长下的单色辐射亮度之比随温度变化来定温的称为比色测温法。亮度测温法无需环境温度补偿，发射率误差较小，测温精度高，但工作于短波区，只适于高温测量。比色测温法的光学系统可局部遮挡，受烟雾灰尘影响小，测温误差小，但必须选择适当波段，使波段的发射率相差不大。本文选用全辐射测温法来计算被测量物体的温度，全辐射测温法是根据所有波长范围内的总辐射而定温，得到的是物体的辐射温度。选用这种方法是因为中低温物体的波长较大，辐射信号很弱，而且结构简单，成本较低，但它的测温精度稍差，受物体辐射率影
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响大。下面是全辐射测温法的相关方法介绍：
由普朗克公式可推导出辐射体温度与检测电压之间的关系式：
V=RaεσT4=KT4
式中K=Raεσ，由实验确定，定标时ε取1
T—被测物体的绝对温度
R——探测器的灵敏度
a——与大气衰减距离有关的常数
ε——辐射率
σ——斯蒂芬—玻耳兹曼常数
因此，可以通过检测电压而确定被测物体的温度，上式表明探测器输出信号与目标温度呈非线性关系，V与T的四次方成正比，所以要进行线性化处理。线性化处理后得到物体的表观温度，需进行辐射率修正为真实温度，
其校正式为：
T=
式中Tr——辐射温度(表观温度)
ε(T)——辐射率，取0.1～0.9
由于调制片辐射信号的影响，辐射率修正后的真实温度为高于环境的温度，还必须作环温补偿，即真实温度加上环温才能最终得到被测物体的实际温度。
3.2设计步骤
红外测温技术在生产过程中，在产品质量控制和监测，设备在线故障诊断和安全保护以及节约能源等方面发挥了着重要作用。可以对正在运行的设备进行非接触检测，拍摄其温度场的分布、测量任何部位的温度值，据此对各种外部及内部故障进行诊断，具有实时、遥测、直观和定量测温等优点，用来检测发电厂、变电所和输电线路的运转设备和带电设备非常方便、有效。用红外测温仪，你可连续诊断电子连接问题和查找连接处的热点，以检测设备的功能状态，还可检验电池组件和功率配电盘接线端子，开关齿轮或保险丝连接，防止能源消耗。
此红外测温仪的特点：有温度分辨率高、响应速度快、不扰动被测目标温度分布场、测量精度高、稳定性好等优点。该设计方案主要包括：软件设计部分与软件设计部分。
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a红外测温仪的硬件系统方案设计
本红外测温仪采用模块化的设计思想，它的硬件结构由STC89C51单片机模块，红外测温模块，RS232转换电路模块，电源模块，键盘模块和LED显示模块组成。
STC89C51单片机是本系统的控制中心，它负责控制启动温度测量、接收测量数据、计算温度值、并根据取得的键值控制显示过程；红外测温模块负责温度数据的采集、测量，并将采集到的数据通过数据端口传送给STC89C51单片机；RS232转换电路模块可以使单片机方便地同PC机进行串口通信，并可以同时接收或传送外部送来的资料；通过键盘模块可以方便地进行测温及各种操作；LED显示模块把测量的温度值直观地显示给观测者；电源模块负责本红外测温仪电源的供应。此红外测温仪系统的硬件结构框图如图a所示：
图a 红外测温仪系统的硬件方案设计框图
b红外测温仪的应用软件系统的方案设计
此红外测温仪的软件设计同样采用模块化的设计思想，它把整个系统分成若干模块分别予以解决，它包括主程序模块，红外测温模块，键盘扫描模块和显示模块。
主程序模块主要完成系统初始化，温度的检测，串行口通信，键盘和显示等功能。其中系统初始化包括: 时间中断的初始化、外部中断源的初始化、串口通信中断的初始化、LED显示的初始化。
红外测温模块包括：获取温度数据，计算温度值。
键盘扫描模块：获取按键信息，处理按键请求等。
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显示模块：获取并处理相应的温度数据，
在此红外测温仪的软件系统设计中，时钟的设置是相当重要的，通过时钟的设置才能获得良好的时钟频率，这个时钟频率是整个软件系统是否能正常有序地运行的关键。具体的软件方案设计如下图b ：
图b 红外测温仪系统的软件方案设计框图
3.3设计原理分析
红外测温仪的测温原理是黑体辐射定律，众所周知，自然界中一切高于绝对零度的物体都在不停向外辐射能量，物体的向外辐射能量的大小及其按波长的分布与它的表面温度有着十分密切的联系，物体的温度越高，所发出的红外辐射能力越强。黑体的光谱辐射出射度由普朗克公式确定，即：
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/
511C C M e λλλ=?-
下图是不同温度下的黑体光谱辐射度图：
不同温度下的黑体光谱辐射度
从上图中曲线可以看出黑体辐射具有几个特征:
① 在任何温度下，黑体的光谱辐射度都随着波长连续变化，每条曲线只有一个
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极大值；
②随着温度的升高，与光谱辐射度极大值对应的波长减小。这表明随着温度的
升高，黑体辐射中的短波长辐射所占比例增加；
③随着温度的升高，黑体辐射曲线全面提高，即在任一指定波长处，与较高温
度相应的光谱辐射度也较大，反之亦然。
四、课程设计小结与体会
本设计的任务是实现非接触式体温测量和记录，并通过液晶屏幕显示。系统可以应用于人们日常生活生产中，快速准确的测量出体温，尤其适合在大型集会时对多人进行体温检测。本文介绍的体温检测系统硬件及软件的设计，其创新点在于针对温度测量特点，采用红外温度传感器，无需与体肤接触，而且反应速度快，弥补了一些传统体温计的不足
在这次设计中，经过自身的努力，不但加深了对传感器的进一步的认识和理解，并将所学的知识充分应用于实践中。通过这次传感器技术课程设计，使我认识到理论联系实际的重要性，在实践中扩展了知识面，不但掌握了本专业的相关知识，而且对其他专业的知识也有所了解，从各方面提高了自身的综合素质。经过这次一个较完整的产品设计和制作过程，对于将来学习和工作也是有所裨益的。
五、参考文献
[1]李道华,李玲,朱艳编著.传感器电路分析与设计[M].武汉:武汉大学出版
社,2003
[2]沙占友编著.智能化集成温度传感器原理与应用[M].北京:机械工业出版
社,2002
[3]方佩敏编著.新编传感器原理·应用·电路详解[M].北京:电子工业出版
社,1993
[4]张毅刚编著单面机原理及应用[M].北京：高等教育出版社，2010
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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X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，该高精度数字式温度计采用了由DALLAS公司生产的单线数字温度传感器DS18B20，它具有独特的单线总线接口方式。本毕业论文详细的介绍了单线数字温度传感器DS18B20的测量原理、特性以及在温度测量中的硬件和软件设计，该温度计具有接口简单、精度高、抗干扰能力强、工作稳定可靠等特点。 二、总体方案设计 1、数字温度计设计方案论证 2.1.1方案一 由于本设计是测温电路，可以使用热敏电阻之类的器件利用其感温效应，在将随被测温度变化的电压或电流采集过来，进行A/D转换后，就可以用单片机进行数据的处理，在显示电路上，就可以将被测温度显示出来，这种设计需要用到A/D 转换电路，感温电路比较麻烦。 2.1.2 方案二 进而考虑到用温度传感器，在单片机电路设计中，大多都是使用传感器，所以这是非常容易想到的，所以可以采用一只温度传感器DS18B20，此传感器，可以很容易直接读取被测温度值，进行转换，就可以满足设计要求。
从以上两种方案，很容易看出，采用方案二，电路比较简单，软件设计也比较简单，故采用了方案二。 2.2方案二的总体设计框图 温度计电路设计总体设计方框图如图1所示，控制器采用单片机AT89S51，温度传感器采用DS18B20，用3位LED数码管以串口传送数据实现温度显示。 2、硬件设计 1.1 工作原理及硬件框图 基于DS18B20的温度测量装置电路图如图1所示，包括单片机最小系统、温度传感器、和显示电路。温度传感器DS18B20将被测环境温度转化成带符号的数字信号（以十六位补码形式，占两个字节），单片机对接收到的数字信号进行标度变换，转换成实际的温度值并送数码管显示。DS18B20传感器可置于离装置150米以内的任何地方。STC89C51是整个电路装置的控制核心，STC89C51内带4K字节的FlashROM，用户程序存放在此。 图2 系统硬件框图 3、系统分析： 本设计主要的任务是单片机软件的设计，而软件中的核心在于单片机与集成温度传感器DS18B20接口程序的设计，另外一点便是对数码管扫描显示的理解与运用。由于DS18B20集成了温度数据采集、模数转换
《3位半数字显示温度计》 设计报告 设计时间： 班级： 姓名： 报告页数：
广东工业大学课程设计报告 设计题目_______ 学院专业班 学号姓名 (合作者号) 成绩评定_______ 教师签名_______ 一、设计任务与要求: 设计任务：
LM35， A/D转换器、数字显示器设计一个日常温度数字温 度计。 课程目标： ?1、加深对以上三门课程所学内容的理解； ?2、能够在设计中综合运用所学知识解决实际问题； ?3、初步掌握工程设计的一般方法，具备一定的工程设计能力。 ?4．培养独立思考和独立解决问题的能力，培养科学精神和严谨的工作作风。 标及技术要求： ?①温度显示范围：0℃~50℃； ?②数字显示分辨率：0.1℃； ?③精度误差≤0.5℃； ?④电路工作电源可在5~9V范围内工作. 二、设计方案及比较（设计可行性分析）： 方案思路一------基于LM35芯片以51单片机作为核心的三位半数字显示温度计： 外接一个温度采集LM35,根据采集器的输出参数特性利用TX-1C开发板编程相关程序直接处理温度信息并将处理结果显示在开发板自带的液晶屏上 方案思路二------基于LM35芯片以ICL7106作为核心的三位半数字显示温度计: 1. 模拟信号采集部分：LM35采集温度信息转化为可处理的模拟信号并将该信号输入至数模转换部分 2. 模数转换部分:用ICL7106芯片以及相关原件组成的外围电路组成一个直流电压测量电路或一个数字电压表，利用ICL7106将模拟部分输出的模拟信号转换为数字信号,并通过7106自带的BCD译码器输出液晶屏所需输入信号 3. 液晶屏显示部分：液晶屏链接ICL7106对应的输出接口输入显示信号，显示该数字电压
基于单片机的非接触式数字体温仪 摘要：人体温度相对恒定是维持人体正常生命活动的重要条件之一，当体温高于41度或低于35度时将严重影响人体各系统的机能活动，甚至危害生命。很多疾病都可使体温正常调节机能发生障碍而使体温发生变化，如非典型肺炎的首要症状就是发烧。临床上对病人检查体温，观察其变化对诊断疾病或判断某些疾病的预防有重要意义。 在大型集会或各类活动中，由于参加人数众多，如果再入场时能对体温进行检测，则能有效控制各类传染病的交叉传播。非接触式体温计所需测温时间短，不需要与体肤接触，避免了病菌交叉感染，并且可以进行数据记录与判断，非常适合这种情况下使用。 本设计采用STC89C52作为核心，集合非接触式温度传感器OTP-538U，集成运放LM324，ADC转换芯片ADC0809，液晶显示器LCD1602实现一个带报警功能的可分类记录的非接触式体温记录系统。 关键词：MCU STC89S52 非接触式温度传感器 OTP-538U 集成运放LM324 数模转换芯片ADC0809 液晶显示器LCD1602
Mcu-based Non-contact Digital Body Temperature Meter Abstract:Maintain relatively constant body temperature is a major life activity of human normal condition , when the body temperature above 41 degrees or below 35 degrees will severely affect the functioning of various body systems , or even life-threatening. Many diseases can occur so that the regulatory function of temperature barriers in the normal body temperature changes, such as the first symptoms of SARS is fever. Check the body temperature of patients in clinical observed changes in the diagnosis of certain diseases or to judge the importance of prevention of disease. In large meetings or various activities, the over-whelming, if re-admission testing temperature can be effective in controlling spread of various infectious diseases cross. Required for non-contact thermometer temperature time is short, do not need to skin and body contact to avoid cross infection, and the data can be recorded with the judge, very suitable for such use. This design uses STC89C52 as a core, a collection of non-contact temperature sensor OTP-538U, integrated operational amplifier LM324, ADC conversion chip ADC0809, LCD1602 LCD with alarm function to achieve a record can be classified non-contact temperature recording system Keywords: MCU STC89C52 non-contact temperature sensor OTP-538U integrated operational amplifier LM324 ADC0809 LCD1602
数字温度计 摘要：温度计在实际生产和人们的生活中都有广泛应用。该设计是数字温度计，首先是对总体方案的选择和设计；然后通过控制LM35进行温度采集；将温度的变化转为电压的变化，其次设计电压电路，将变化的电压量通过放大系统转化为所需要的电压；再通过TC7107将模拟的电压转化为数字量后直接驱动数码管LED对实时温度进行动态显示。最后在Proteus仿真软件中构建了数字温度计仿真电路图，仿真结果表明：在温度变化时，可以通过电压的变化形式传递，最终通过3位十进制数显示出来。 关键词：温度计；电路设计；仿真
目录 1 设计任务与要求 (1) 2 方案设计与论证 (1) 3 单元电路的设计及仿真 (2) 3.1传感器 (2) 3.2放大系统 (2) 3.3 A/D转换器及数字显示 (4) 4 总电路设计及其仿真调试过程 (6) 4.1总电路设计 (6) 4.2仿真结果及其分析 (7) 5 结论与心得 (9) 6 参考文献 (11)
1 设计任务与要求 温度计是工农业生产及科学研究中最常用的测量仪表。本课题要求用中小规模集成芯片设计并制作一数字式温度计，即用数字显示被测温度。具体要求如下：（1）测量范围0～100度。 （2）测量精度0.1度。 （3）3位LED数码管显示。 掌握线性系统的根轨迹、时域和频域分析与计算方法； （2）掌握线性系统的超前、滞后、滞后-超前、一二阶最佳参数、PID等校正方法；（3）掌握MATLAB线性系统性能分析、校正设计与检验的基本方法。 2 方案设计与论证 数字温度计的原理是：通过控制传感器进行温度采集，将温度的变化转化为电压的变化；然后设计电压电路，将变化的电压通过放大系统转化为需要的电压；再通过A/D转换器将模拟的电压转换为数字量后驱动数码管对实时温度进行动态显示。 原理框图如图2-1所示： 传感器放大系统A/D转换显示 图2-1 数字温度计原理框图 由设计任务与要求可知道，本设计实验主要分为四个部分，即传感器、放大系统、模数转换器以及显示部分。经过分析，传感器可以选择对温度比较敏感的器件，做好是在某参数与温度成线性关系，比如用温敏晶体管构成的集成温度传感器或热敏电阻等；放大系统可以由集成运放组成或反相比例运算放大器；A/D转换器需要选择有LED 驱动显示功能的，而可供选择的参考元件有ICL7107，ICL7106，MC14433等；显示部分用3位LED数码管显示。 方案一：用一个热敏电阻,通过热敏电阻把温度转化为电压,再得到每一度热敏电
成绩评定： 传感器技术 课程设计 题目非接触温度计 院系电子工程学院
摘要 人体温度相对恒定是维持人体正常生命活动的重要条件之一，当体温高于41度或低于35度时将严重影响人体各系统的机能活动，甚至危害生命。很多疾病都可使体温正常调节机能发生障碍而使体温发生变化，如非典型肺炎的首要症状就是发烧。临床上对病人检查体温，观察其变化对诊断疾病或判断某些疾病的预防有重要意义。 在大型集会或各类活动中，由于参加人数众多，如果再入场时能对体温进行检测，则能有效控制各类传染病的交叉传播。非接触式体温计所需测温时间短，不需要与体肤接触，避免了病菌交叉感染，并且可以进行数据记录与判断，非常适合这种情况下使用。 当今世界，随着科学与技术的不断提高，各个领域对方便快捷的自动化的要求不断提高。而本文所研究的红外测温系统由于对被测物体的辐射进行的是非接触无损测量，测量过程中不会扰乱被测部分的温度场，响应快、温度分辨率高。温度测量主要有两种方法：一种是传统的接触式测量，另一种是以红外测温为代表的非接触式测量。传统的温度测量不仅反应速度慢，而且必须与被测物体接触。在人们的日常生活中，测量温度普遍使用水银温度计，反应比较慢，而且水银一旦泄露会产生污染并且有毒。红外测温以红外传感器为核心进行非接触式测量，克服了传统测温的不足，得到了广泛的应用。 自然界一切温度高于绝对零度的物体，都在不停地向外发出红外线。物体发出的红外线能量大小及其波长分布同它的表面温度有密切关系，物体的辐射能量与温度4次方成正比，其辐射能量密度与物体本身的温度关系符合普朗克定律。因此如果通过测量物体辐射出的红外能量的大小就能测定物体的表面温度。微小的温度变化会就会引起明显的辐射能量变化，因此利用红外辐射测量温度的灵敏度很高。 关键词：红外传感器单面机非接触温度计
数字式温度计的设计与制作 10级电子1班 一项目提出 1.1 任务 为某温室大棚设计一个数字式温度计，以便当棚内温度变化时，能及时提醒工作人员进行处理，保证温室温度变化在较小范围。 1.2 要求 （1）能实现温度数据的采集与记录。 （2）能实现各测量值的显示，精度为0.1摄氏度，温度范围在-55到+55摄氏度。 （3）能实现上、下限报警。 二项目分析 2.1 任务意义 一些温室大棚常常需要有较好的恒温性，即当温度变化达到一定数值时，需要及时调整，以保持温度恒定，保证作物的品质。现某大棚希望设计一个数字式温度计，能实时测量和显示大棚温度。当温度发生较大变化时，能及时做出报警提示。 2.2 系统方案设计 根据醒目的需求，本系统使用STC89C52单片机，DS18B20数字温度传感器等，监测大棚的温度变化。具体功能如下： *温度检测：系统能够实时检测大棚温度，温度分辨率为0.1摄氏度，温度范围为—55到+55摄氏度。 *温度显示：系统能实时显示大棚温度值，显示到小数点后一位，在设置上、下限报警时，显示上、下限提醒标志。 *温度报警：系统能够设置大棚温度范围，当棚内温度超出设定范围时发生报警。 *报警设置：系统能够设置上、下限报警温度值，设定精度为0.1摄氏度。 根据以上功能分析，数字温度计基本结构如图1所示，由单片机最小系统、按键模块、温度采样模块、显示模块和报警模块等组成。
图1：数字温度计的基本结构 三项目相关知识 3.1 数字温度传感器DS18B20的使用 可以测量温度的器件很多，但DS18B20是一种无须进过其它变换电路，直接输出被测温度数字量的传感器。它采用单总线专用技术，可通过串口线或其它I/O口线与计算机接口相连，支持多器件扩展，使用相当方便，测温范围为-55到+125摄氏度，其分辨率为0.5摄氏度，最高可达0.0625摄氏度。 3.1.1 DS18B20的外观及内部结构 DS18B20采用3脚TO-92A封装，外形如同普通的半导体三极管，除此之外，DS18B20也有8脚的SOIC封装及6脚的TSOC封装等形式，如图2所示。 图2：DS18B20封装形式
接触式和非接触式温度传感器区别是什么？它们都有哪些共同点？产品型号表示方法和说明书哪里有下载？温度传感器选择重点考虑哪些方面？(1)被测对象的温度是否需记录、报警和自动控制，是否需要远距离测量和传送。 (2)测温范围的大小和精度要求。(3)测温元件大小是否适当。(4)在被测对象温度随时间变化的场合，测温元件的滞后能否适应测温要求。(5)被测对象的环境条件对测温元件是否有损害。(6)价格如保，使用是否方便。温度传感器的选择主要是根据测量范围，当测量范围预计在总量程之内，可选用铂电阻传感器。较窄的量程通常要求传感器必须具有相当高的基本电阻，以便获得足够大的电阻变化。热敏电阻所提供的足够大的电阻变化使得这些敏感元件非常适用于窄的测量范围。如果测量范围相当大时，热电偶更适用。最好将冰点也包括在此范围内，因为热电偶的分度表是以此温度为基准的。已知范围内的传感器线性也可作为选择传感器的附加条件。 接触式温度传感器详细说明：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。 非接触式温度传感器详细说明：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
压力式温度计如何测温 温度计应该是我们生活中最常用的仪器仪表之一了，平常用于准确的判 断和测量温度。利用固体、液体、气体受温度的影响而热胀冷缩等的现象为设计的依据。有煤油温度计、酒精温度计、水银温度计、气体温度计、电阻温度计、温差电偶温度计1、辐射温度计和光测温度计、双金属温度计等多种温度 计供我们选择，但要注意正确的使用方法，了解测温仪的相关特点，便于更好的使用。根据使用目的的不同，已设计制造出多种温度计。其设计的依据有：利用固体、液体、气体受温度的影响而热胀冷缩的现象；在定容条件下，气体（或蒸汽）的压强因不同温度而变化；热电效应的作用；电阻随温度的变化而变化；热辐射的影响等。后来，压力式温度计也问世了。 压力式温度计是利用液体或气体的压力或体积随温度变化的特性制成的接触式温度传感器。压力的变化使弹簧管的曲率发生变化，并使自由端产生位移，通过连杆和传动机构带动指针直接在刻度盘上指示温度的变化值。关于它怎样测温，恐怕也是大家关心的一个问题。 压力式温度计的原理是基于密闭测温系统内蒸发液体的饱和蒸气压力和温度之间的变化关系，而进行温度测量的。当温包感受到温度变化时，密闭系统内饱和蒸气产生相应的压力，引起弹性元件曲率的变化，使其自由端产生位移，再由齿轮放大机构把位移变为指示值。 这种温度计具有温包体积小，反应速度快、灵敏度高、读数直观等特点，几乎集合了玻璃棒温度计、双金属温度计、气体压力温度计的所有优点，它可以制造成防震、防腐型，并且可以实现远传触点信号、热电阻信号、0-10mA 或4-20mA 信号。是目前使用范围最广、性能最全面的一种机械式测温仪表。用液体或气体的压力或体积随温度变化的特性制成的接触式温度传感器。它是
单片机原理及应用 课程设计报告书 题目：DS18B20数字温度计 姓名学号：20133522080 赵晓磊 20130123096 段石磊 20133522028 付成 指导老师：万青 设计时间： 2015年12月
电子与信息工程学院 目录 1.引言 (3) 1.1.设计意义 (3) 1.2.系统功能要求 (3) 2.方案设计 (4) 3.硬件设计 (2) 4.软件设计 (5) 5.系统调试 (7) 6.设计总结 (8) 7.附录 (9) 8.作品展示 (15) 9.参考文献 (17)
DS18B20数字温度计设计 1.引言 1.1. 设计意义 在日常生活及工农业生产中，经常要用到温度的检测及控制，传统的测温元件有热电偶和热电阻。而热电偶和热电阻测出的一般都是电压，再转换成对应的温度，需要比较多的外部硬件支持。其缺点如下： ●硬件电路复杂； ●软件调试复杂； ●制作成本高。 本数字温度计设计采用美国DALLAS半导体公司继DS1820之后推出的一种改进型智能温度传感器DS18B20作为检测元件，测温范围为-55～125℃，最高分辨率可达0.0625℃。 DS18B20可以直接读出被测温度值，而且采用三线制与单片机相连，减少了外部的硬件电路，具有低成本和易使用的热点。 1.2. 系统功能要求 设计出的DS18B20数字温度计测温范围在-55～125℃，误差在±0.5℃以内，采用LED数码管直接读显示。
2. 方案设计 按照系统设计功能的要求，确定系统由3个模块组成：主控制器、测温电 路和显示电路。 数字温度计总体电路结构框图如4.1图所示： 图4.1 3. 硬件设计 温度计电路设计原理图如下图所示，控制器使用单片机AT89C2051，温度传 感器使用DS18B20，使用四位共阳LED 数码管以动态扫描法实现温度显示。 主控制器 单片机AT89C2051 具有低电压供电和小体积等特点， 两个端口刚好满足电路系统的设计需AT89C2051 主 控 制 器 DS18B20 显示电路 扫描驱动
课程设计说明书 课程设计名称：单片机课程设计 课程设计题目：数字式温度计的设计学院名称：电气信息学院 专业班级：15电力（3）班 学生学号：1504200623 学生姓名：曾高 学生成绩： 指导教师：易先军 课程设计时间：2017.10.30 至2017.11.5
格式说明（打印版格式，手写版不做要求） （1）任务书三项的内容用小四号宋体，1.5倍行距。 （2）目录（黑体，四号，居中，中间空四格），内容自动生成，宋体小四号。 （3）章的标题用四号黑体加粗（居中排）。 （4）章以下的标题用小四号宋体加粗（顶格排）。 （5）正文用小四号宋体，1.5倍行距；段落两端对齐，每个段落首行缩进两个字。 （6）图和表中文字用五号宋体，图名和表名分别置于图的下方和表的上方，用五号宋体（居中排）。（7）页眉中的文字采用五号宋体，居中排。页眉统一为：武汉工程大学本科课程设计。 （8）页码：封面、扉页不占页码；目录采用希腊字母Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ…排列，正文采用阿拉伯数字1、2、3…排列；页码位于页脚，居中位置。 （9）标题编号应统一，如：第一章，1，1.1，……；论文中的表、图和公式按章编号，如：表1.1、表1.2……；图1.2、图1.2……；公式（1.1）、公式（1.2）。
课程设计任务书 一、课程设计的任务和基本要求 (一)设计任务（从“单片机课程设计题目”汇总文档中任选1题，根 据所选课题的具体设计要求来填写此栏） 1. 用DS18B20设计一款能够显示当前温度值的温度计； 2. 通过切换按钮可以切换华氏度和摄氏度显示； 3. 测量精度误差在正负0.5摄氏度以内。 (二)基本要求 1.有硬件结构图、电路图及文字说明； 2.有程序设计的分析、思路说明； 3.有程序流程框图、程序代码及注释说明； 4.完成系统调试（硬件系统可以借助实验装置实现，也可在Proteus 软件中仿真模拟）； 5.有程序运行结果的截屏图片。
《 3位半数字显示温度计》 设计报告 设计时间： 班级： 姓名： 报告页数：
工业大学课程设计报告 设计题目_______ 学院专业班 学号 (合作者号 ) 成绩评定_______ 教师签名_______ 一、设计任务与要求: 设计任务：
LM35， A/D转换器、数字显示器设计一个日常温度数字温度 计。 课程目标： ?1、加深对以上三门课程所学容的理解； ?2、能够在设计中综合运用所学知识解决实际问题； ?3、初步掌握工程设计的一般方法，具备一定的工程设计能力。 ?4．培养独立思考和独立解决问题的能力，培养科学精神和严谨的工作作风。 标及技术要求： ?①温度显示围：0℃~50℃； ?②数字显示分辨率：0.1℃； ?③精度误差≤0.5℃； ?④电路工作电源可在5~9V围工作. 二、设计方案及比较（设计可行性分析）： 方案思路一------基于LM35芯片以51单片机作为核心的三位半数字显示温度计： 外接一个温度采集LM35,根据采集器的输出参数特性利用TX-1C开发板编程相关程序直接处理温度信息并将处理结果显示在开发板自带的液晶屏上 方案思路二------基于LM35芯片以ICL7106作为核心的三位半数字显示温度计: 1. 模拟信号采集部分：LM35采集温度信息转化为可处理的模拟信号并将该信号输入至数模转换部分 2. 模数转换部分: 用ICL7106芯片以及相关原件组成的外围电路组成一个直流电压测量电路或一个数字电压表，利用ICL7106将模拟部分输出的模拟信号转换为数字信号,并通过7106自带的BCD译码器输出液晶屏所需输入信号 3. 液晶屏显示部分：液晶屏ICL7106对应的输出接口输入显示信号，显示该数字电压表的
2016届本科毕业设计基于单片机的红外人体温度检测装置设计 院（系）名称物理与电子信息学院 专业名称电子信息科学与技术 学生姓名==== 学号====== 指导教师====== 完成时间2016年5月6日
基于单片机的红外人体温度检测装置设计 ===== ======== 指导教师：====== 摘要：为了有效解决传统体温测量速度慢、难以在高密度人群中使用的难题，本文设计了一种红外快速人体温度检测装置，该装置采用非接触式测量方法，能够快速准确测量人体温度，并对体温异常的个体具有识别和报警提醒功能。该测量装置主要包括红外传感器、模数转换电路、信号分析与处理电路、数码管显示电路和异常报警系统。本设计在AT89C51单片机的控制下，首先采用TPS334红外温度器检测人体温度，接着选用AD7705完成数模转换、单片机读取数据后通过查表计算出温度，最后通过LCD直观的显示输出数据，完成测量任务。经实验表明，该系统能够实现非接触式人体温度测量及异常报警功能、并且具有测温速度快、灵敏度高、操作便捷等特点，具有一定的应用价值。 关键词：红外温度传感器；A/D转换器；AT89C51单片机；TPS334红外温度传感器 Design of Infrared Human Body Temperature Detection Device Based on Single Chip Microcomputer ===== ==== =================== ================ Abstract: In order to solve the problem of traditional temperature measurement speed slow and difficult to use in high population density, this paper introduces the design of a fast infrared human body temperature detection device, the device using non-contact measurement method, can quickly and accurately measure the temperature of the human body, and on individual body temperature anomalies with identification and alarm function. The measuring device mainly comprises an infrared sensor, an analog digital conversion circuit, a signal analysis and processing circuit, a digital tube display circuit and an abnormal alarm system. This design under the control of AT89C51. First of all, the tps334 infrared temperature sensor to detect the human body temperature, then choose the AD7705 digital to analog conversion, and then the signal processing method for measuring, finally through the LCD intuitive display output data, perform the measurement task. The experiment shows that the system can realize non contact human body temperature measurement and abnormal alarm function, and has the characteristics of high temperature measurement speed, high sensitivity, convenient operation and so on, it has certain application value. Keywords: Infrared Temperature Sensor; Fast Check; A/D Switch; Decoding Display; Exceeded Alarm
课程设计报告 引言 随着电子技术的不断发展，我们能应用到的电子产品也越来越多。而生活中我们用的很多电子产品都越来越轻巧，价格也越来越便宜．利用电子芯片实现的东西也越来越来越多，比如数字温度计。当然，非电子产品的常用温度计也很便宜。此次课设论文所介绍的是自己动手制作的一个高精度数字温度计。本次课设不但丰富了课余生活，还从实践中学到并了很多新知识，并从中巩固了以前的知识。 用Protel 99软件来设计制作电路板——PCB(Printed circuit Bound)。在PCB上，布置一系列的芯片、电阻、电容等元件，通过PCB上的导线相连，构成电路，一起实现一定的功能。电路通过连接器或者插槽进行输入/输出，有时还有显示部分（如发光二极管LED、.数码显示器等）。可以说，PCB是一块连接板，它的主要目的是为元件提供连接，为整个电路提供输入输出端口和显示，电气连接通性是PCB最重要的特性之一。PCB在各种电子设备中有如下功能：（1）提供集成电路等各种电子元件固定、装配的机械支撑。（2）实现集成电路等各种电子元件之间的布线和电气连接或电绝缘，提供所要的电气特性。（3）为电动装配提供阻焊徒刑，为元器件插装、检查、维修提供识别符和图形。 做本课题的所用到的知识是我们学过的模拟电子电路以及数字逻辑电路等，当然还用到了刚刚学过不久的单片机知识。本次课设是把理论和实践结合起来，这不但可以锻炼自己的动手能力，而且还可以加深对数字逻辑电路和模拟电子电路的学习和理解。同时也激起了我学好单片机的斗志。为了全面清晰的表达，本论文用图文并茂的方式，尽可能详细的地介绍此次设计的全过程。
1．设计务任和要求 1.1、基本范围-20℃——100℃ 1.2、精度误差小于0.5℃ 1.3、LED 数码直读显示 1.4、可以任意设定温度的上下限报警功能 2. 系统总体方案及硬件设计 2.1数字温度计设计方案论证 2.1.1方案一 由于本设计是测温电路，可以使用热敏电阻之类的器件利用其感温效应，在将随被测温度变化的电压或电流采集过来，进行A/D 转换后，就可以用单片机进行数据的处理，在显示电路上，就可以将被测温度显示出来，这种设计需要用到A/D 转换电路，其中还涉及到电阻与温度的对应值的计算，感温电路比较麻烦。而且在对采集的信号进行放大时容易受温度的影响从而出现较大的偏差。 2.1.2 方案二 考虑到用温度传感器，在单片机电路设计中，大多都是使用传感器，所以这是非常容易想到的，所以可以采用一只温度传感器DS18B20，此传感器，可以很容易直接读取被测温度值，进行转换，电路简单，精度高，软硬件都以实现，而且使用单片机的接口便于系统的再扩展，满足设计要求。 从以上两种方案，很容易看出，采用方案二，电路比较简单，费用较低，可靠性高，软件设计也比较简单，故采用了方案二。 2.2系统总体设计 温度计电路设计总体设计方框图如图2.1所示，控制器采用单片机STC89C52，温度传感器采用DS18B20，用4位LED 数码管以串口传送数据实现温度显示。
评分： 大学物理实验设计性实验 实《用热敏电阻改装温度计》实验提要 设计要求 ⑴通过查找资料，并到实验室了解所用仪器的实物以及阅读仪器使用说明 书，了解仪器的使用方法，找出所要测量的物理量，并推导出计算公式，在此基础上写出该实验的实验原理。 ⑵选择实验的测量仪器，设计出实验方法和实验步骤，要具有可操作性。 ⑶根据实验情况自己确定所需的测量次数。 实验仪器 惠斯通电桥，电阻箱，表头，热敏电阻，水银温度计，加热电炉，烧杯等实验所改装的温度计的要求 （1）要求测量范围在40℃~80℃。 （2）定标时要求测量升温和降温中同一温度下热敏温度计的指示值（自己确定测量间隔，要达到一定的测量精度）。 （3）改装后用所改装的温度计测量多次不同温度的热水的温度，同时用水银温度计测出此时的热水温度（作为标准值），绘制出校正曲线。 提交整体设计方案时间 学生自选题后2~3周内完成实验整体设计方案并提交。提交整体设计方案，要求电子版。用电子邮件发送到指导教师的电子邮箱里。 思考题 如何才能提高改装热敏温度计的精确度？ 用热敏电阻改装温度计 实验目的： 1．了解热敏电阻的特性； 2．掌握用热敏电阻测量温度的基本原理和方法； 3．进一步掌握惠斯通电桥的原理及应用。 实验仪器：
惠斯通电桥，电阻箱，热敏电阻，水银温度计，滑动变阻器，微安表，加热电炉，烧杯等 实验原理： 1．惠斯通电桥原理 惠斯通电桥原理电路图如图1所示。当电桥平衡时，B，D之间的电势相等，桥路电流I＝0，B,D之间相当于开路，则U B=U D;I1=I x,I2=I0; 于是I1R1=I2R2,I1R X=I2R0 由此得R1/R X=R2/R0 或R X=R0R1/R2 （1） （1）式即为惠斯通电桥的平衡条件，也是用来测量 电阻的原理公式。欲求R X，调节电桥平衡后，只要知道 R1,R2,R0的阻值，即可由(1)式求得其阻值。 2.热敏电阻温度计原理 热敏电阻是具有负的电阻温度系数，电阻值随温度升高而迅速下降，这是因为热敏电阻由半导体制成，在这些半导体内部，自由电子数目随温度的升高增加的很快，导电能力很快增强，虽然原子振动也会加剧并阻碍电子的运动。但这样作用对导电性能的影响远小于电子被释放而改变导电性能的作用，所以温度上升会使电阻下降。 这样我们就可以测量电桥非平衡时通过桥路的电流大小来表征温度的高低。 热敏电阻温度计的设计电路图如图2示
基于单片机的数字温度计的设计 摘要 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。本文将介绍一种基于单片机控制的数字温度计，就是用单片机实现温度测量，传统的温度检测大多以热敏电阻为温度传感器，但热敏电阻的可靠性差，测量温度准确率低，而且必须经过专门的接口电路转换成数字信号才能由单片机进行处理。本次采用DS18B20数字温度传感器来实现基于AT89S52单片机的数字温度计的设计，这种设计需要用到A/D转换电路，感温电路比较麻烦。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，该设计控制器采用单片机8051，温度传感器采用 DS18B20，以边沿D触发器7474、移位寄存器74LS164和共阴极LED数码管为主体设计了一款简易数字式温度计实现温度显示。 关键词：数字温度计；单片机；传感器；DS18B20；
目录 第一章绪论 (1) 第二章数字温度计的总体设计 2.1总体设计方案 2 2.2 重要性能指标 (2) 2.3 系统主要模块方案论证与比较 (2) 2.3.1控制模块的选用 (2) 2.4 设计要求和实现的功能 (3) 3.1 主要芯片介绍 (4) 3.1.1 AT89S52的介绍 (4) 3.2 温度检测模块 (7) 3.2.1 DS18B20的简介 (7) 3.2.2 DS18B20的引脚功能 (9) 3.2.3 DS18B20的两个表格 (10) 3.2.4 DS18B20的测温原理 (11) 3.2.5 DS18B20的时序设置 (12) 3.2.6 DS18B20硬件电路设计 (13) 4.1 系统主程序 (15) 4.3 计算温度子程序流程图 (16) 4.4 显示数据子程序 (17) 4.5 系统初始化程序 (17) 4.6 温度转换段码子程序 (18) 5.1 Proteus软件介绍 (20) 5.1.2 工作界面 (21) 5.2 仿真结果图 (22) 参考文献 (26)
178(RC001)型非接触式电子体温计 专用于人体测温.抗击流感专业非接触体温检测仪. 适用于：甲型H1N1流感患者排查。 精确：测量偏差±0.2度。测量时间0.5秒钟。 高温报警：可自由设定报警温度。 存储数据：可存储32个测量数据，便于分析对比。可进行温度修正. 医疗器械生产许可证号：食药监械生产许可证20081646号。 一、新版测温仪产品参数： 精确：测量偏差≤±0.2度。（采用进口红外线探测系统） 快速：测量时间＜0.5秒钟。 易用：一键测量，操作方便。 非接触：对人体额头测量，不接触人体皮肤。 长寿命：装2节5号电池，可使用超过10万次，产品使用寿命＞300万次。 测量距离：在5~15CM之内都可以适应，无需固定测量距离。 大屏显示：大屏幕液晶显示，白色背光，任何光线下都可以清晰显示。 温度报警：自由设定报警温度。 存储数据：存储32个测量数据，便于分析参考对比。 设置修改：可以修改设置参数，以适应不同肤色的人种（白人、黑人、黄色人种等） 单位转换：使用摄氏度、华氏度可相互转换。 产品用途：
人体体温测量：准确的测量人体体温，替代传统的水银体温计。 皮肤温度测量：测量人体皮肤表面温度，比如可用于断肢再植手术时需要测量皮肤的表面温度。 物体温度测量：测量物体的表面温度，比如可用于茶杯外表的温度的测量。 液体温度量：测量液体的温度，如婴儿洗澡水的温度、奶瓶内牛奶温度等。 技术性能： 1．正常使用条件温度：环境温度：10℃-40℃ 2．电源：DC3V（2粒AA电池） 3．尺寸：196×150×50㎜（长×宽×高） 4．重量：220g 5．测量范围：体温模式：32℃--42.9℃ 表面模式：0℃~60℃ 6．精度:0.2℃ 7．功率：≤50Mw 8．测量距离：5CM-15CM 9．自动关机：5秒 二、图片展示： 三、使用方法： 注意事项: - 遵循此说明书中的保养建议 - 此产品适合于专业用途或是家庭用途 - 产品使用的环境温度一定是在10~40℃. - 产品必须保持干净以及放在干燥的地方. - 请勿将额温枪放在有电击的地方. - 请勿将额温枪放置在极端的温度环境:高于50℃或低于-20℃.
数字式温度计的设计和制作 时间：周一下 姓名：何安珣 学号：0930*******
一、实验目的 1.研究AD590集成电路温度传感器和NTC热敏电阻的温度特性； 2.利用AD590制作量程为0~100℃范围的数字式温度计；利用NTC热敏电阻制作量程为35~42℃范围的数字体温计。 二、实验原理 1.AD590集成温度传感器的基本特性 ?AD590是一个电流型的集成温度传感器（详见实验原理补充），其温度测量灵敏度高且线性好，测量中不需要设置恒定的稳定参考点。 ⑴测温范围：-55~+150℃. ⑵电源电压范围：4~30V. ⑶输出电阻：710MΩ. ⑷输出为电流变化，温度变化1℃，引起1μA的电流变化. ?有AD590的温度特性可知，其输出电流与温度呈线性关系： B I+ A =θ 其中I（单位为μA）为输出电流，θ为温度，A为0℃时的输出电流，B值约为1。 ?根据其温度特性，采用非平衡电桥电路，可以制作一台数字温度计。 图1AD590数字温度计设计电路
由A B I +=θ，可得： 3 2211R R R AR BR U +? +=εθ其中ε为电源电压，U 单位为μV 。 令?? ???=+?=010*******R R R AR BR ε，即可使电压表毫伏挡示数为AD590所处环境的温度。根据设计原理可知，R 1决定U-θ曲线的斜率，R 2、R 3决定U 、θ的差值。 2.NTC 热敏电阻基本特性 ? NTC 是Negative Temperature Coefficient 的缩写。NTC 热敏电阻即负温度系数热敏电阻， 以锰、钴、镍和铜等金属氧化物为主要材料，采用陶瓷工艺制造而成的。这些金属氧化物都具有半导体性质，因为在导电方式上完全类似锗、硅等半导体材料。温度低时，这些氧化物材料的载流子（电子和空穴）数目少，所以其电阻值较高；随着温度的升高，载流子数目增加，所以电阻值降低。 ⑴热敏电阻的零功率电阻值： )1 1(00 T T B e R R ?=R：周围温度T（K）时的电阻值（K：绝对温度）R 0：周围温度T 0（K）时的电阻值B：热敏电阻的B 常数 ⑵B 常数 0ln /1/11R R T T B ?= B 值也是温度的函数，因此热敏电阻零功率电阻值的公式为经验公式，仅在温度变化范围有限时才具有一定的精度。在本次实验中，35~42℃温度范围小，B 为常数。 ? 由于体温计的温度变化范围较小，可对)11(00 T T B e R R ?=式右边进行Taylor 展开：
数字温度计显示设计 摘要：随着现代化信息技术的飞速发展，单片机技术已经十分普及，在实时检测和自动控制的单片机应用系统中，单片机往往是作为核心部件来使用。 本论文介绍了一种以单片机AT89S52为主要控制器件，以DS18B20为温度传感器通过LED屏传送数据，实现温度显示的新型数字温度计。该数字温度计的测量围为-10～120℃，显示分辨率为0.1℃，误差≤±0.10℃。由于采用了温度传感器DS18B20作为检测元件，与传统的温度计相比，本文设计的数字温度计减少了外部的硬件电路，具有读数方便，测温围广，测温精确，数字显示，适用围宽等特点。DS18B20温度计还可以在高温报警、远距离多点测温控制等方面进行应用开发。该系统结构简单，抗干扰能力强，适合于各种环境下进行现场温度测量，可广泛应用于工业控温系统、温度计、消费产品以及其它温度测控系统。 关键词：单片机AT89S52；温度传感器DS18B20；LED显示屏等。 1 引言 随着现代信息技术的飞速发展和传统工业改造的逐步实现，人们在生产过程中会越来越关注精密而实用的仪器，能够独立工作的温度检测和显示系统应用于诸多领域。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、生活等提供更好更方便快捷的设施就需要从单片机技术入手，一切向着数字化控制，智能化控制方向发展。 1.1研究背景 目前温度计的发展很快，从原始的玻璃管温度计发展到了现在的热电阻温度计、热电偶温度计、数字温度计、电子温度计等等，温度计中传感器是它的重要组成部分，它的精度、灵敏度基本决定了温度计的精度、测量围、控制围和用途等。传感器应用极其广泛，目前已经研制出多种新型传感器。 传统的温度检测以热敏电阻为温度敏感元件。热敏电阻的成本低，但需后续信号处理电路，而且可靠性相对较差，测温准确度低，检测系统也有一定的误差。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，测温围广，测温精确，数字显示，适用围宽等特点，主要用于对测温比较准确的场所或科研实