温度测量与控制设计
温度测量与控制电路
温度是一个与人们生活和生产密切相关的重要物理量。
温度的测量和控制技术应用十分广泛。
在工农业生产和科学研究中，时常需要对某一系统的温度进行测量，并能自动的控制、调节该系统的温度。
本设计主要结合摹拟电子技术和数字电子技术的基本知识来实现温度测量与控制，温度测量电路运用铂热电阻温度传感器，控制电路是通过两个电压比较电路来实现，声光报警装置采用 LED 和蜂鸣器构成。
工作原理主要是利用温度传感器把系统的温度通过A\D 转换电路将电信号转换成数字信号，并通过与之连接的译码电路中显示出来，译码显示部份应用有内置译码器的四输入数码管完成，而 8 位二进制数到 8421BCD 码的转换由 74185 来实现。
同时电压信号通过电压比较器与输入电压比较决定输出是高电平或者是低电平，进而控制下一个电路单元的工作状态。
调温控制电路中，测量温度大于设定温度时，控制电路接通降温设备对其降温，测量温度小于设定温度时，控制电路接通加热设备对其加热。
报警系统是将测量温度与上下限温度通过电压比较器比较。
温度传感器差动放大电路二阶低通有源滤波器 A/D 转换电压比较器控制温度声光报警1. 测量温度范围为 20℃~165℃，精度 0.50℃；2. 被测量温度与控制温度均可数字显示；3. 控制温度连续可调；4. 温度超过设定值时，产生声光报警。
1．方案比较方案一：系统方框图如图 1 所示， 温度传感器测量被测量的温度， 转换成电压信号后经过滤波消 除干扰信号， 放大电路将所测信号幅度与后续电路的工作范围做一匹配， 所得实用信号经过 A/D 转换专职转换成数字信号。
此数字信号经三条路径：其一，进入超限报警装置与所设定 的温度范围进行比较，若超限则发出声光报警;其二，经过码制转换后进入数码管显示当前 所测温度； 其三， 进入数字比较器与输入的控制温度进行比较， 产生温度控制机构的工作信 号， 同时显示输入的控制温度。
此系统可以对被测体的温度进行实时跟踪测量， 并进行有效 控制，总体上实现了温度的测量与控制。
温度测量数显控制仪的设计实现
电子电路实验3 综合设计总结报告题目：温度测量数显控制仪的设计实现班级：学号：：成绩：日期：一、摘要本次实验制作一个温度控制的数字显示控制仪器，主要分为温度采集、电阻/电压转换器、A/D转换器、控制电路和显示电路这五个模块。
温度采集部分用pt100铂电阻来实现，当温度变化时，铂电阻的阻值发生变化，铂电阻的每一个阻值都与温度一一对应，电阻/电压转换器将铂电阻的阻值转化成容易测量的电压值，在京A/D转化器将模拟电压值转换为数字电压值，最终由数码管显示。
当温度超过设定值之后，系统自动启动报警装置，蜂鸣器响起，发光二极管常亮，小风扇随之转动以达到降温效果。
本实验成果能够满足对温度测量精度要求较高的场所的需求，其测量围为-50℃~200℃，精度允许误差为±1℃，精度较高。
二、设计任务2.1 设计选题选题十五温度测量数显控制仪的设计实现2.2 设计任务要求设计一个可在一定温度围进行温度测量与控制的温度测量数显控制仪。
该仪器测量温度的围为-50～200℃，能够对温度值进行数字显示（可显示温度测量值和设定温度值两种），其测量误差为±1℃。
当超过某一设定温度上限值时（如30℃），能声光报警，并启动风扇。
三、方案设计与论证电路可由温度采集（传感器）、电阻/电压转换器、A/D转换器、控制电路和显示电路组成。
温度由pt100铂电阻采集，经过一个比例放大器将电阻值转换为电压值，为了增加带载能力同时又不改变电压值，在其后增加一个电压跟随器。
A/D转换器集成在芯片ICL7107中，输出的数字信号直接显示在数码管上。
控制电路用比较器与电压跟随器输出相连，当电压超过一定值之后控制电路工作。
系统方框图见图1。
图1 系统方框图此方案A/D转换器使用ICL7107，部设有参考电压、七段译码器、独立模拟开关、逻辑控制、显示驱动、自动调零、参考源和时钟系统等功能。
满足本选题的技术指标要求，而且硬件电路结构简单，易于实现。
热学实验中的温度测量与控制技巧
热学实验中的温度测量与控制技巧热学实验中的温度测量与控制技巧是实验室研究热学现象和性质的关键步骤。
本文将介绍几种常用的温度测量方法以及控制温度的技巧，并对它们的优缺点进行分析。
一、温度测量方法1. 接触式测温方法接触式测温方法是通过直接接触被测物体来测量温度的方法。
常用的接触式测温设备包括温度计、热电偶和铂电阻温度计等。
温度计适用于常温范围内的温度测量，它基于材料的热膨胀或热电性质来测量温度。
温度计可以分为水银温度计、酒精温度计等。
它们具有测量精度高、响应速度快的优点，但在极低温或极高温的环境下可能会出现溢出或破裂的问题。
热电偶是一种将两种不同材料的导线焊接在一起，利用它们的热电效应来测量温度的设备。
热电偶的优点是能够测量较高温度范围，并且具有较好的抗干扰能力。
然而，由于接触式测温需要与被测物体接触，因此可能会造成测量结果的不准确。
铂电阻温度计是利用铂的电阻特性随温度变化而变化来测量温度的设备。
它具有较高的精度和稳定性，适用于精密温度测量，但相对来说价格较高。
2. 非接触式测温方法非接触式测温方法是指无需直接接触被测物体即可测量温度的方法。
常用的非接触式测温设备包括红外测温仪和热像仪等。
红外测温仪利用物体辐射能量与温度之间的关系来测量温度。
它通过检测物体发出的红外辐射能量来确定物体的温度。
红外测温仪具有测量速度快、操作简单、不会对被测物体造成污染等优点，适用于需要避免与被测物体接触或对温度变化进行快速监测的场合。
热像仪能够将物体表面的红外辐射能量转化为图像，通过分析图像的热量分布来测量温度。
热像仪广泛应用于工业、医疗等领域，具有全面、可视化的优点。
然而，热像仪的价格较高，一般用于对温度监测要求较高的场合。
二、温度控制技巧温度控制是热学实验中必不可少的一环。
以下介绍几种常用的温度控制技巧。
1. 恒温槽控制恒温槽是一种常见的温度控制设备，它通过控制槽内的加热或制冷装置来保持恒定的温度。
恒温槽适用于对温度变化较缓慢且需要长时间保持恒温的实验，如水浴恒温法。
基于AD590的温度测控系统设计
基于AD590的温度测控系统设计本文介绍了一种适用于实验室条件下实验、研究和二次开发的数字式温度测控装置。
该器件采用新型集成温度传感器AD590作为温度测量元件，并提供两个控制单元进行实验比较。
通过测量和控制恒温器中的温度，获得了令人满意的结果。
1.引言对于导弹武器和设备等大型系统，其性能往往受到外部环境和自身运行条件的影响。
其中，温度的影响往往起着非常重要的作用。
因此，温度检测和控制一直是许多研究者关注的焦点。
然而，一些温度测控装置精度低，温度控制不准确，一些新仪器成本高，难以推广。
特别要指出的是，过去开发的温度测控系统通常是一个独立的系统，一物一用，很难被其他系统采用，存在维护困难、维修不便等问题。
为此，作者根据目前流行的模块化设计原理，开发了一种适用于实验室条件下研发的高精度温度测控装置。
2.工作原理图l为WCZ-98型温度测控装置的电气原理图。
其工作原理为：以AD590为一桥臂的测温电桥采取到的温度信号，经差动放大并进行缓冲隔离后一路送至数显表进行数字化温度显示，另一路与设定值相比较。
比较出来的差值由开关K控制可选择送人两路调节控制器。
其中一路由比较放大器和继电器组成，以此为调节控制器可使该装置形成一个无需与计算机相连的独立的测控温设备;另一路由PID调节器(由A/D、D/A与装有PID调节软件的计算机构成)和可控硅组成。
从调节控制器出来的信号通过控温执行元件实现温度控制。
下面就其中几个部分的原理进行分析。
AD590是美国AD公司生产的专用集成温度传感器，属于电流输出型。
图2所示为AD590在三个不同温度下的电流一电压特性曲线。
在一定温度范围内，它相当于一个高阻电流源，其电流温度灵敏度为lμA/K。
它不易受接触电阻、引线电阻、电压噪声等的干扰。
此外，它还具有体积小、测温精度高、线性好和互换性强等特点，非常适用于远距离测控，同时也适用于本文所要求的模块化、分体式结构的特点。
其主要技术指标为：a.测温范围：一55.150℃;b.电流输出(标定系数)：lμA/K;c.电源电压：直流4—30V;d.线性度：在满量程范围内小于±0.5℃;e.重复性：±0.1℃;f.输出阻抗：约为10MQ;g.长期漂移：±0.1℃/月。
温度测量中常见的误差来源与控制方法
温度测量中常见的误差来源与控制方法温度测量是科学研究和工业生产中不可或缺的一项技术。
然而，温度测量并非完全准确，常常受到各种误差的影响。
本文就温度测量中常见的误差来源与控制方法进行讨论。
在温度测量中，最常见的误差来源之一是传感器的非线性。
传感器的输出信号与被测温度之间的关系可能并非完全线性，这将导致温度测量结果产生误差。
为了控制传感器的非线性误差，可以采用标定技术。
通过在已知温度下对传感器进行多点标定，可以建立传感器输出与温度之间的准确映射关系，从而校正其非线性误差。
除了传感器的非线性误差，还有一种常见的误差来源是测量环境的影响。
例如，温度传感器可能暴露在较高或较低的环境温度下，而没有足够的隔离。
这将导致环境温度对传感器的测量结果产生干扰，从而引入误差。
为了解决这个问题，可以采用隔离技术。
通过在传感器周围添加热隔离材料或空气屏障，可以有效降低环境温度的影响，提高温度测量的准确性。
此外，温度测量中还存在一种误差来源，即线路电阻。
温度传感器与测量设备之间的导线存在一定的电阻，以及接触电阻和接头电阻等。
这些电阻会导致测量电压的减小或增大，从而引入测量误差。
为了减小线路电阻的影响，可以采用补偿技术。
例如，通过在电路中添加补偿电阻或使用四线制测量技术，可以抵消线路电阻对温度测量的影响，提高测量准确性。
此外，温度测量中还可能出现的误差来源包括灵敏度温度系数误差、温度梯度误差和散热误差等。
这些误差都可能对温度测量结果产生一定的影响。
为了控制这些误差，需要采取相应的措施。
例如，可以选择具有较小灵敏度温度系数的传感器，以减小温度变化对测量结果的影响。
同时，可以合理安装传感器，避免温度梯度对测量结果的影响，或者采用散热装置，降低散热误差。
综上所述，温度测量中的误差来源是多样化的，但可以通过采取相应的控制方法进行有效的控制。
通过标定传感器、隔离环境温度、补偿线路电阻以及选择适当的传感器等措施，可以提高温度测量的准确性。
温度测量控制系统的设计与制作实验报告
北京电子科技学院课程设计报告( 2010 – 2011年度第一学期)名称：模拟电子技术课程设计题目：温度测量控制系统的设计与制作学号：学生姓名：指导教师：成绩：日期：2010年11月17日目录一、电子技术课程设计的目的与要求 (3)二、课程设计名称及设计要求 (3)三、总体设计思想 (3)四、系统框图及简要说明 (4)五、单元电路设计（原理、芯片、参数计算等） (4)六、总体电路 (5)七、仿真结果 (8)八、实测结果分析 (9)九、心得体会 (9)附录I：元器件清单 (11)附录II：multisim仿真图 (11)附录III：参考文献 (11)一、电子技术课程设计的目的与要求（一）电子技术课程设计的目的课程设计作为模拟电子技术课程的重要组成部分，目的是使学生进一步理解课程内容，基本掌握电子系统设计和调试的方法，增加集成电路应用知识，培养学生实际动手能力以及分析、解决问题的能力。
按照本专业培养方案要求，在学完专业基础课模拟电子技术课程后，应进行课程设计，其目的是使学生更好地巩固和加深对基础知识的理解，学会设计小型电子系统的方法，独立完成系统设计及调试，增强学生理论联系实际的能力，提高学生电路分析和设计能力。
通过实践教学引导学生在理论指导下有所创新，为专业课的学习和日后工程实践奠定基础。
（二）电子技术课程设计的要求1．教学基本要求要求学生独立完成选题设计，掌握数字系统设计方法；完成系统的组装及调试工作；在课程设计中要注重培养工程质量意识，按要求写出课程设计报告。
教师应事先准备好课程设计任务书、指导学生查阅有关资料，安排适当的时间进行答疑，帮助学生解决课程设计过程中的问题。
2．能力培养要求（1）通过查阅手册和有关文献资料培养学生独立分析和解决实际问题的能力。
（2）通过实际电路方案的分析比较、设计计算、元件选取、安装调试等环节，掌握简单实用电路的分析方法和工程设计方法。
（3）掌握常用仪器设备的使用方法，学会简单的实验调试，提高动手能力。
温度的测量及控制.
温度的测量及控制（一）温标温度是表征体系中物质内部大量分子、原子平均动能的一个宏观物理量。
物体内部分子、原子平均动能的增加或减少，表现为物体温度的升高或降低。
物质的物理化学特性，都与温度有密切的关系，温度是确定物体状态的一个基本参量，因此，温度的准确测量和控制在科学实验中十分重要。
温度是一种特殊的物理量，两个物体的温度只能相等或不等。
为了表示温度的的高低，相应的需要建立温标。
那么，温标就是测量温度时必须遵循的规定，国际上先后制定了几种温标。
1．摄氏温标是以大气压下水的冰点（0℃）和沸点（100℃）为两个定点，定点间分为100等份，每一份为1℃。
用外推法或内插法求得其它温度t。
2．1848年开尔文（Kelvin）提出热力学温标，通常也叫做绝对温标，以开（K）表示，它是建立在卡诺循环基础上的。
设理想的热机在和（＞）二温度之间工作，工作物质在吸热，在温度放热，经一可逆循环对外做功热机效率卡诺循环中和仅与热量和有关，与工作物质无关，在任何工作范围内均具有线性关系，是理想的科学的温标。
若规定一个固定温度，则另一个温度可由式求得。
理想气体在定容下的压力（或定压下的体积）与热力学温度呈严格的线性函数关系。
因此，国际上选定气体温度计，用它来实现热力学温标。
氦、氢、氮等气体在温度较高、压强不太大的条件下，其行为接近理想气体。
所以，这种气体温度计的读数可以校正成为热力学温标。
热力学温标，规定“热力学温度单位开尔文（K）是水三相点热力学温度的1/273.15”。
热力学温标与摄氏温度分度值相同，只是差一个常数T＝273.15 + t由于气体温度计的装置复杂，使用不方便，为了统一国际间的温度量值，1927年拟定了“国际温标”，建立了若干可靠而又能高度重现的固定点。
随着科学技术的发展，又经多次修订，现在采用的是1990国际温标（ITS－90），其定义的温度固定点、标准温度计和计算的内插公式请参阅中国计量出版社出版的《1990年国际温标宣贯手册》和《1990国际温标补充资料》。
小学四年级温度数学教案：工程测量中的温度控制
小学四年级温度数学教案：工程测量中的温度控制温度是我们日常生活中经常遇到的物理量，无论是在家里看电视、生活中的烹饪、还是工作场所中的环境控制，对温度的了解都是非常重要的。
特别是在工程测量领域，温度的控制更是一个至关重要的因素。
因为温度的变化会对工程测量的精度和稳定性产生很大的影响。
因此，在本文中，我们将介绍小学四年级温度数学教案，主要涉及工程测量中的温度控制。
一、实验目的通过本次实验，让小学四年级学生了解温度在工程测量中的作用，学习如何控制温度对于保证测量精度的关键性。
二、实验材料热水器、温度计、器皿、玻璃管、电子秤。
三、实验步骤1、实验前准备工作将玻璃管的一侧塞上棉花，另一侧塞上温度计，清洗好器皿和电子秤并备好热水器和水。
2、测量温度将器皿放入热水器中加热，待水温达到一定温度后再将器皿取出来，放到桌上。
将温度计插入到玻璃管内，并将玻璃管插入到器皿中，使温度计底部正好接触到热水中。
记录温度计读数。
3、控制温度在第2步的基础上，我们可以试着让温度降低，或者升高。
比如，可以调节热水器的温度，改变器皿内的水量，或者直接加入冰块等方法，让温度发生明显的变化，再记录温度计读数。
四、实验结果与分析通过本次实验，我们可以得到一些数据和结论。
1、温度的变化会对测量精度产生较大的影响。
如果温度变化不可控，则测量数据的精度和稳定性都会受到影响。
2、温度的变化可以通过控制水量、调整热水器温度等方式进行控制。
这就需要我们对温度的控制有一定的了解和技巧。
3、在实际工程测量中，温度的控制也是必不可少的。
在高精度测量拍摄、工作温度要求严格的环境，甚至包括一些微生物实验等方面，对温度的控制要求尤其严格。
需要选择适当的测量仪表和测量方法，以及合适的控制手段，来确保温度的精确控制和管理。
五、安全注意事项在实验中，需要注意热水的温度，避免烫伤手部，同时要小心使用电器和测量仪器等设备，做好安全保障措施，确保师生的安全。
六、实验总结通过本次实验，小学四年级学生可以清楚地了解到温度在工程测量中的重要性。
温度测量与控制电路创新实验设计
基金项目： 华南理工大学 电气信 息与控制 国家级教学 实验示 范中心创
新 项 目（ｄ —９ ９ ０ ｗ） ｘ ｘｙ ０ ０ ３
作 者 简 介 ： 锋 （ ９ ６ ） 男 ， 东 汕 头 ， 士 ， 程 师 ， 校 区 电 工 电 张廷 １ ６一 ， 广 硕 工 南
Ｉ Ｓ １ ０２ Ｓ Ｎ ０
－ ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ．
４ ５ ９ ６
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实
验
技
术
与
管
理
．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．—
第２ ８卷
第１ ２期
２１ 年 １ ０１ ２月
ＣＮ１ —２ ３ ／ １ ０４Ｔ
Ｅｘ ｒｍｅ ｔ ｌＴｅ ｈ ｌ ｇ ｎ ａ ａ ｅ ｅ ｔ ｐｅ ｉ ｎ ａ ｃ ｎｏ ｏ ｙ ａ ｄ Ｍ ｎ ｇ ｍ ｎ
路实验 内容 涵盖 了 电工 电子 技术 中的受 控源 、 电流／ 电
压 变换 、 电压 跟 随器 、 号放 大 、 信 电压 比较 器 、 电接触 继
收稿 日期 ：０ １ ０ — ５ ２ １ — ２ ２
置、 温度显示 、 功率 输 出等组成 。温 度传感 器 的作用是
把温 度值转 换成 电流或 电压信 号 ， 一 变换 器 是 将 绝 Ｋ℃ 对温 度 （ 转 换 成摄 氏温 度 （ ， Ｋ） ℃） 经放 大 后 送 入 比较
Ｅ ｍａｌ ｔ ｈ ｎ ＠ ｓ ｕ ． ｄ ． ｎ ． ｉ： ｚ ａ ｇ ｃ ｔ ｅ ｕ ｃ ｆ
２ ．华 南理 工大 学 电力 学院 ，广 东 广 州 ５ ００ ） １ ０ ６
基于NTC热敏电阻的温度测量与控制系统设计
基于NTC热敏电阻的温度测量与控制系统设计摘要：本系统由TL431精密基准电压，NTC热敏电阻(MF-55)的温度采集，A/D和D/A转换，单片机STC89C51为核心的最小控制系统，LCD1602的显示电路等构成。
温度值的线性转换通过软件的插值方法实现。
该系统能够测量范围为0~100℃，测量精度±1℃,并且能够记录24小时内每间隔30分钟温度值，并能够回调选定时刻的温度值，能计算并实时显示24小时内的平均温度、温度最大值、最小值、最大温差，且有越限报警功能。
由于采用两个水泥电阻作为控温元件，更有效的增加了温度控制功能。
关键词： NTC TL431 温度线性转换Abstract: The system is composed of TL431 as precise voltage,the temperature acauisition circuit with NTC thermistors (MF-55), the transform circuit of A/D andD/A, the core of the minimum control system with STC89C51, 1the display circuit usingLCD1602, etc. Get the temperature of the linear transformation by the software method. The range of the measure system is 0 ~ 100 ℃, measurement accuracy +1 ℃.It can record 24 hours of each interval temperature by per 30 minutes selected of temperature.The time can be calculated and real-time display within 24 hours of the average temperature, maximum temperature and minimum temperature, maximum value, and each temperature sensor has more all the way limit alarm function. Due to the two cement resistance as temperature control components, the more effective increase the temperature control function.Keyword: NTC TL431 temperature linear conversion目录1方案设计与论证 (3)1.1 整体设计方案比较和选择 (3)2 系统设计 (5)2.1 总体设计 (5)2.2各单元模块功能介绍及电路设计 (5)2.2.1 学习板电路 (5)2.2.2测温通道电路 (7)2.2.3 模数转换电路 (8)2.3 特殊器件的介绍 (8)3 软件设计 (9)3.1 软件流程图 (9)3.2 线性转换处理--线性插值 (10)4 系统测试 (11)4.1测试方法 (11)4.2 测试结果 (12)4.3结果分析 (14)5 结论 (14)参考文献 (14)附录： (15)附1：元器件明细表 (15)附2：仪器设备清单 (15)附3：电路图图纸 (16)附4：程序清单 (17)1方案设计与论证1.1 整体设计方案比较和选择温度测量和控制系统，基于NTC热敏电阻的特性进行设计。
温度的检测与控制
通过实时监测和控制温度，可以优化能源 使用，降低能耗，提高能源效率。
保障人员安全
保护设备
在高温或低温环境下工作可能对人员的健 康和安全造成威胁，因此需要监测和控制 温度以保障人员安全。
过高的温度可能导致设备损坏或缩短使用 寿命，因此对温度的检测和控制有助于保 护设备。
02 温度检测技术
接触式温度检测
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智能温度控制
总结词
利用智能算法和传感器技术实现自适应 和远程控制温度。
VS
详细描述
智能温度控制能够根据环境因素、设备运 行状态等实时调整温度，以达到最佳效果 。同时，通过物联网技术，可以实现远程 监控和控制，提高管理效率和安全性。智 能温度控制适用于复杂和高要求的场景， 如数据中心、精密制造等。
04 温度检测与控制的应用
05 未来展望
温度检测与控制技术的发展趋势
智能化
集成化
随着物联网、大数据和人工智能技术 的不断发展，温度检测与控制将更加 智能化，能够实现实时监测、自动控 制和智能调节。
未来温度检测与控制技术将更加集成 化，能够实现多参数、多通道的监测 和控制，提高系统的可靠性和稳定性。
精准化
随着传感器技术的不断进步，温度检 测的精度和响应速度将得到大幅提升， 能够更准确地反映温度变化，提高控 制精度。
在农业种植中，温度是影响植物生长的重要因素之一。适当的温度控制有助于提 高作物的产量和品质。
通过温度检测和控制技术，现代农业可以实现温室智能化管理，为植物提供适宜 的生长环境。例如，通过调节温室内的温度和湿度，以促进植物的光合作用和 生长速度。
医学诊断
在医学领域，温度检测与控制也具有重要应用。例如，红 外线测温仪用于快速准确地测量人体温度，辅助诊断发热 等疾病。
温度检测与控制实验报告
实验三十二温度传感器温度控制实验1.了解温度传感器电路的工作原理2.了解温度控制的基本原理3.掌握一线总线接口的使用这是一个综合硬件实验，分两大功能：温度的测量和温度的控制。
1.DALLAS 最新单线数字温度传感器 DS18B20 简介Dallas 半导体公司的数字化温度传感器 DS1820 是世界上第一片支持“一线总线”接口的温度传感器。
现场温度直接以“一线总线”的数字方式传输，大大提高了系统的抗干扰性。
适合于恶劣环境的现场温度测量，如：环境控制、设备或者过程控制、测温类消费电子产品等。
与前一代产品不同，新的产品支持3V~5.5V 的电压范围，使系统设计更灵便、方便。
DS18B20 测量温度范围为 -55°C~+125°C，在-10~+85°C 范围内,精度为±0.5°C。
DS18B20 可以程序设定 9~12 位的分辨率，及用户设定的报警温度存储在EEPROM 中，掉电后依然保存。
DS18B20 内部结构DS18B20 内部结构主要由四部份组成： 64 位光刻ROM、温度传感器、非挥发的温度报警触发器 TH 和 TL、配置寄存器。
DS18B20 的管脚罗列如下: DQ 为数字信号输入/输出端； GND 为电源地； VDD 为外接供电电源输入端(在寄生电源接线方式时接地)。
光刻ROM 中的 64位序列号是出厂前被光刻好的，它可以看做是该DS18B20 的地址序列码。
64 位光刻 ROM 的罗列是：开始 8 位(28H)是产品类型标号，接着的 48 位是该 DS18B20 自身的序列号，最后 8 位是前面 56 位的循环冗余校验码(CRC=X8+X5+X4+1)。
光刻 ROM 的作用是使每一个 DS18B20都各不相同，这样就可以实现一根总线上挂接多个DS18B20 的目的。
DS18B20 中的温度传感器可完成对温度的测量，以 12 位转化为例:用 16 位符号扩展的二进制补码读数形式提供，以 0.0625℃/LSB 形式表达，其中 S 为符号位。
物联网中的温度测量与温度控制技术研究
物联网中的温度测量与温度控制技术研究随着物联网技术的不断发展，各种智能设备在人们的生活中起到了越来越重要的作用。
其中，温度测量与温度控制技术作为物联网中极为关键的技术之一，也得到了越来越多的关注。
本文将对物联网中的温度测量与温度控制技术进行研究和探讨。
一、物联网中的温度测量技术1. 传统的温度测量方法在传统的温度测量中，常用的方法为热电偶、热电阻、半导体和红外线测温。
其中，热电偶和热电阻是常用的温度传感器，半导体则主要应用于温度变化比较小的场合，红外线测温则常用于测量远程和高温环境的温度。
2. 物联网中的温度测量技术针对传统的温度测量方法存在的数据传输和处理困难等问题，物联网的温度测量技术可谓是对传统技术的一次革新。
物联网温度测量技术采用无线传输，基于传感器网络实现多点测量，具有实时性、高精度、远距离传输等优势。
目前，比较流行的物联网温度测量技术主要有：ZigBee无线传感、NB-IoT低功耗广域网和Bluetooth低功耗蓝牙等。
其中，ZigBee是目前应用最广泛的无线传感技术之一，它的通信距离较远，信号强度稳定，传输速率较快。
NB-IoT低功耗广域网主要应用于需要长时间使用的场合，如智能家居和智能楼宇等。
而Bluetooth低功耗蓝牙则主要用于近距离传输，如生物监测等。
二、物联网中的温度控制技术温度控制在物联网中也有着非常重要的作用，通过对物体周围环境温度的控制，可以达到节省能源、提高工作效率、改善生活环境等效果。
物联网中的温度控制技术可以分为以下几种：1. PID控制技术PID控制技术是目前应用较广泛的一种控制技术，也是物联网中温度控制的重要方式之一。
它基于反馈控制原理进行控制，可以实现对系统温度的精准控制。
2. 模糊控制技术模糊控制技术是一种针对复杂系统控制的有效方法，通过建立系统的模糊模型，进行不确定性的推理和控制，可以达到很好的控制效果。
3. 神经网络控制技术神经网络控制技术是一种模拟人脑神经元的运算模型，通过学习和训练实现对系统的控制。
基于PLC温度检测与控制系统的设计
目录前言 (1)1 PLC和组态软件基础 (1)1。
1 可编程控制器基础 (1)1.1。
1 可编程控制器的产生和应用 (2)1。
1。
2 可编程控制器的组成和工作原理 (2)1。
1。
3 可编程控制器的分类及特点 (4)1。
2 组态软件的基础 (4)1。
2.1 组态的定义 (4)1。
2.2 组态王软件的特点 (5)1。
2.3 组态王软件仿真的基本方法 (5)2 PLC控制系统的硬件设计 (5)2.1 PLC控制系统设计的基本原则和步骤 (6)2.1。
1 PLC控制系统设计的基本原则 (6)2。
1。
2 PLC控制系统设计的一般步骤 (6)2。
1。
3 PLC程序设计的一般步骤 (7)2.2 PLC的选型和硬件配置 (8)2。
2.1 PLC型号的选择 (8)2。
2。
2 S7-200 CPU的选择 (9)2。
2.3 EM235 模拟量输入/输出模块 (9)2。
2。
4 热电式传感器 (9)2.2.5 可控硅加热装置简介 (10)2。
3 系统整体设计方案和电气连接图 (10)2.4 PLC控制器的设计 (10)2。
4。
1控制系统数学模型的建立 (11)2。
4.2 PID控制及参数整定 (11)3 PLC控制系统的软件设计 (14)3.1 PLC程序设计的方法 (14)3。
2 编程软件STEP7-—Micro/WIN 概述 (14)3。
2。
1 STEP7-—Micro/WIN 简单介绍 (15)3。
2。
2 计算机与PLC的通信 (15)3。
3 程序设计 (15)3。
3.1 程序设计思路 (15)3.3.2 PID指令向导 (16)3.3.3 控制程序及分析 (17)4 组态画面的设计 (18)4。
1 组态变量的建立及设备连接 (18)4.1。
1 新建项目 (18)4。
2 创建组态画面 (19)4.2.1 新建主画面 (19)4。
2。
2 新建PID参数设定窗口 (19)4。
2.3 新建数据表库 (19)4。
2。
4 新建实时曲线 (19)4。
温度测量与控制系统课程设计报告
目录课程设计题目及要求： (2)一、任务可行性分析 (2)二、温度测量流程图及程序 (2)[1]主程序流程图 (2)[2] C语言程序的关键程序段及说明 (3)三、温度控制流程图及程序 (5)[1]主程序流程图 (5)[2] C语言程序的关键程序段及说明 (6)四、总结（对自己工作的评价、改进与提高的设想等） (9)课程设计报告课程设计题目及要求：温度测量与控制系统对于给定的硬件系统编写相应的软件，实现基本的温度测量与显示功能，测量精度为0.1度。
然后在此基础上利用电阻加温进行温度控制。
利用键盘操作实现温度的设定，使受控元件的温度可以保持在设定温度附近（30-99度）。
发挥部分（1）：用不同的方法进行温度控制，并比较优缺点。
（2）：在外界干扰下（小风扇吹风）能够尽快达到新的稳定点。
设计报告要求：（1）任务可行性分析（所需要的功能如何实现）。
（2）程序结构流程框图。
（3） C语言程序的关键程序段及说明。
（4）总结（对自己工作的评价、改进与提高的设想等）。
（5）源程序电子文档。
一、任务可行性分析本设计利用温度传感器DS18B20将读取温度并将数据传递给中央处理模块SST89E516RD2，然后通过数码管将读取的温度显示出来，显示温度为四位，前两位为整数，后两位为小数。
在此基础上利用热电阻加温进行温度控制，先用短路块接通J5（如下图）的两个引脚，给电路板上电之后，电阻R6、R7便开始加热，温度传感器DS18B20就置于两个加热电阻之间，实时读取热电阻的温度，并写入SST89E516RD2中，利用单片机提供的四个按键实现对控制参数的设定，起初显示设定温度，可以通过按键增减来修改设定温度，确认后，数码管显示测量所得温度。
然后通过软件控制的方式控制电阻的加热与否，即若温度低于设定温度，则电阻加热，反之不加热。
二、温度测量流程图及程序[1]主程序流程图[2] C语言程序的关键程序段及说明（1）DS18B20的初始化：初始化是DS18B20的底层基本操作之一。
温度测量与控制系统的设计
期（ 总第 ２ ２ ） ２期 №ｌ ｅｉ ｏ２ ） ｌＳ ｒｌ ２２ （ ａＮ
福 建 轻 纺 。 ．ｈ ＆Ｔｘ ｉ ，Ｂ（ ８ｒ，ｏ Ｆｊ Ｉ ｌ Ｌｇｔ Ｉ ￣ｅ Ｉ １ Ｌｅ — ｕｌ ＇ ｉ 饺 ｅ ｌ Ｂ Ｕ Ｐ ｓ ｒＪ ｈ ｇ ｘ ． ｅ ＳＩ ８ ｕ眦 ａ 一 ｅ一 ｔ ｅｔｌ ｄｕ ｔｉ ｌ ｉ ｈ
较器 、 定时比较器和 Ｒ 触发器构成的单稳定时器 、 ｓ 基准电源电路 、 精密电流源 、 电流开关及集电极 开路输 出管等几部分组成。２ Ｒ 定时电路 ， 个 Ｃ 一个由 Ｒ 、ｔ ｔ 组成， Ｃ 它与单稳定时器相连 ； 另一个由
Ｒ 、 １ 组成 ， ｃ 靠精密的电流源充电， 电流源输出电流 ｉ由内部基准电压源供给的 １ Ｖ参考电压和外 ． ９
可知 ：
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式 中 ：ｔ ．ｋ ， ｔ ．１Ｆ Ｒ－０ ｋ ， １．１ Ｑ。 Ｒ＝ ８ Ｑ Ｃ＝ ０ｐ ， Ｌ１０ ￣ Ｒ＝ ４２ ６ Ｏ － ｋ
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６
５
图 １ Ｍ３ １引脚 图 Ｌ ３
收 稿 日期 ： ０７ ０— ４ ． ２０—９０
作者简 介： 洪宝康（１ ５ 一 ）男， ２ ， 工程师 。 ９
维普资讯
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１・ ２
福 建 ２ Ｋ— ｌ ０ ＿Ｍ
体管和开关 电源 ， 定时器的定时周期 ｔ１ Ｒ ＝． 。， １ Ｃ 在这个周期 中电流 ｉ 向电容充电， Ｖ 上升 ， ｃ 使 当 Ｖ 上升到 Ｖ＞ 时， Ｖ 电流 ｉ 关断， 定时器 自行复位 ， 同时 ， ｃ 逐渐通过 Ｒ 放电直到 Ｖ＜ 。 Ｌ Ｖ 为止， 然
电路温度传感与测量如何测量和控制电路中的温度
电路温度传感与测量如何测量和控制电路中的温度在电子设备的运行过程中，温度的控制是非常重要的。
过高的温度会导致电路的故障和损坏，而过低的温度则可能影响电子元件的正常工作。
因此，电路温度的测量和控制就显得尤为重要。
本文将介绍电路温度传感与测量的原理，以及如何控制电路中的温度。
一、电路温度传感与测量的原理电路温度传感与测量的原理一般是利用热敏电阻或热电偶等传感器来实现。
其中，热敏电阻是一种随温度变化而改变电阻值的元件，而热电偶则是利用两个不同金属导线的热电效应来测量温度变化。
这些传感器的特性使得它们能够将温度变化转换成电信号输出。
在电路中，一般会借助运算放大器等电路来将传感器的电信号放大，并通过模数转换器将其转换成数字信号。
然后，再通过微处理器或单片机进行信号处理和数据显示。
整个过程中需要注意的是，要根据具体的传感器特性和测量要求来选择合适的电路元件和参数。
二、电路温度传感与测量的方法1. 热敏电阻法热敏电阻法是一种常见且简单的电路温度测量方法。
它利用热敏电阻的温度特性，通过测量电阻值的变化来推算温度的变化。
具体使用该方法时，需要将热敏电阻安装在需要测量温度的位置上，然后通过电路将电阻与电源相连。
当环境温度发生变化时，热敏电阻的电阻值也会随之发生变化。
通过测量电阻值的变化，可以推算出对应的温度变化。
2. 热电偶法热电偶法是另一种常用的电路温度测量方法。
它利用两个不同金属导线形成的热电偶，在温度变化下产生的热电效应，通过测量热电偶的输出电压来推算温度的变化。
使用该方法时，需要将热电偶的焊点部分安装在需要测量温度的位置上，然后通过电路将热电偶的两个导线与电压测量电路相连。
当环境温度发生变化时，热电偶的焊点处会产生一定的温差，进而在两个导线之间产生电势差。
通过测量这个电势差，可以推算出对应的温度变化。
三、控制电路中的温度除了测量电路温度外，还需对电路的温度进行控制，以确保电路的正常运行。
常见的控温方法有以下几种：1. 风扇散热风扇散热是一种简单有效的控温方法。
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设计报告电子基本技能大赛——温度测量与控制装置学院信息学院专业电子信息工程班级 1202班组员李光涛梅笑寒石鑫麟课题为温度测量与控制电路，测温范围0～99.9。
C，控制温度连续可调，被测温度和控制温度均可数字显示，温度超过设定值时能产生声光报警。
该课题结合了模电和数电的理论知识，初看感觉很难没有思路，但通过各方面查阅资料和理论结合实际，定出了一套自己的设计方案。
本设计包含三个部分：温度测量电路，显示电路，温度控制和声光报警电路，正文中详细介绍了各个模块的原理和工作过程。
另外，为完成本次设计，参阅了大量资料文献。
其中，搜集和查阅资料时一个漫长但最重要的过程，获取个模块电路原理，然后经过讨论比较，结合课题要求，确定出一套最适合的方案。
小组人员花费几天时间，通过图书馆和上网查阅资料，分别查阅到各个模块电路，比如，温度测量电路部分，仅温度传感器电路就分为热电偶温度传感器，热电阻温度传感器和集成温度传感器等，因此就需要通过分析比较得出最适合的电路。
此外，温度数字显示和控制报警电路部分，需要很多集成芯片，这就需要查芯片的功能表，正确连接个芯片使其达到设计需要的目的。
经过上述过程后，基本定出电路图，在MULTISIM12.0软件里进行部分电路仿真，来验证电路的正确性。
前言 (2)题目摘要 (5)第一章系统概述1 .1温度测量与控制设计思想及方案论证 (6)1.2 工作原理 (6)1.3 模块划分 (6)第二章单元电路设计2.1 温度测量电路 (7)2.1.1 温度测量的实现原理图 (7)2.1.2 温度测量实现过程及参数计算 (8)2.1.3 调试重点及仿真结果 (20)2.2 温度的控制和报警 (21)2.3显示部分………………………………………………………………………………. .26第三章系统综述综述及总电路图 (38)第四章结束语 (39)参考文献 (39)元件明细表 (40)收获和体会 (42)评语 (44)温度测量与控制电路摘要：随着数字化时代的到来，用传统的水银或酒精温度计来测量温度,不仅测量时间长、读数不方便、而且功能单一,已经不能满足人们的要求。
于是提出，测温电路利用传感器监测外界温度的变化,通过差分放大电路将温度传感器的阻值变化转换的电压信号的变化放大,然后利用A/D转换实现模拟信号到数字信号的转换，根据模拟电路部分电路原理计算得出最后输出电压与温度值的关系, 并通过数码管显示当前值，使其与温度数值上相等，从而实现温度的测量；输出信号接两个LM324单限比较器，与输入的控制温度进行模拟比较，经过或门与报警电路的输入端连接，来实现对温度的控制，可使整个系统工作于一个在误差允许的温度范围内；再者还加载了报警装置，当被测温度超出设定温度范围时，声光报警装置工作，使它的功能更加完善，使用方便起来。
本设计是采用了温度的测量、温度的显示、温度的控制和报警装置三部分来具体实现上述目的的。
关键字：传感器，差分放大电路，A/D转换，LED显示电路，声光报警设计要求：1. 测量温度范围为200C～1650C，精度 0.50C；2. 被测量温度与控制温度均可数字显示；3. 控制温度连续可调；4. 温度超过设定值时，产生声光报警。
第一章 系统概述1.1温度测量与控制设计设计思想及方案论证由于本设计是测温及控制电路，可以使用热敏电阻之类的器件利用其感温效应，在将随被测温度变化的电压或电流采集过来，进行放大滤波，A/D 转换后，就可以用通过显示电路将被测温度显示出来。
设计需要用到测温电路，放大电路，A/D 转换电路，显示电路及控制电路。
本设计所介绍的数字温度计与传统的温度计相比，简单而可行，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的优点。
温度传感器采用铂热电阻，放大电路采用差动放大电路，显示驱动器采用ADC16芯片。
1.2 工作原理图1.1 原理框图原理及工作过程：实验原理如图1.1所示，温度测量电路由正温度系数电阻特性的铂热电阻R3为一臂组成测温电桥，经测量放大器和滤波电路后输出，将其值与控制温度相比较，超出设定温度范围则报警电路工作产生声光报警；对被测温度A/D 数模转换和数码显示，从而读出温度。
1.3 模块划分由电路工作原理，本系统可划分为三个模块：① 温度测量电路② 温度控制和报警电路③ 温度的显示温度测量及计数电路 放大器 A/D 转换 数码显示 控制温度 比较器 超温报警第二章单元电路设计2.1 温度测量电路2.1.1 温度的测量和实现原理图温度传感器差分放大器图2.1 测温电路工作原理：温度测量电路如图2.1所示，它由传感器电桥、差动放大电路和二阶低通滤波器组成。
采用阻值R3=100的铂金属热电阻为传感器，它有较高的测量精度，并且在较大的温度范围内有很好的线性。
通过测温电桥把电阻随温度的变化转换为电压的变化，再通过一个差动放大电路将小信号电压值放大,得到电压值。
首先调节滑动变阻器R13使温度等于0℃时输出电桥平衡，即输出为零；根据铂电阻的阻值随温度的变化关系，计算出电压放大倍数，设定差动放大电路的参数，使温度等于100℃时，输出电压为1V，满足输出电压和温度成线性关系，这样数值关系有U0=T/100。
由该电压值可以直接推知当前温度值，从而达到温度测量的目的。
2.1.2 温度测量的实现过程及参数计算（1）温度传感器及方案选择1. 从工业炉温环境气温到人体温度；从空间、海洋到家用电器各个技术领域都离不开测温和控温。
要测温、控温就要用到温度传感器，就要根据具体条件选择合适的传感器。
⑴下表列出了温度传感器的测温范围，测温范围会随测量条件不同而有变化，表中标出的只是一般的范围。
温度传感器的测量范围传感器类型测温范围／℃晶体温度传感器-100~220热敏电阻-200~880集成温度传感器-55~150铂热电阻-180~600铜热电阻0~200镍热电阻-20~300双金属片0~300水银温度计-30~350酒精温度计-60~100热电偶R(铂铑—铂热电偶) 200~1400热电偶K（镍铬—镍铝热电0~1000偶）热电偶E（镍铬—康铜热电偶）-200~700热电偶J（铁—康铜热电偶）0~600光高温度计800~2000辐射温度计0~2000⑵温度传感器选用一般考虑如下几方面：●测量条件：根据测量目的、测量范围、被测信号贷款、测量精度和每次测量所需时间等。
●传感器的性能：传感器测量精度、稳定性、响应速度、模拟或数字输出以及输出电平等性能●传感器的适使用条件：工作场所、环境、测量时间（3）综上所述，传感器选择pt100.铂电阻温度传感器铂电阻温度传感器是一种以铂(Pt)作成的电阻式温度传感器,铂金温度传感器具有高精确度及高安定性，在-180℃~600℃之间亦有很好的线性度。
一般而言，铂电阻温度传感器pt100感温电阻在低温-180℃~-100℃间其温度系数较大；在中温100℃~300℃间有相当良好的线性特性；而在高温300℃~600℃间其温度系数则变小。
特点：极佳的线性，宽广的测温范围（-180～600℃），高精度，高可靠性。
实现方式：桥式电路，如图2.2所示;图2.2 桥式电路测电阻在0 ℃～600℃温度范围内，铂电阻与温度的关系为：Rt=Ro（1+αoT+βoT2）式中，Rt，Ro分别为T和0℃时铂电阻的阻值，αo，βo为常数，即αo=3.96847×10-2/℃, βo=-5.847×10-7/℃，βoT2项引入非线性误差，温度越高，非线性误差越大。
但是在0℃～200℃范围内，有良好的线性关系，铂电阻与温度的关系可表示为：Rt=Ro（1+α1T），Ro为0℃时铂电阻的阻值，α1=0.003851/℃。
工作原理：利用电桥将随温度变化的组织转化为电压，电桥输出的电压为：Ux=Ucc(R2*Rp1—R1*R3)/(R2+R3)(R1+Rp1)若取R1=R2=R0，调节电位器，使00C时的Ux=0V，此时R3的值为R30= Rp1。
当温度变化使铂电阻的阻值增大△R3时，电桥的输出：Ux=—R0△R3·Ucc /（R0+R30+△R3）(R0+Rp1) 式中分母含有△R3项，故除测温电阻的非线性误差外，又增加了转换电路的非线性误差。
故选择参数时应注意要满足△R3《R0+R30这一条件。
参数选择：在0℃时，R30 =100Ω，Rp1取200Ω多圈电位器，由于铂电阻工作电流小于5mA，我们使工作电流约为1mA ，此时R2=（Ucc/I）-R3，所以取R1=R2=8.7 KΩ∵R1》△R3, Rp1=R30, △R3=R30·ɑT∴输出电压Ux≈—R0△R3·U cc/（R0+R30）（R0+Rp1）仿真结果：A=50%，即Rp=100Ω时，输出电压为0V。
差分放大器根据输出电压信号的特点，前置级应该满足下述要求：（1）高输入阻抗。
输出信号是不稳定的高内阻源的微弱信号，为了减少信号源内阻的影响，必须提高放大器输入阻抗。
一般情况下，信号源的内阻为100kΩ，则放大器的输入阻抗应大于1MΩ。
（2）高共模抑制比CMRR。
前置级须采用CMRR高的差动放大形式，能减少共模干扰向差模干扰转化。
（3）低噪声、低漂移。
主要作用是对信号源的影响小，拾取信号的能力强，以及能够使输出稳定。
图2.6 差动放大电路图2.7为具有恒流源的差动放大电路其中，Ｑ1，Ｑ2称为差分对管，它与电阻Ｒb1，Ｒb2,Ｒc1,Ｒc2及点位器Ｒ1共同组成差动放大器的基本电路Ｑ3，Ｑ4与电阻Ｒe3,Ｒe4,Ｒ共同组成恒流源电路为差分对管的设计提供恒定电流。
均压电阻Ｒ1，Ｒ2给差动放大器提供对称差模输入信号。
晶体管Ｑ1与Ｑ2，Ｑ3与Ｑ4特性应相同，电路参数应完全对称Ｒ1可调整电路的对称性。
由于电路的这种对称性结构特点及恒流源的作用，无论是温度变换，还是电源的波动，对Ｑ1，Ｑ2两管的影响都是一样的，因此，差动放大器能有效的抑制零点漂移。
综上所述，本设计采用三运放组成的差分放大器。
工作原理：在本模块中，采用由三片LM324N构成的高阻抗差动放大器LM324系列运算放大器是价格便宜的带差动输入功能的四运算放大器。
可工作在单电源下，电压范围是3.0V-32V或+16V。
图2.7 三片LM324N构成的高阻抗差动放大器参数选择：在0℃时，测温电桥的输出电压为0V在100℃时 R3(100℃)=138.51Ω由桥式电阻的分压关系，知输出电压U=UccR1/（R1+Rp）-UccR2/（R2+R3）=0.038V当温度为100℃，放大电路的输出电压为1V，则电压增益=1/0.038=26.3158 已知LM324高阻抗差动放大器电路的电压增益=C（1+a+b）则选C=2,a=b=6.08，选R7=R5=10KΩ仿真结果：当温度为100℃时 R3=138.51Ω电桥输出的电压U1=38.034mV 三运放组成的差分放大器输出电压U2=1.006V≈1V当温度为20℃时 R3=107.79Ω..电桥输出的电压U1=7.722mV 三运放组成的差分放大器输出电压U2=209.159mV≈0.2V当温度为165℃时 R3=162.91Ω电桥输出的电压U1=61.98mV 三运放组成的差分放大器输出电压U3=1.636V ≈1.65V由仿真结果可知，满足要求。