温度传感器

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1、温度传感器一 选题依据1593 年伽利略用一个 45 厘米长的、麦杆粗细的玻璃管，一端吹成鸡蛋大小的玻 璃泡，一端仍然开口。伽利略先使玻璃泡受热，然后把开口端插入水中，使水沿细管 向上上升一定的高度。因为泡内的空气会随温度的变化发生热胀冷缩，水管内的水也 会随之发生升降。这样就可以用水管内水位的高低表征玻璃泡内空气的冷热程度。这 就是第一只温度计。1632年，法国物理学家雷伊（J. Ray）第一个改进了伽利略的温度计。他将伽利 略的装置倒转过来，将水注入玻璃泡内，而将空气留在玻璃管中，仍然用玻璃管内水 柱的高低来表示温度的高低。由于这项改进使水成了测温物质，实际上这成了第一只 液体温度计。它的

2、缺点在于，向上的管口没有封闭，由于水会不断蒸发，会影响到测 量的准确性。科学家就在玻璃泡和玻璃管的相对大小上进行研究，以减少这种蒸发， 使液体能在一年的过程中在整个玻璃管的长度内升降。尽管从今天的角度看来这种努 力的方向不大对头，但从温度计发展完善的全过程来看，这种努力是有价值的，也是 必然会出现的。没有当初在各个方面想方设法的改进，就不会有今天的完善。1657年，佛罗伦萨西曼托（Cimen to）科学院的成员们提出了密封管子的思想， 并建议用酒精取代水作为测温物质，从而使最早的温度计进入了较为实用的阶段。传统的温度检测可以使用热敏电阻作为温度敏感元件,热敏电阻主要优点是成本低, 但需后续信号

3、处理电路,而且可靠性相对较差,准确度和精度都较低。美国 Dallas 公司 最新推出的 DS18B20 数字式温度传感器,与传统的热敏电阻温度传感器不同,它能够直 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912位的数字值读数方式, 可以分别在 93.75ms 和 750ms 内将温度值转化 9 位和 12 位的数字量。因而使用 DS18B20 可使系统结构更简单, 可靠性更高。芯片的耗电量很小, 从总线上“偷”一点 电（空闲时几霿，工作时几mW）存储在片内的电容中就可正常工作，传感器DS18B20具 有体积更小、精度更高、适用电压更宽、采用一线总线、可组网等优点，在实际应用 中取得

4、了良好的测温效果二 设计要求及内部指标DS18B20内部结构（如图1）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,高速暂存器。64位光刻ROM是出厂前被光刻好的，它可以 看作是该 DS18B20 的地址序列号。不同的器件地址序列号不同。 DS18B20 的管脚排列如图 2）。DS18B20 的使用-| i；印5ZINTERNAL. Vmj:A . 便I!1X忡【屮讹眷i*乜虹融甜辭TLDALLAS DSIflBZfNCNC图 1 DS18B20 的内部结构DSIKR20 TO闪4装应想YI图 2 DS18BVim-I0的管脚排列4IIENCNCNC1 A

5、t-?ZCIk-il?2.F：71PM7iFZ 1F：1ETF2#叩XiU.SkxJjTS”-TTi. 1.ICT-222.1.4在硬件上，DS18B20与单片机的连接有两种方法，一种是Vcc接外部电源，GND接 地， I/O 与单片机的 I/O 线相连；另一种是用寄生电源供电，此时 UDD、GND 接地， I/O接单片机I/O。无论是内部寄生电源还是外部供电，I/O 口线要接5KQ左右的上拉 电阻。系统的软件设计系统程序主要包括主程序、读出温度子程序、温度转换子程序、计算温度子程 序、显示数据刷新子程序等等。 主程序的主要功能是负责温度的实时显示、读出并处理 DS18B20 的测量温度值 温

6、度测量每 1s 进行一次。本实验的硬件电路很简单，主要由数码管显示部分和单片机晶振及复位电路组 成。结论这次的设计不仅让我巩固了以前所学的知识，而且使我学到了很多在书本上所没 有学到过的知识 。通过这次设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论 知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论， 才能真正为社会服务，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。课程设计体会通过这次综合实践，使我熟悉了综合实践的基本思想和基本知识，初步掌握了其应 用软件 keil 软件的使用，通过简单的电路设计，一次次的修改，增强了我的动手能 力，延伸了我在课堂上学到的知识。也使我

7、对所学知识有了更深的了解并掌握了数字 电路设计的基本流程，首先，通过复习以前学过的知识确立了实验总体设计方案，然 后逐步细化进行各模块的设计，最后再将分别设计好的模块综合在一起进行总体的仿 真和下载。在设计过程中我遇到了许多的问题和困难。通过和同学的讨论及老师的悉 心指导最终解决了所有的问题。这次课程设计是我充分认识到做任何事都必须谦虚谨 慎、认真细心，才能把事情做得更快更好。此次课程设计让我认识到高新技术的快速发展和应用， 让我看到了数字电子技术应用功能的强大，也让我认识到掌握他们的重要性，同时也 看到了自己的差距与不足，我知道只有今后更加努力的学习，拓宽知识，开阔视野， 才能更好的掌握这项技术。参考文献1 郭亨礼.传感器实用电路M上海科学技术出版社.19922 高晓蓉.传感器技术M.西南交通大学出版社.20033 黄继昌.传感器工作原理及应用实例M.人民邮电出版社.19984 陈杰.传感器与检测技术M.高等教育出版社.2002