智能温度测量系统的设计1
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智能温度表是一种可以测量环境温度并提供智能化功能的设备。
其设计原理通常包括以下几个关键部分:
1. 温度传感器
智能温度表的核心部件是温度传感器,用于检测环境的温度。
常用的温度传感器包括热敏电阻(PTC、NTC)、热电偶和数字温度传感器等。
传感器将温度信号转换为电信号,并输出给控制系统进行处理。
2. 控制系统
智能温度表的控制系统通常由微处理器或微控制器组成,负责接收和处理来自温度传感器的信号。
控制系统根据预设的算法对温度数据进行处理,并可以实现各种功能,如温度显示、报警功能、数据存储和通信等。
3. 显示模块
智能温度表通常配备有显示模块,用于显示当前环境温度和其他相关信息。
显示模块可以采用液晶显示屏、LED显示等,以直观方式展示温度数据给用户。
4. 电源管理
智能温度表需要稳定的电源供应以正常工作。
电源管理部分通常包括电池或外部电源接口,以及相关的电源管理电路,确保设备的正常运
行和节能管理。
5. 智能功能
除了基本的温度检测和显示功能,智能温度表还可能具备一些智能化功能,如温度数据记录、远程监控、温度趋势分析、报警提示等。
这些功能通过控制系统的智能算法实现,提升了设备的实用性和便捷性。
综上所述,智能温度表的设计原理主要包括温度传感器、控制系统、显示模块、电源管理和智能功能等关键部分,通过这些组成部分的协同工作,实现了智能温度表的准确测量和智能化功能。
《智能测温仪》毕业设计论文智能测温仪是一种结合了智能技术和温度测量技术的设备,广泛应用于医疗、工业、家居等领域。
本文旨在通过设计和制作一个智能测温仪的原型,实现对人体体温的快速、准确测量,并具备数据记录和分析的功能。
本文将从以下几个方面进行论述。
首先,本文将对智能测温仪的设计目的和功能进行阐述。
智能测温仪的设计目的是为了提供一种可靠、安全、精准测量人体体温的设备。
在功能方面,智能测温仪具备自动识别人体的能力,并可以通过非接触式测温方式快速测量体温。
同时,智能测温仪还具备数据记录和分析的功能,可以将测得的体温数据存储并分析,为用户提供更多的参考信息。
其次,本文将对智能测温仪的硬件设计进行详细介绍。
智能测温仪的硬件主要包括传感器、微控制器、显示屏和按键等组成部分。
传感器主要用于感知周围的温度,通过与微控制器进行通信实现测温功能。
微控制器负责数据的处理和控制整个设备的运行。
显示屏用于显示测量结果和其他信息,按键则用于设备的操作控制。
然后,本文将对智能测温仪的软件设计进行详细阐述。
智能测温仪的软件主要包括测温算法、数据存储和分析算法以及用户界面设计。
测温算法是实现测量精准度的关键,需要考虑传感器的误差和其他因素对测量结果的影响。
数据存储和分析算法主要用于将测得的体温数据存储在设备中,并提供数据分析的功能,以便用户可以更好地了解自己的身体状况。
用户界面设计则需要符合人机工程学原理,使用户能够方便地操作设备。
最后,本文将对智能测温仪的实际应用进行讨论。
智能测温仪可以广泛应用于医疗、工业、家居等领域,为用户提供方便、快速、准确的体温测量服务。
在医疗领域,智能测温仪可以用于门诊、急诊等场所的体温监测;在工业领域,智能测温仪可以用于生产线体温监测,以确保员工健康和生产质量;在家居领域,智能测温仪可以用于家庭成员的日常体温监测,及时发现和预防疾病。
综上所述,智能测温仪是一种集成了智能技术和温度测量技术的设备,在多个领域具备广泛应用前景。
基于单片机的智能体温检测系统设计摘要:由于新冠疫情的爆发给大众的生活带来了巨大变化,为了满足疫情条件下对温度快速测量的需求,采用无接触式测温既有效规避病毒传染风险,又可以第一时间检测疑似病例。
在此基础上添加口罩识别功能极大减轻了工作人员人工识别的负担,为防疫工作提供保障。
目前市场现有系统存在价格高以及不易携带的问题,并且目前市场应用的大部分装置都是单独的口罩识别或是无接触测温系统。
与之相比该系统将两种功能结合在同一系统中,具有体积小、便携、易操作等优点,为操作人员提供了极大便利。
此装置适用于学校、工厂、商场等人流密集场所,可以为进出人员提供检测服务。
人机交互式装置在疫情防控中发挥重要作用,节省人力物力,并且其效率远高于人工检测。
关键词:单片机;智能体温;检测系统;设计引言患新冠肺炎的主要症状是发热,因此体温检测是疫情防控的第一道防线。
以当今人流密集场所疫情防控情况为背景,设计并实现了一款基于STM32单片机的非接触式体温测量与身份识别系统。
该系统利用OPENMV对目标人脸进行快速检测,精准识别目标身份信息和口罩佩戴情况,利用MLX90614准确测量目标体表温度,实时将测量信息通过显示屏直观地展示并通过蓝牙发送到手机App上,实现系统逻辑结构的完整性与任务完成的效率最优解。
1系统的组成及其工作原理1.1系统的组成以单片机作为系统控制基础,利用传感器测量温度,通过通信和控制技术,形成温度测量控制系统。
具体可分为基于MLX90614红外测温传感器的温度检测模块、LCD12864液晶屏显示模块、4X4矩阵键盘模块、电源模块、复位模块、晶振模块、报警模块、继电器控制模块和震动传感器模块。
1.2系统工作原理该系统基于STC12C5A60S2单片机进行设计,包括电源电路、复位电路、晶振电路、红外测温传感器、震动传感器、LCD显示电路、蜂鸣器报警电路、键盘输入电路和继电器控制电路,通过MLX90614红外温度传感器实现温度数据的处理。
2017毕业论文-基于at89s52单片机的智能温度检测系统的设计2017毕业论文-基于at89s52单片机的智能温度检测系统的设计I 智能温度检测系统的设计摘要温度测量是现代检测技术的重要组成部分,在保证产品质量、节约能源和安全生产等方面起着关键的作用。
因此,能够确保快速、准确地测量温度的技术及装置普遍受到各国的重视。
近年来,利用数字式温度传感器以实现温度信息的检测已成为温度检测技术的一种发展趋势。
随着科学技术的发展,人们对温度检测的准确度和灵敏度要求越来越高,并且对温度测量系统的智能化有一定的要求,譬如在温度达到允许的最高限时实现报警。
研制更灵敏、更可靠、更精确的温度检测系统越来越有必要。
本课题即以上述任务为出发点,拟设计一种智能温度检测系统。
本系统大致可分为中央处理单元、温度数据采集模块、时钟模块、人机接口模块、串行通讯模块和报警模块六部分。
该系统基于DS18B20 数字温度传感器,以AT89S52 单片机为核心,用数码管驱动及键盘控制芯片CH452 驱动数码管。
通过时钟芯片DS1302,该系统具有时钟功能。
软件开发采用C51 进行编程。
该系统不仅能实时采集所测环境的温度值,将其实时显示在数码管上,并且在温度达到所设定的最高限时进行报警。
上位机通过串行通讯与该系统相连,具有实时分析和存储数据的功能。
关键词:AT89S52,DS18B02,CH452,温度检测II Intelligent Design Temperature Detection System ABSTRACT Temperature measurement of modern detection technology is an important part in ensuring product quality, energy conservation and production safety, and so plays a key role. Therefore, to ensure fast, accurate temperature measurement devices and technologies widely national attention. In recent years, the use of digital temperature sensors to achieve the temperature information testing temperature detection technology has become a trend. With the development of science and technology, people on the temperature detection accuracy and sensitivity increasingly demanding high and the temperature measurement systems have a certain intelligence requirements,such as the temperature reached the maximum when the realization of the police. The development of more sensitive and more reliable, more accurate temperature detection system increasingly necessary. That is subject to the above tasks as the starting point, to design a smart temperature detection system. The system can be broadly classified into central processing units, temperature data acquisition module, the clock modules, human-computer interface module, serial communications module and alarm module six parts. The system is based on DS18B20 digital temperature sensor to AT89S52 microcontroller as the core, the digital drive and keyboard control of the digital chip CH452 drive. DS1302 chip clock through the system has clock. C51 use software development program. The system can not only collect real-time temperature measured by the value of the environment, in fact, shows that in the digital pipe, and set the temperature reaches the maximum and minimum when the realization of police. PC via the serial communication with the system linked with real-time analysis and data storage functions. KEY WORDS: AT89S52,DS18B02,CH452,Temperature Detection III 目录摘要.I ABSTRACT.II 1 绪论.1 1.1 本课题研究的目的及意义.1 1.2 温度测量的现状和发展历程.1 1.3 主要研究工作内容.3 2 系统总体方案及硬件电路设计.4 2.1 系统总体构成.4 2.1.1 各模块介绍.4 2.1.2 系统硬件设计总图.6 2.2 AT89S52 单片机的介绍.6 2.2.1 基本组成.6 2.2.2 引脚功能描述.8 2.3 数码管驱动及键盘控制芯片.11 2.3.1 CH452 芯片概述.11 2.3.2 CH452 的特点.12 2.3.3 封装及引脚12 2.3.4 CH452 功能说明.14 2.3.5 操作命令.16 2.3.6 CH452 驱动数码管及键盘硬件接口.20 2.4 数字温度传感器.21 2.4.1 DS18B20 的性能特点21 2.4.2 DS18B20 的内部结构21 2.4.3 DS18B20 与AT89S52 硬件接口设计.22 2.5 时钟芯片.23 2.5.1 DS1302 概述.23 2.5.2 DS1302 芯片特性.23 2.5.3 DS1302 的引脚和工作原理.23 2.5.4 DS1302 与单片机连接.25 2.6 串行通讯25 2.6.1 串行通讯基础25 2.6.2 MAX232 与单片机的硬件接口.26 3 系统软件设计.28 3.1 系统软件的整体设计.28 3.2 模块化程序的设计.30 3.2.1 温度数据采集模块.30 3.2.2 时钟模块.32 3.2.3 数据参数显示模块.33 4 系统测试.35 4.1 初始界面测试.35 4.2 温度数据采集模块的测试.36 4.3 时钟模块的测试.36 IV 4.4 报警模块测试.37 5 总结38 致谢.39 参考文献.40 附录.41 智能温度检测系统的设计1 1 绪论 1.1 本课题研究的目的及意义温度的测量是科研与生产中最常见的一类测量技术。
单片机C语言课题设计报告设计题目:温度检测电气系2011级通信技术一班级通信技术一班通才达识,信手拈来通才达识,信手拈来1摘要本课题以51单片机为核心实现智能化温度测量。
利用18B20温度传感器获取温度信号,将需要测量的温度信号自动转化为数字信号,利用单总线和单片机交换数据,最终单片机将信号转换成LCD 可以识别的信息显示输出。
基于STC90C516RD+STC90C516RD+的单片机的智能温度检测系统,的单片机的智能温度检测系统,设计采用18B20温度传感器,其分辨率可编程设计。
本课题设计应用于温度变化缓慢的空间,综合考虑,以降低灵敏度来提高显示精度。
设计使用12位分辨率,因其最高4位代表温度极性,故实际使用为11位半,位半,而温度测量范围为而温度测量范围为而温度测量范围为-55-55-55℃~℃~℃~+125+125+125℃,℃,则其分辨力为0.06250.0625℃。
℃。
设计使用LCD1602显示器,可显示16*2个英文字符,显示器显示实时温度和过温警告信息,和过温警告信息,传感器异常信息设。
传感器异常信息设。
传感器异常信息设。
计使用蜂鸣器做警报发生器,计使用蜂鸣器做警报发生器,计使用蜂鸣器做警报发生器,当温度超过当温度超过设定值时播放《卡农》,当传感器异常时播放嘟嘟音。
单片机C 语言课题设计报告语言课题设计报告电动世界,气定乾坤2目录一、设计功能一、设计功能................................. ................................. 3 二、系统设计二、系统设计................................. .................................3 三、器件选择三、器件选择................................. .................................3 3.1温度信号采集模块 (3)3.1.1 DS18B20 3.1.1 DS18B20 数字式温度传感器数字式温度传感器..................... 4 3.1.2 DS18B20特性 .................................. 4 3.1.3 DS18B20结构 .................................. 5 3.1.4 DS18B20测温原理 .............................. 6 3.1.5 DS18B20的读写功能 ............................ 6 3.2 3.2 液晶显示器液晶显示器1602LCD................................. 9 3.2.1引脚功能说明 ................................. 10 3.2.2 1602LCD 的指令说明及时序 ..................... 10 3.2.3 1602LCD 的一般初始化过程 (10)四、软件设计四、软件设计................................ ................................11 4.1 1602LCD 程序设计流程图 ........................... 11 4.2 DS18B20程序设计流程图 ............................ 12 4.3 4.3 主程序设计流程图主程序设计流程图................................. 13 五、设计总结五、设计总结................................. ................................. 2 六、参考文献六、参考文献................................. ................................. 2 七、硬件原理图及仿真七、硬件原理图及仿真......................... .........................3 7.1系统硬件原理图 ..................................... 3 7.2开机滚动显示界面 ................................... 4 7.3临界温度设置界面 ................................... 4 7.4传感器异常警告界面 (4)电气系2011级通信技术一班级通信技术一班通才达识,信手拈来通才达识,信手拈来3温度温度DS18B20 LCD 显示显示过温函数功能模块能模块传感器异常函数功能模块数功能模块D0D1D2D3D4D5D6D7XT XTAL2AL218XT XTAL1AL119ALE 30EA31PSEN29RST 9P0.0/AD039P0.1/AD138P0.2/AD237P0.3/AD336P0.4/AD435P0.5/AD534P0.6/AD633P0.7/AD732P2.7/A1528P2.0/A821P2.1/A922P2.2/A1023P2.3/A1124P2.4/A1225P2.5/A1326P2.6/A1427P1.01P1.12P1.23P1.34P1.45P1.56P1.67P1.78P3.0/RXD 10P3.1/TXD11P3.2/INT012P3.3/INT113P3.4/T014P3.7/RD17P3.6/WR 16P3.5/T115U180C51X1CRYST CRYSTAL ALC122pFC222pFGNDR110kC31uFVCCGND234567891RP1RESPACK-8VCC0.0DQ 2VCC 3GND 1U2DS18B20R24.7K LCD1LM016LLS2SOUNDERMUC八、程序清单八、程序清单................................. .................................5 一、设计功能·由单片机、温度传感器以及液晶显示器等构成高精度温度监测系统。
智能温度测量系统设计李晓磊【期刊名称】《《电脑与电信》》【年(卷),期】2019(000)006【总页数】5页(P29-33)【关键词】单片机AT89C52; 温度传感器; LCD1602【作者】李晓磊【作者单位】中北大学信息商务学院山西晋中030600【正文语种】中文【中图分类】TP368.11 引言温度测量无论是在工业生产过程中,还是在日常生活中都起着非常重要的作用。
而当今,我国农村的锅炉取暖大多数都没有温度监控系统,部分厂矿、企业还一直沿用简单的温度检测设备和纸质数据记录仪,无法实现温度数据的测量与控制[1]。
随着社会经济的高速发展,越来越多的生产部门和生产环节对温度测量精度的可靠性和稳定性等有了更高的要求。
传统的温度测量器测量精度普遍不高,不能满足对温度要求较为苛刻的生产环节,因而设计一种较为理想的温度测量系统显得尤为重要。
针对这些问题,本文提出了基于单片机的智能温度测量系统设计。
相对于传统的温度采集方法而言,基于单片机的温度测量系统具有更多的优势,例如,读数更简单直观,测量所用时间更短,测量准确度更高,能记忆而且可设定上下限温度蜂鸣提示。
2 系统硬件设计在该系统中,DS18B20温度传感器负责采集温度,将采集的温度信号传给单片机AT89C52,然后输出信号传送到数码管显示电路,如果超过预定值时,单片机会给报警电路发出信号,蜂鸣器会发出警报。
按键电路(甚至按钮)与主控制器相连。
其中,基于单片机的智能温度测量系统原理框图如图1所示。
图1 系统原理框图2.1 AT89C52芯片作为智能温度测量系统的核心部分,单片机承载着处理温度信息、输出显示温度和报警等多个任务。
因此,本系统采用的单片机是ATMEL公司开发的AT89C52单片机。
它是一种低电压、高性能CMOS8 位的微控制器,兼容工业标准MCS-51系列的所有指令,程序语言丰富,成本低廉[2-4]。
与同系列的AT89C51单片机相比,它具有更大的存储空间和中断源、应用范围也更广。
单片机温度测量和控制系统的设计与实现一、本文概述随着科技的快速发展,单片机在温度测量和控制领域的应用越来越广泛。
单片机作为一种集成度高、功能强大的微型计算机,具有功耗低、体积小、可靠性高等优点,因此在各种温度测量和控制系统中得到了广泛应用。
本文将详细介绍单片机温度测量和控制系统的设计与实现过程,包括系统的硬件设计、软件编程、温度测量和控制算法等方面。
本文将首先介绍单片机温度测量和控制系统的总体设计方案,包括系统的硬件组成、软件架构以及各个模块的功能。
然后,将详细介绍温度传感器的选择及其与单片机的接口设计,包括温度信号的采集、转换和处理过程。
接着,将阐述单片机的软件编程,包括温度数据的读取、处理以及控制信号的输出等。
还将介绍温度控制算法的设计和实现,包括温度控制策略的选择、算法的优化以及在实际应用中的效果评估。
通过本文的介绍,读者可以深入了解单片机温度测量和控制系统的基本原理和实现方法,掌握相关的硬件设计和软件编程技术,为实际应用提供有益的参考和指导。
本文还将探讨单片机温度测量和控制系统的发展趋势和前景,展望其在未来温度控制领域的应用前景。
二、单片机基础知识单片机,全称为单片微型计算机(Single-Chip Microcomputer),是将中央处理器(CPU)、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、输入/输出端口(I/O Port)、定时/计数器(Timer/Counter)等计算机的主要功能部件集成在一块集成电路芯片上的微型计算机。
单片机以其体积小、功能全、成本低、可靠性高等特点,广泛应用于智能仪表、工业控制、通信设备、医疗设备、家用电器等领域。
单片机按照数据总线的宽度可以分为4位、8位、16位和32位等几类,其中8位单片机由于其性价比高,应用最为广泛。
常见的8位单片机有Intel公司的8051系列、Atmel公司的AVR系列、STC公司的STC89C系列等。
在单片机温度测量和控制系统中,我们通常会使用带有ADC(模数转换器)功能的单片机,以便将模拟信号(如温度传感器输出的电压或电流)转换为数字信号,从而进行精确的温度测量和控制。
目录一. 概述 (1)1.1研究背景和研究意义: (1)1.2温度测量技术的发展与应用: (1)1.2.1温度检测技术简介及发展: (1)1.2.2温度测量技术的应用 (5)1.3本文研究内容: (6)1.3.1设计目的: (6)1.3.2设计要求: (6)1.3.3设计原理: (6)二. 系统硬件模块的选择 (6)2.1开发工具的选择: (7)2.2单片机的选择 (8)2.3温度传感器的选择 (9)2.3.1DS18B20的介绍 (9)2.3.2DS18B20工作原理 (10)2.4显示模块的选择 (11)2.4.1数码管的分类 (11)2.4.2数码管驱动原理 (12)三.系统硬件电路设计 (13)3.1系统整体电路图 (13)3.2单片机最小系统 (14)3.3温度传感器系统 (14)3.4报警电路设计 (17)3.5显示电路设计 (17)3.6电源电路设计 (18)四. 系统软件设计 (20)4.1主程序 (20)4.2读出温度子程序 (21)4.3温度转换命令子程序 (22)4.4计算温度子程序 (22)五, 测试与结果分析 (25)5.1仿真软件介绍 (25)5.2仿真结果 (25)5.2.1用K EIL进行程序编译 (25)致谢....................................................... 错误!未定义书签。
参考文献:.. (27)附录:源程序 (28)1. 概述1.1研究背景和研究意义:随着科技的不断发展,现代社会对各种信息参数的准确度和精确度的要求都有了几何级的增长,而如何准确而又迅速的获得这些参数就需要受制于现代信息基础的发展水平。
在三大信息信息采集(即传感器技术)、信息传输(通信技术)和信息处理(计算机技术)中,传感器属于信息技术的前沿尖端产品,尤其是温度传感器技术,在我国各领域已经引用的非常广泛,可以说是渗透到社会的每一个领域,人民的生活与环境的温度息息相关,在工业生产过程中需要实时测量温度,在农业生产中也离不开温度的测量,因此研究温度的测量方法和装置具有重要的意义。
本设计即用单片机对温度进行实时检测与控制,本文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,能准确达到设计要求。
本温度计属于多功能温度计,功能较强,可以设置上下限报警温度,且测量准确、误差小。
当测量温度超过设定的温度上下限时,启动蜂鸣器和指示灯报警。
1.2温度测量技术的发展与应用:1.2.1温度检测技术简介及发展:一、随着国内外工业的日益发展,温度检测技术也有了不断的进步,目前的温度检测使用的方法种类繁多,应用范围也较广泛,大致包括以下几种方法[1]:1.利用物体热胀冷缩原理制成的温度计利用此原理制成的温度计大致分成三大类。
(1)玻璃温度计,它是利用玻璃感温包内的测温物质(水银、酒精、甲苯、煤油等)受热膨胀、遇冷收缩的原理进行温度测量的;(2)双金属温度计,它是采用膨胀系数不同的两种金属牢固粘合在上一起制成的双金属片作为感温元件,当温度变化时,一端固定的双金属片,由于两种金属膨胀系数不同而产生弯曲,自由端的位移通过传动机构带动指针指示出相应温度;(3)压力式温度计,它是由感温物质(氮气、水银、二甲苯、甲苯、甘油和低沸点液体如氯甲烷、氯乙烷等)随温度变化,压力发生相应变化,用弹簧管压力表测出它的压力值,经换算得出被测物质的温度值。
2.利用热电效应技术制成的温度检测元件利用此技术制成的温度检测元件主要是热电偶。
热电偶发展较早,比较成熟,至今仍为应用最广泛的检测元件。
热电偶具有结构简单、制作方便、测量范围宽、精度高、热惯性小等特点。
常用的热电偶有以下几种。
(1)镍铬-镍硅,型号为WRN,分度号为K,测温范围0-900℃,短期可测1200℃。
(2)镍铬-康铜,型号为WRK,分度号为F,测温范围0-600℃,短期可测800℃。
(3)铂铑-铂,型号为WRP,分度号为S,在1300℃以下的温度可长期使用,短期可测1600℃。
(4)铂铑30—铂铐6,型号为WRR,分度号为B,测温范围300-1600℃,短期可测1800℃。
3.利用热阻效应技术制成的温度计用此技术制成的温度计大致可分成以下几种[2]。
(1)电阻测温元件,它是利用感温元件(导体)的电阻随温度变化的性质,将电阻的变化值用显示仪表反映出来,从而达到测温的目的。
目前常用的有铂热电阻(分度号为Pt100、Pt10两种)和铜热电阻(分度号有Cu50、Cu100两种)。
(2)导体测温元件,它与热电阻的温阻特性刚好相反,即有很大负温度系数,也就是说温度升高时,其阻值降低。
(3)陶瓷热敏元件,它的实质是利用半导体电阻的正温特性,用半导体陶瓷材料制作而成的热敏元件,常称为PCT或NCT热敏元件。
PCT热敏元件分为突变型及缓变型二类。
突变型PCT元件的温阻特性是当温度达到顶点时,它的阻值突然变大,有限流功能,多数用于保护电器。
缓变型PCT元件的温阻特性基本上随温度升高阻值慢慢增大,起温度补偿作用。
NCT元件特性与PCT元件的突变特性刚好相反,即随温度升高,它的阻值减小[3]。
4.利用热辐射原理制成的高温计热辐射高温计通常分为两种。
一种是单色辐射高温计,一般称光学高温计;另一种是全辐射高温计,它的原理是物体受热辐射后,视物体本身的性质,能将其吸收、透过或反射。
而受热物体放出的辐射能的多少,与它的温度有一定的关系。
热辐射式高温计就是根据这种热辐射原理制成的[3]。
5.利用声学原理进行温度测量声学发温度检测技术是近年来发展起来的一项新技术,利用该技术,可以对炉内的烟气温度测量值和火焰分布在线检测,判断炉的燃烧状况,进行实时调节和控制,声学温度检测技术的基本原理是通过测量声波传感器间的声波传播时间以最小二乘原理重建温度的测量方法。
[4]6.利用红外测温技术红外测温技术是通过检测物体表面能量来检测物体温度的。
近年来,在温度检测技术领域,多种新的检测原理与技术的开发应用,已经取得了重大进展。
新一代温度检测元件正在不断出现和完善化。
1.晶体管温度检测元件半导体温度检测元件是具有代表性的温度检测元件。
半导体的电阻温度系数比金属大1~2个数量级,二级管和三极管的PN结电压、电容对温度灵敏度很高。
基于上述测温原理已研制了各种温度检测元件。
2.集成电路温度检测元件利用硅晶体管基极一发射极间电压与温度关系(即半导体PN结的温度特性)进行温度检测,并把测温、激励、信号处理电路和放大电路集成一体,封装于小型管壳内,即构成了集成电路温度检测元件。
3.核磁共振温度检测器所谓核磁共振现象是指具有核自旋的物质置于静磁场中时,当与静磁场垂直方向加以电磁波,会发生对某频率电磁的吸收现象。
利用共振吸收频率随温度上升而减少的原理研制成的温度检测器,称为核磁共振温度检测器。
这种检测器精度极高,可以测量出千分之一开尔文,而且输出的频率信号适于数字化运算处理,故是一种性能十分良好的温度检测器[5]。
在常温下,可作理想的标准温度计之用。
4.热噪声温度检测器它的原理是利用热电阻元件产生的噪声电压与温度的相关性。
其特点是:(1)输出噪声电压大小与温度是比例关系;(2)不受压力影响;(3)感温元件的阻值几乎不影响测量精确度;所以它是可以直接读出绝对温度值而不受材料和环境条件限制的温度检测器。
5.石英晶体温度检测器它采用LC或Y型切割的石英晶片的共振频率随温度变化的特性来制作的。
它利用'u P 技术,自动补偿石英晶片的非线性,测量精度较高,一般可检测到0.001℃,所以可作标准检测之用。
6.光纤温度检测器光纤温度检测器是目前光纤传感器中发展较快的一种,已开发了开关式温度检测器、辐射式温度检测器等多种实用型的品种。
它是利用双折射光纤的传输光信号滞后量随温度变化的原理制成的双折射光纤温度检测器,检测精度在±1℃以内,测温范围可以从绝对0℃到2000℃。
7.激光温度检测器激光测温特别适于远程测量和特殊环境下的温度测量,用氮氖激光源的激光作反射计可测得很高的温度,精度达1%;用激光干涉和散射原理制作的温度检测器可测量更高的温度,上限可达3000℃,专门用于核聚变研究,但在工业上应用还需进一步开发和实验。
8.微波温度检测器采用微波测温可以达到快速测量高温的目的。
它是利用在不同温度下,温度与控制电压成线性关系的原理制成的。
这种检测器的灵敏度为250kHZ/℃,精度为1%左右,检测范围为20~1400℃。
9.纯贵金属热电偶的研究由两种纯金属组成的热电偶,因其材料均匀性远优于合金材料,因而稳定性很好。
在铂铑合金热电偶(S、R型)的不确定度已很难提高之后,人们开始寻找由纯贵金属组成的热电偶,以代替S和R型热电偶,作为传递的标准。
10.信息技术时代自动化系统中的温度检测仪表现代的工业过程自动化系统是现场总线控制系统,它是信息技术进入工业自动化后出现的新一代的自动控制系统。
现场总线是安装在制造或过程区域的现场装置与控制室内的自动装置之间的数字式、串行、多点通信的数据总线[6]。
所有的现场仪表(温度检测仪表是其中一种)均接到现场总线上。
在这样的系统中,通常不应使用各种不同输出的温度计,必须将输出转变成统一的电信号,这样“温度计”就变成了“温度变送器”。
在现场总线控制系统中的温度变送器主要是热电偶变送器和热电阻变送器,也有辐射温度变送器。
生产管理一体化、网络化是当今工业自动化控制领域的大趋势,要实现这些功能,必须借助于工业计算机、现场网络及开放的工业数据库。
利用先进技术手段监测各种复杂生产环境的被控参数(如温度、流量及压力等),使生产和管理一体化,可以有效地提高生产和管理的自动化水平。
温度追踪测量(也可以称作是温度分布测定技术)是一种利用微机来实现数据采集、数据通讯传输和数据分析处理的一门新技术,是在生产过程中记录和说明热加工产品与空气温度关系的技术,追踪测量得到的数据被显示为图表或数字。
这个过程最简单的形式就是它可以告诉生产者所生产的产品的温度、保持这个温度有多长时间以及在什么时间达到了什么温度。
通过分析数据,生产人员可以保证产品达到最好的质量、解决产品存在问题、优化生产工艺路线及节约能耗。
无论是在电子产品的生产、食品加工、其它工业生产,还是在医疗器械生产方面,只要在生产过程中温度是重要的控制指标,温度检测(也称追踪)技术就具有非常广阔的应用前景。
(1)国内外温度检测技术动向1.扩展检测范围现在工业上通用的温度检测范围为-200~3000℃,而今后要求能测量超高温与超低温。