温度传感器论文优推4篇

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温度传感器论文【第一篇】

关键词：HMP45D，温湿度传感器，原理，维护

引言

HMP45D温湿度传感器是芬兰VAISALA公司开发的具有HUMICAP技术的新一代聚合物薄膜电容传感器，目前大连周水子国际机场空管气象部门已投入业务运行的自动气象站[1]，均采用该传感器。论文范文，。由于该传感器的测量部分总是要和空气中的灰尘和化学物质接触，从而使传感器在某些环境中产生漂移。论文范文，。而仪器的电气参数会随时间的推移、温度变化及机械冲击产生变化，因此传感器需要进行定期维护和校准。

温湿度传感器的结构

HMP45D温湿度传感器应安装在其中心点离地面米处。其中，温度传感器是铂电阻温度传感器，湿度传感器是湿敏电容湿度传感器[2]，即HMP45D是将铂电阻温度传感器与湿敏电容湿度传感器制作成为一体的温湿度传感器，如图1所示。

图1 HMP45D温湿度传感器外型图

温湿度传感器的工作原理

2．1 温度传感器工作原理

HMP45D温湿度传感器的测温元件是铂电阻传感器Pt100，其结构如图2。铂电阻温度传

感器是利用其电阻随温度变化的原理制成的。标准铂电阻的复现可达万分之几摄氏度的精确度，在-～+范围内可作为标准仪器。铂电阻材料具有如下特点：温度系数较大，即灵敏度较大；电阻率交大，易于绕制高阻值的元件；性能稳定，材料易于提纯；测温精度高，复现性好[3]。

图2 铂电阻温度传感器结构图

由于铂电阻具有阻值随温度改变的特性，所以自动气象站中采集器是利用四线制恒流源供电方式及线性化电路，将传感器电阻值的变化转化为电压值的变化对温度进行测量[4]。铂电阻在0℃时的电阻值R0是100Ω，以0℃作为基点温度，在温度t时的电阻值Rt为

(1)

式中：α，β为系数，经标定可以求出其值。由恒流源提供恒定电流I0流经铂电阻Rt，电压I0Rt通过电压引线传送给测量电路，只要测量电路的输入阻抗足够大，流经引线的电流将非常小，引线的电阻影响可忽略不计。所以，自动气象站温度传感器电缆的长短与阻值大小对测量值的影响可忽略不计。论文范文，。测量电压的电路采用A/D转换器方式。

2．2 湿度传感器工作原理

HMP45D温湿度传感器的测湿元件是HUMICIP180高分子薄膜型湿敏电容，湿敏电容具有感湿特性的电介质，其介电常数随相对湿度的变化而变化，从而完成对湿度的测量。湿敏电容主要由湿敏电容和转换电路两部分组成，其结构如图3所示。它由上电极(upper electrode)、湿敏材料即高分子薄膜(thin-film polymer)、下电极(lower electrode)、玻璃衬底(glass substrate)几部分组成。

图3 湿敏电容传感器结构图

湿敏电容传感器上电极是一层多孔膜，能透过水汽；下电极为一对电极，引线由下电极引出；基板是玻璃。整个传感器由两个小电容器串联组成。湿敏材料是一种高分子聚合物，它的介电常数随着环境的相对湿度变化而变化。当环境湿度发生变化时，湿敏元件的电容量随之发生改变，即当相对湿度增大时，湿敏电容量随之增大，反之减小，电容量通常在48～56pF。传感器的转换电路把湿敏电容变化量转换成电压量变化，对应于湿度0～100%RH的变化，传感器的输出呈0～1V的线性变化。由此，可以通过湿敏电容湿度传感器测得相对湿度。

3．HMP45D温湿度传感器的校准和维护

对HMP45D 传感器的维护，要注意定期清洁，对于温度传感器测量时要保证Pt100 铂电阻表面及管脚的清洁干燥。论文范文，。在清洗铂电阻时一定要将湿度传感器取下，使用酒精或异丙酮进行清洗。其具体步凑如下：

1） 旋开探头处黑色过滤器，过滤器内有一层薄薄的白色过滤网，旋出过滤网，用干净的小毛刷刷去过滤网上的灰尘，然后用蒸馏水分别将它们清洗干净。

2） 等保护罩和滤纸完全风干之后，将其安装到传感器上。然后再将传感器通过外转接盒连接到采集器上，再和湿度标准传感器一起放入恒湿盐湿度发生器进行对比。恒湿盐容器的温湿参数[4]如表1。

表1HMP45D校准前后数据对比

温度传感器论文【第二篇】

关键词：地温 故障 接触不良

引言

自动气象站建成以来，大大的提高了气象观测质量，降低了观测人员的劳动强度，但给系统维护人员带来新的问题，气象自动站仪器维护保障等问题，其中地温就是自动站维护项目之一。

一、CAWS600-B工作原理

自动气象站一般是通过微处理器进行实时控制和采集处理的。各个传感器的感应元件随着气象要素的变化，使得相应传感器输出的电量产生变化，这种变化由数据采集器所采集，并进行线性化和定标处理，实现工程量到要素量的转换；通过预处理后得出各个气象要素的实时值，可通过标准RS232通信口传送到主控微机中，并实时显示。在定时观测时刻，数据采集器中的观测数据通过标准RS232通信口传送到主控微机中进行计算处理后，并按统一的格式生成数据文件存储。同时可按规定生成各种气象报告电码，对观测数据资料进一步加工处理后，生成全月数据文件及全年数据文件，利用配备的打印机可打印出气象报表。

地温变送器( BS01 )

二、地温变送器工作原理

地温变送器是基于电子开关的多路分配器，可以把采集器的一路模拟端口扩展为N路端口，它接受采集器发来的控制信号，通过计数、延时、选通等逻辑控制电路，准确的将12路地温端口依次连通到采集器。（图1）

（图1）

三、地温故障现像

靖安县观测站浅层地温出现负-度。

四、判断方法

1、检查CAWS600-B采信器。把气温1、2、3、4端依次插入通道地温18、19、20、21检测气象温是否正常。如果显示是负数。那么需要更换采集器，可能被雷击损坏。

2、反之如果气温正常。那么需要检则采集器到地温变送器那端线是否通路。首先把采集器18、19、20、21端线拆下，把18和19端、18和20、18和21端进行短接，然后在地温变送器那端相对应分别用电压表蜂鸣档测量18和19端、18和20、18和21端线是否通路。如果测量线路不是通路。那么及时检查采集器那端和变送器那端线路是否被老鼠咬线或接触不良，需重新连接。

3、假如采集器及线路没问题，那得检查地温传感器，将 15cm与5cm地温传感器两组4芯线路互换即15cm地温传感器4芯线接到5对应的地温板接口上，同时将5cm地温传感器 4芯 线 接 到 15cm对 应 的 地 温 板接口上结果 5cm地温 -度，15CM显 示度，为与人工观测值相当确定为 15CM地温传感器损坏。

五、地温传感器的维护

1、经常检查地表温度传感器和浅层地温传感器是否因大风、下雨等原因使地表土壤发生变化，若有，应及时对其正确归位，并注意传感器电缆。

2、浅层支架是否与地面齐平；0厘米地温传感器是否半埋半露。

3、每月对地温场进行松土、除草、平整；深层、浅层地温有明显下陷时应按规定调整；表层地温应与土层良好接触、半埋半露。清洁地温变送器盒，检查外露电缆有无破损。

六、结论

地温传感器出现最多问题，老鼠咬线、雷击造成采集器故障，我们应该在日常工作中，系统维护人员应该加强观测场仪器维护，做好地沟防鼠、雷电防护过程。这样大大减少仪器故障。

温度传感器论文【第三篇】

关键词：设施农业；温室；无线传感器网络

中图分类号： 文献标识码：A

温室是设施农业里较为重要的组成部分，目前，温室内不论是对环境的监测系统，还是操作控制系统都已经实现了自动化、机械化的目标，其杰出的高新技术能够将温室内作物所需要的温湿度、光照、水分与营养等环境参数时刻调配到适宜的状态。温室内种植的作物种类繁多，因此，自动机械化的系统在处理各种类型的对象时，最为关键的一步就是要准确无误的获取该类对象的信息。从我国目前的设施农业状况来看，温室并不具有竞争优势，不论是从温室本身的结构来说，还是从对环境的调控能力和控制系统技术来讲，都具有明显的不足之处，远远落后于其他国家。另外，我国在农业种植这方面，由于所种植的作物种类繁多且零散分布范围广阔，这就给我国布施农业设施带来了不利之处。

1 实例概述

该项目中温室内的监测系统主要由三大部分组建而成，首先是PC机控制器部分，其次是温室执行器部分，最后是无线传感器网络部分。在该次监测中，我们将单一的温室作为应用无线传感器网络技术的实验控制区。当无线传感器节点部分开始运作时，PC机控制器终端将会对其发出的数据进行收集。无线传感器收到命令并开始执行时，将会对温室内环境的各项数据进行实时监测并发出数据信息以供备份。图1为无线传感器网络温室环境监测系统。

图1 无线传感器网络温室环境监测系统

2 分析系统组成模块

传感器节点

无线传感器网络技术中最为重要的一个部分就是传感器节点，我们通常将节点划分为两种不同的类型，其一是网关节点，其二是终端节点。这两种类型的节点分别具有其自身的任务。

网关节点

网关节点具有3个方面的任务：感知传感器数据；能同步接收同一个网络终端节点传输的数据；可以利用3G或者GPRS网络将传感器获取的数据上传到英特网上。

终端节点

终端节点的任务主要是将传感器传送来的数据进行提取、储存并处理，最终转发，这些数据必需是与该终端节点相连的传感器传输的，否则无效。

无线传感器网络节点作为信息包的发起者和转发者具有传感、处理信号和无线通信的功能。本文中将传感器节点的系统设置为微型嵌入式，这种模式的传感器节点可以将收集到的各项数据分门别类的发送到网关，供其进行储存。网关与外部网络进行通信的方式并不是单一的，有多种通信方式供我们选择，常见的有因特网、卫星或者是GPRS/3G网络等。

数据处理模块

数据处理模块运行状况的好与坏关系到整个传感器节点的工作质量，可以说数据处理模块是传感器节点的核心部分，它在整个环节中起着配发任务、控制设备、数据收集整理传输等作用。我们从无线传感器网络的实际特点出发，深入研究适合整个网络的数据处理模块，根据研究结果来看，数据处理模块不仅需要具备一般单片机的基本性能，而且还应该具备以下特点：

高度的运行速度

运行速度的快慢决定了处理器处理信息能力的强与弱，这是影响网络与节点进行实时传输数据工作的关键因素。

较高的集成度

集成度越高，数据处理模块才能尽可能的集成更多节点的关键部位，外形尺寸的大小会制约集成度。

降低能源的消耗量

一般的处理器功能消耗再大，也会有能源进行持续补给，而无线传感器网络在运作时并不会有持续的能源进行补充。

降低成本

高成本的传感器会对网络化的布局造成影响，不利于传感器的普及。

具备足够多的I/O和扩展接口

传感器日益趋向多功能化，但是在应用初期就实现多功能化是不可能的，因此，目前我们需求的传感器系统需要具备强大的可扩展性。

数据采集模块

该项目在数据采集模块的选取上，通过深入了解市场上销售的各类传感器的精准度、消耗量以及供电性能等，并经过不断的比对，最终采用了新一代基于CMOSensTM技术的系统，这是瑞士一家知名公司所生产的，使用这种技术的系统能够更好的传感温室内环境的各项数据，既能免去复杂的调试，又能使用温湿度传感器SHT10来收集温室环境内温湿度的实时数据，SHT10温湿度传感器相较于一般的温湿度传感器来说，具有新型的全呼唤功能，更为先进、人性化。选用CMOSensTM技术的系统具有以下优点：耗能较低；体积小巧；高效的运转速度；强大的防干扰能力。

供电模块

本次实验所采用的系统中，各个模块所要求的供电电压均不高，只要供电电压在～之间就足够系统进行正常的运作了，因此，在实验前期我们只需要选用两节5号的干电池就可以满足系统供电的要求了。以容量为15000mA/h的电池来说，温室内对温湿度和光照强度数据的采集工作一般每间隔2min就会运作1次，那么该容量的电池大概可以维持整整1a，因此，在这1a内我们不需要担心因为供电不足而引发的其他问题了。

3 系统软件设计

应用无线传感器网络技术的温室监控系统主要由两个系统组成：其一是收集数据的系统，其二则是实现无线控制的系统。温室内生长的作物有其自身的生理信息，我们通过数据收集系统来全方位采集作物的各项信息，通过无线网络将采集到的信息全部传输到汇聚的节点上，当汇聚节点接收到信息后会将所有信息进行融合整理的工作，之后再将数据传送给控制器，与此同时，控制器会向汇聚节点下达指令，通过汇聚节点将指令传送到传感器节点处。

4 应用层软件设计

本次实验在应用层软件的设计上采用了的监控界面。这种设计便于我们使用图形甚至符号来编写程序。目前来说，将设备连接到计算机最为快捷流行的方式就是使用USB进行设备对接，本项目已经将USB连接技术应用到汇聚节点与PC机控制器的连接当中，完成连接的USB设备将会由函数和VISA USB VI一起来控制。PC机控制器需要通过USB连接将指令传送到汇聚节点上，经由汇聚节点转发，最终将指令下达给传感器节点，由传感器节点或者温室内的执行器来完成指令。一般来说，PC机控制器下达的指令有两种：一种是唤醒或者休眠传感器节点，另一种则是各种设备的开关量命令。

5 结语

无线传感器网络技术是近年来新兴的一种获取信息的技术，它会随着无线通信、传感器技术、信息处理技术等的发展而日益强大。将无线传感器网络技术应用到温室内，不仅能够打破传统有线监控系统的局限性和复杂性，而且相较于传统的温室监控系统来说，无线传感器网络技术具有安装简单且易进行技术维护等优势。

参考文献

[1] 吴金洪，丁飞，陈应春，等。现代温室无线数据采集系统的研究[J].计算机测量与控制，2007，15（3）：405-406.

温度传感器论文【第四篇】

关键词激光器；温度传感器；蜂鸣报警；单片机；温度监测

1.引言

本文研制了一种基于单片机微处理器控制的温度监测与报警系统，属于小型温控仪，用于实验室半导体激光器的温度监测。系统采用了以单片机为核心，通过温度传感器对激光器温度进行实时监测，并在超过预试温度时，蜂鸣器进行报警。

2.设计总体方案

本设计要实现的功能是：实时显示当前激光器的温度，并且允许用户设定温度阈值，当激光器温度超过阈值时，系统会以蜂鸣器蜂鸣的方式进行报警提示。

依据功能设定，本系统主要分为三个模块：温度采集模块，数据处理模块，用户交换模块。

其中温度采集模块使用的是DSl8B20型单线智能温度传感器，它具有体积小，接口方便，传输距离远等优点。

数据处理模块使用的是AT89C51单片机，其完成温度数据的采集，运算和逻辑控制的功能。

用户交换模块主要有按键和蜂鸣器构成。其中按键用于用户设定温度阈值，蜂鸣器用于提醒用户。

单片机作为主控制器，主要负责处理有温度传感器送来数据，并把处理好的数据送向显示器模块，温度传感器主要用来采集激光器的温度，并把采集到的数据送回单片机，按键电路主要是用来完成单片机复位操作和温度初始值的设定，蜂鸣器电路就是三极管来实现的，用来判断激光器温度是否超出设定数值，显示电路主要用来显示当前温度。

3.温度监测与报警系统各功能的硬件设计

单片机是整个系统的控制中枢，它指挥器件的协调工作，从而完成特定的功能。每一个模块只实现一个特定功能，最后再将各个模块搭接在一起。本系统主要硬件包括电源电路，蜂鸣器电路，LED显示电路以及温度传感器电路。

主控制电路和测温时控制电路

本次硬件的核心就是AT89C51，其他电路都是围绕他所设计的，温度传感器DS18B20接单片机AT89C51的口。显示器LED与74LC373相连接到单片机AT89C51的口至口，蜂鸣电路接单片机AT89C51的口，当温度高于预设值时蜂鸣器蜂鸣报警，增加单片机的输出能力，增加单片机的输出电流，故使用电阻来完成。具体原理图如图1所示。

图1 系统电路原理图

图2 传感器电路图

主要模块的电路

单片机最小系统电路图

单片机最小系统，或者称为最小应用系统，是指用最少的元件组成的单片机可以工作的系统。对51系列单片机来说，最小系统一般应该包括：单片机、晶振电路、复位电路。

复位电路：由电容串联电阻构成，当系统一上电，RST脚将会出现高电平。这个高电平持续的时间由电路的RC值来决定。适当组合RC的取值可以保证可靠的复位。

晶振电路：典型的晶振取（因为可以准确地得到9600波特率和19200波特率，用于有串口通讯的场合）/12MHz（产生精确的us级时歇，方便定时操作）。

蜂鸣器报警电路

本设计采用蜂鸣音报警电路，蜂鸣器的额定电流≤30mA。而对于AT89C51单片机，P3口的灌电流为15mA，由此可见，紧靠单片机的P3口电流是不能驱动蜂鸣的，必须使用晶体管放大电路，为了单片机功率更小，所以使用PNP型晶体管，当激光器的温度超度预设值时，基极变为低电平，蜂鸣器工作。

显示电路

本文采用的是共阴极数码管，因而各数码管的公共极接电源GND，要显示某字段则相应的移位寄存器74HC373的输出线必须是高电平。P0口接8个按键，分别编号为KEY1--KEY8。当某个按键按下时。某个数就显示在数码管上。

传感器电路

在本设计中采用的是DS18B20数字温度传感器，其接线方便，封装成后可应用于多种场合。具体电路图如图2所示。

4.仿真与调试

本次设计的所有仿真都在Proteus里完成，这些仿真包括阈值的设置，蜂鸣器的实现与数码管的显示。在本次设计中，这些仿真都得以实现，系统电路原理图如图3所示。

图3 系统电路原理图

5.结论

本次设计是基于单片机的温度设计，包括硬件部分和软件部分两部分。在论文完成过程中，先从软件部分开始设计出整个流程图，然后才开始硬件电路的设计。但是在软件设计过程中，由于一些客观原因存在，硬件电路不是很美观，一些电容和电阻设计的有点出入，但整体不影响实验结果。在仿真时，学习了Proteus ISIS和Keil Vision3的基本知识，通过此软件对电路的仿真，基本上完成了论文的设计目的。

参考文献

[1]周瑜，丁永奎，倪文俊，谭莉，等。半导体激光器的高精度温控仪[J].量子电子学报，2003，20（4）：431-434.

[2]李发泉，王玉平，程学武，龚顺生。稳频半导体激光器的温度控制技术[J].光学与光电技术，2005，30：29-31.

[3]陈梁，刘春霞。大功率激光二极管的精密恒温制冷系统[J].激光与红外，1999，29（4）：249-252.

[4]张慧平，戴波，杨薇。现代控制理论在过程工业中的应用和发展[J].北京石油化工学院学报，2006，14（3）：56-61.

[5]程继兴，刘霞。看门狗技术在单片机应用系统中抗干扰[J].电子测量技术，2005（1）：29-30.