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温度测量技术国内外研究现状和发展趋势

时间:2022-10-06 15:24来源:毕业论文
通过近年来温度传感器技术、集成电路技术、计算机技术和微电子技术的飞速发展,温度测量技术也随着得到了改进和完善。温度测量的研究历史很长,所使用过的传感器也经历过多次更

通过近年来温度传感器技术、集成电路技术、计算机技术和微电子技术的飞速发展,温度测量技术也随着得到了改进和完善。温度测量的研究历史很长,所使用过的传感器也经历过多次更新换代。温度传感器的发展历程大致可以分为三个阶段:分立式温度传感器,模拟集成温度传感器,智能温度传感器[2]。84386

分立式温度传感器主要包含热电偶、热敏电阻等温度敏感元件组成的温度传感器。但是它的缺点是外部电路多、测量精度低、分辨率不高、还需要温度校准,并且由于它们的集成度不高,所以体积较大、使用麻烦。论文网

模拟集成温度传感器大多数是用硅半导体,然后应用集成工艺技术制做而成。模拟集成温度传感器相比较分立式温度传感器而言的优点非常多:测量精度高、成本低、响应速度快、体积小巧、传输距离远、功耗低,但它最大的缺点就是功能太单一,仅仅能测量温度。

    智能温度传感器是温度传感器技术、微电子技术、和计算机技术发展的成果。它最大的特点是采用数字化技术,能将被测的温度值直接以数字信号的形式输出。它还具有测温精度高、分辨率高、抗扰能力强、能够远程传输数据、用户可设定温度上下限和超限自动报警等功能。智能温度传感器内部结构一般都是由温度传感器、存储器、A/D转换电路以及接口电路等构成的。

    目前来说最常用的微机与外设之间进行串行通信的串行总线主要有I2C总线和SPI总线等。I2C总线是通过同步串行2线的方式进行通信,包含一条时钟线和一条数据线。而SPI总线是通过同步串行3线方式进行通信,和I2C相比是将一条数据线分为了一条数据输入线和一条数据输出线。可以看出这些总线都至少包含两条或以上的信号线,而单总线的结构只需要采用单根信号线就可以进行传输数据和控制。这就使得单总线式的智能温度传感器只需要一根端口线就能与单片机等微处理器连接,可以省去很多逻辑电路。 因此,这类应用了单总线技术的温度传感器具有硬件精简,电路简单,研究成本低,软件设计简易,也便于总线的扩展[3]。同时,基于单总线技术的温度传感器能很好地解决传统传感器普遍存在的不易携带,易损坏,易受腐蚀等不足之处。

所以,智能温度传感器DS18B20就体现出了它的独特之处,它使用集成化芯片,应用最新的单总线技术,使它能够大大的减小外接电路对系统的干扰,从而可以有效的提高测量精度。同时,它可以直接将被测温度值的模拟信号转化成数字信号发送给单片机等微处理器处理,接口简单,使数据的传输和处理更简单化[4] 。

随着各种技术的不断完善,智能温度传感器正朝着智能化、多功能化、市场化、网络化、和系统化等高科技的方向迅猛发展。

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