数字式传感技术

DS18B20数字式温度传感器，与传统的热敏电阻有所不同的是，使用集成芯片，采用单总线技术，其能够有效的减小外界的干扰，提高测量的精度。

同时，它可以直接将被测温度转化成串行数字信号供微机处理，接口简单，使数据传输和处理简单化。

部分功能电路的集成，使总体硬件设计更简洁，能有效地降低成本，搭建电路和焊接电路时更快，调试也更方便简单化，这也就缩短了开发的周期。

DS18B20单线数字温度传感器，即“一线器件”，其具有独特的优点：（ 1 ）采用单总线的接口方式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。

单总线具有经济性好，抗干扰能力强，适合于恶劣环境的现场温度测量，使用方便等优点，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。

（ 2 ）测量温度范围宽，测量精度高。

DS18B20 的测量范围为-55℃~+125℃；在-10~+85℃范围内，精度为±0.5℃。

（ 3 ）在使用中不需要任何外围元器件即可实现测温。

（ 4 ）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。

（ 5 ）供电方式灵活。

DS18B20可以通过内部寄生电路从数据线上获取电源。

因此，当数据线上的时序满足一定的要求时，可以不接外电源，从而使系统结构更趋简单，可靠性更高。

（ 6 ）测量参数可配置。

DS18B20的测量分辨率可通过程序设定9~12位。

（ 7 ）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。

（ 8 ）掉电保护功能。

DS18B20内部含有EEPROM，在系统掉电以后，它仍可保存分辨率及报警温度的设定值。

DS18B20 具有体积更小、适用电压更宽、更经济、可选更小的封装方式，更宽的电压适用范围，适合于构建自己的经济的测温系统，因此也就被设计者们所青睐。

二、DS18B20测温原理DS18B20 的内部测温电路框图低温度系数晶振的振荡频率受温度的影响很小，用于产生固定频率的脉冲信号送给减法计数器1，为计数器提供一频率稳定的计数脉冲。

传感器的分类_传感器的原理与分类_传感器的定义和分类传感器的分类方法很多．主要有如下几种：（1）按被测量分类，可分为力学量、光学量、磁学量、几何学量、运动学量、流速与流量、液面、热学量、化学量、生物量传感器等。

这种分类有利于选择传感器、应用传感器（2）按照工作原理分类，可分为电阻式、电容式、电感式，光电式，光栅式、热电式、压电式、红外、光纤、超声波、激光传感器等。

这种分类有利于研究、设计传感器，有利于对传感器的工作原理进行阐述。

（3）按敏感材料不同分为半导体传感器、陶瓷传感器、石英传感器、光导纤推传感器、金属传感器、有机材料传感器、高分子材料传感器等。

这种分类法可分出很多种类。

（4）按照传感器输出量的性质分为摸拟传感器、数字传感器。

其中数字传感器便干与计算机联用，且坑干扰性较强，例如脉冲盘式角度数字传感器、光栅传感器等。

传感器数字化是今后的发展趋势。

（5）按应用场合不同分为工业用，农用、军用、医用、科研用、环保用和家电用传感器等。

若按具体便用场合，还可分为汽车用、船舰用、飞机用、宇宙飞船用、防灾用传感器等。

（6）根据使用目的的不同，又可分为计测用、监视用，位查用、诊断用，控制用和分析用传感器等。

主要特点传感器的特点包括：微型化、数字化、智能化、多功能化、系统化、网络化，它不仅促进了传统产业的改造和更新换代，而且还可能建立新型工业，从而成为21世纪新的经济增长点。

微型化是建立在微电子机械系统（MEMS）技术基础上的，已成功应用在硅器件上做成硅压力传感器。

主要功能常将传感器的功能与人类5大感觉器官相比拟：光敏传感器——视觉声敏传感器——听觉气敏传感器——嗅觉化学传感器——味觉压敏、温敏、传感器（图1）流体传感器——触觉敏感元件的分类：物理类，基于力、热、光、电、磁和声等物理效应。

化学类，基于化学反应的原理。

生物类，基于酶、抗体、和激素等分子识别功能。

通常据其基本感知功能可分为热敏元件、光敏元件、气敏元件、力敏元件、磁敏元件、湿敏元件、声敏元件、放射线敏感元件、色敏元件和味敏元件等十大类（还有人曾将敏感元件分46类）。

DS18B20的工作原理DS18B20是一种数字温度传感器，可以通过一根单线串行总线与微处理器或者其他设备进行通信。

它采用了数字温度传感技术，可以准确地测量环境温度，并将温度数据以数字形式传输给主设备。

DS18B20的工作原理如下：1. 温度测量原理：DS18B20使用了一个精确的温度传感器，该传感器基于温度对半导体材料电阻值的影响。

在DS18B20中，温度传感器是由一对金属电极和一个细丝电阻器组成的。

当温度升高时，电阻值增加，反之亦然。

通过测量电阻值的变化，可以确定环境温度。

2. 单线串行总线通信：DS18B20通过单线串行总线与主设备通信，这意味着只需要一根数据线就可以实现数据传输。

通信过程中，主设备发送指令给DS18B20，DS18B20将温度数据以数字形式传输回主设备。

这种通信方式简化了硬件连接，降低了成本。

3. 温度转换和精度：DS18B20将温度数据转换为数字形式，并以12位精度表示。

它可以测量的温度范围为-55℃至+125℃，精度为±0.5℃。

DS18B20还具有可编程的分辨率功能，可以选择9位、10位、11位或者12位的温度分辨率。

4. 供电和工作模式：DS18B20可以通过总线路线提供供电，也可以通过外部电源提供供电。

它还具有多种工作模式，包括连续转换模式和温度警报模式。

在连续转换模式下，DS18B20可以周期性地测量温度并发送数据。

在温度警报模式下，DS18B20可以设置上下限温度阈值，当温度超过或者低于设定阈值时，会触发警报信号。

总结：DS18B20是一种数字温度传感器，采用了数字温度传感技术。

它通过测量温度对半导体材料电阻值的影响来测量环境温度，并将温度数据以数字形式传输给主设备。

DS18B20具有单线串行总线通信、温度转换和精度、供电和工作模式等特点。

它在许多领域中被广泛应用，如气象监测、工业自动化、家用电器等。

其高精度和简单的硬件连接使其成为一种理想的温度传感器。

光纤光栅传感技术的优点光纤光栅传感技术除了具有普通光纤传感技术的本质防爆、抗腐蚀、抗电磁干扰、对电绝缘、无电传输等许多优点外，还有一些明显优于其它光纤传感技术的特点:波长编码的数字式传感，使用可靠性高，寿命长，能进行长期安全监测。

光纤光栅传感技术探测的是光束的波长，是一种波长检测的数字式传感，而波长在光束的传输过程中不受光源起伏、光纤弯曲损耗、连接损耗和探测器老化等因素的影响，另一方面，这项技术也避免了一般干涉型传感器中相位测量的不清晰和对固有参考点的需要。

光纤传输信号，适合远距离在线监测和传输，易于组网。

采用光纤传输携带传感信息的光波，能不失真地远距离传输，有利于远程网络化监控。

一根光纤中写入多个光栅，易于实现分布式自动化在线监测。

在一根光纤上可制备多个甚至数百个光栅探测点，可实现时分复用、波分复用、空分复用，进行长距离分布式测量。

响应时间快、精度高、灵敏度高、分辨率高。

以光纤制备的光纤光栅是光纤光栅传感器的核心器件，它是上世纪九十年代才出现的新型光学器件。

研究表明，光纤光栅的特征波长――布喇格波长对外界环境具有高度敏感的特性，而且在相同的环境下，这个特征波长还具有高度的一致性，因此用它制作的传感器也具有响应时间快、灵敏度高和测量精度高的特性。

• 结构简单、易于施工布设。

光纤光栅体积小、重量轻，纤细柔软，容易制作成结构非常简单的传感器探头，便于在现场施工，探头的成活率高。

光纤探头，光耦合器，调制解调器，转换电路就可以名句赏析～～～～～不限主题不限抒情四季山水天气人物人生生活节日动物植物食物山有木兮木有枝，心悦君兮君不知。

____佚名《越人歌》人生若只如初见，何事秋风悲画扇。

____纳兰性德《木兰词?拟古决绝词柬友》十年生死两茫茫，不思量，自难忘。

____苏轼《江城子?乙卯正月二十日夜记梦》只愿君心似我心，定不负相思意。

____李之仪《卜算子?我住长江头》玲珑骰子安红豆，入骨相思知不知。

____温庭筠《南歌子词二首 / 新添声杨柳枝词》曾经沧海难为水，除却巫山不是云。

常见的25种传感器类型介绍“蓝⾊字”传感器的作⽤实际上是⼀种功能块，其作⽤是将来⾃外界的各种信号转换成电信号。

例如，⽇常⽣活中使⽤的话筒，⼿机中的麦克风，它将声⾳转换成电信号，然后放⼤到最佳范围。

然后，在扬声器的o / p处将电信号变成⾳频信号。

如今传感器所检测的信号近来显著地增加，因⽽其品种也极其繁多。

今天我们来看看传感器的种类吧：1.电阻式传感器电阻式传感器是将被测量，如位移、形变、⼒、加速度、湿度、温度等这些物理量转换式成电阻值这样的⼀种器件。

主要有电阻应变式、压阻式、热电阻、热敏、⽓敏、湿敏等电阻式传感器件。

2.变频功率传感器变频功率传感器通过对输⼊的电压、电流信号进⾏交流采样，再将采样值通过电缆、光纤等传输系统与数字量输⼊⼆次仪表相连，数字量输⼊⼆次仪表对电压、电流的采样值进⾏运算，可以获取电压有效值、电流有效值、基波电压、基波电流、谐波电压、谐波电流、有功功率、基波功率、谐波功率等参数。

3.称重传感器称重传感器是⼀种能够将重⼒转变为电信号的⼒→电转换装置，是电⼦衡器的⼀个关键部件。

能够实现⼒→电转换的传感器有多种，常见的有电阻应变式、电磁⼒式和电容式等。

电磁⼒式主要⽤于电⼦天平，电容式⽤于部分电⼦吊秤，⽽绝⼤多数衡器产品所⽤的还是电阻应变式称重传感器。

电阻应变式称重传感器结构较简单，准确度⾼，适⽤⾯⼴，且能够在相对⽐较差的环境下使⽤。

因此电阻应变式称重传感器在衡器中得到了⼴泛地运⽤。

4.电阻应变式传感器传感器中的电阻应变⽚具有⾦属的应变效应，即在外⼒作⽤下产⽣机械形变，从⽽使电阻值随之发⽣相应的变化。

电阻应变⽚主要有⾦属和半导体两类，⾦属应变⽚有⾦属丝式、箔式、薄膜式之分。

半导体应变⽚具有灵敏度⾼(通常是丝式、箔式的⼏⼗倍)、横向效应⼩等优点。

5.压阻式压阻式传感器是根据半导体材料的压阻效应在半导体材料的基⽚上经扩散电阻⽽制成的器件。

其基⽚可直接作为测量传感元件，扩散电阻在基⽚内接成电桥形式。