几种无线温度传感器优劣(声表面波等)
声表面波温度传感器及其应用研究与开发
声表面波温度传感器及其应用研究与开发声表面波传感器(SAW Sensor)相对于一般的传感器而言具有一系列的优点。
无线无源的声表面波传感器是近年来发展起来的新型传感器，具有优良的性质和广阔的应用前景。
其无线无源的特性也大大拓展了传感器的应用领域，使恶劣环境下的传感监测变得安全可靠。
本课题研究的无线无源声表面波温度传感器主要包含两个方面的内容，一方面研究声表面波温度传感芯片，主要目标是提高芯片的测温精度及可靠性。
同时研究天线，提高信号传输距离。
另一方面研究无线无源温度传感器构成的温度传感系统及其应用，例如如何用于高压变电站高压线路的温度测量，地埋电缆的温度测量等。
本论文研究的重点是测温芯片的设计与制备。
本论文主要介绍声表面波温度传感芯片的基本结构和原理，分析叉指换能器(IDT)理论，分析叉指换能器的理论函数模型，包括函数模型和模态耦合(COM)理论模型等。
论文拟利用窗口函数设计降低旁瓣，提高芯片测温精度。
利用模态耦合理论模型模拟仿真测温芯片。
得到了很好的效果，并依据设计的芯片结构制备了芯片。
本论文编写了声表面波温度传感芯片光刻版图绘制软件，详细说明包括软件的设计思路及其算法实现。
详细介绍软件的操作界面和操作方法，以便将来升级与更新软件。
软件实现了版图绘制功能，能准确快速的将设计的芯片结构绘制成光刻版图，用于后续芯片的加工制备。
本论文利用光刻技术制备测温芯片。
介绍光刻工艺和刻蚀工艺。
芯片制备完成后对芯片进行测试，得出芯片中心频率与设计频率基本相符，旁瓣得到抑制。
并进行了大量的对比测试，如不同加权函数的芯片对比，不同孔径、膜厚的芯片对比，得出海明函数加权优于凯撒函数加权，大孔径芯片优于小孔径芯片等结论。
声表面波无线无源温度监测系统
声表面波无线无源温度监测系统摘要：介绍了一种声表面波无线无源温度监测系统，并和其它测温方案进行比较，它具有安装简单、安全可靠、连续监测等特点，对电网系统中的设备触点具有实时在线温度监测功能。
关键词：声表面波；温度监测，无线无源0 引言近年来，我国快速的现代化发展对电网系统提出了越来越越高的要求，现代电力朝着高电压和大容量发展。
在此背景下，对电网系统的安全运行提出了更高的要求。
随着材料技术、微电子加工技术、信号处理技术等科学技术的飞速发展，使得在声表面波技术基础上研制出的具有体积小以及可靠性高等优点的声表面波器件在电力通讯领域得到了应用。
由于电网系统中的高压开关柜密闭运行，人工巡视无法实现，而它又是电网系统的核心部分之一，它的安全稳定运行非常重要。
作为高压开关柜内的开关触头及母排连接节点更是重要隐患，当其中某个节点发生氧化腐蚀导致接触电阻增大，会使其局部温度升高，从而可能发生火灾等事故，给电网的运行带来无法预料的后果。
对高压开关柜内的触头等位置进行在线温度监测可及时发现异常，从而可提前维护，避免事故发生或者减小损失，提高经济效益和社会效益。
声表面波器件体积小，因此由其研制出的温度传感器，适合不同的安装方式，无线信号传输不受高压开关柜内的结构影响，并且它无须供电，耐压高，高低压隔离，可免除高压击穿的危险，可实现连续不断的温度监测，使其结合计算机技术可以达到高压开关柜内的触头接触点温度在线监测，很好地解决了电网系统中高压开关柜触头接触点测量存在的问题。
1 无线无源温度监测系统1.1 声表面波温度传感器无线测温原理由温度采集器发射一定频率的电磁波信号，经由无线天线由声表面波温度传感器的叉指换能器接收转换成声表面波，再由器件反射器发射回叉指换能器，并重新转换为电磁波信号经由无线天线传回采集器。
如果在声表面波温度传感器表面施加有温度参量的扰动，会引起声波速度的变化，从而引起接收端反射信号的频率或者相位发生相应的变化，实现对待测量的无线检测，声表面波无线测温工作原理见图1。
声表面波传感器的原理及应用综述
声表面波传感器的原理及应用综述发表时间：2018-07-05T16:46:14.443Z 来源：《电力设备》2018年第2期作者：宋尔冬李玉玲王辉苗鑫[导读] 摘要：声表面波传感器能将信号集中于基片表面、工作频率高，具有极高的信息敏感精度，能迅速地将检测到的信息转换为电信号输出，具有实时信息检测的特性；另外，声表面波传感器还具有微型化、集成化、无源、低成本、低功耗、直接频率信号输出等优点。
(中国电子科技集团公司第四十九研究所黑龙江省哈尔滨市 150001) 摘要：声表面波传感器能将信号集中于基片表面、工作频率高，具有极高的信息敏感精度，能迅速地将检测到的信息转换为电信号输出，具有实时信息检测的特性；另外，声表面波传感器还具有微型化、集成化、无源、低成本、低功耗、直接频率信号输出等优点。
国内目前已经形成了包括声表面波压力传感器、声表面波温度传感器、声表面波生物基因传感器、声表面波化学气相传感器以及智能传感器等多种类型。
关键词：声表面波；传感器；工作原理；应用1声表面波传感器的工作原理1.1声表面波声表面波是一种在固体浅表面进行传播的弹性波，具有多种模式，瑞利波是目前应用最广泛的一种声表面波。
不同类型的声表面波具有不同的特性，利用其制成的传感器可适用于不同场合探测。
1.2声表面波传感器的结构类型声表面波传感器的两种基本构型为延迟线型﹙delayline﹚和谐振型﹙resonator﹚。
延迟线型和谐振型声表面波传感器在结构上均由压电基片、叉指换能器和发射栅共同构成。
延迟线型声表面波传感器通过天线接收正弦激励信号，传递至叉指换能器﹙interdigital transducer，IDT﹚，正弦信号在压电基片激励出声表面波，实现声波和电信号的转换。
声表面波在压电基片上传播经过一段时间延迟到达反射栅，反射栅将部分声波反射回来，反射的声波又通过IDT转换为正弦激励信号，从而实现电声转换。
谐振型声表面波传感器将IDT置于2个全反射的反射栅间。
声表面波无线无源温度监测系统-最新资料
声表面波无线无源温度监测系统0 引言近年来，我国快速的现代化发展对电网系统提出了越来越越高的要求，现代电力朝着高电压和大容量发展。
在此背景下，对电网系统的安全运行提出了更高的要求。
随着材料技术、微电子加工技术、信号处理技术等科学技术的飞速发展，使得在声表面波技术基础上研制出的具有体积小以及可靠性高等优点的声表面波器件在电力通讯领域得到了应用。
由于电网系统中的高压开关柜密闭运行，人工巡视无法实现，而它又是电网系统的核心部分之一，它的安全稳定运行非常重要。
作为高压开关柜内的开关触头及母排连接节点更是重要隐患，当其中某个节点发生氧化腐蚀导致接触电阻增大，会使其局部温度升高，从而可能发生火灾等事故，给电网的运行带来无法预料的后果。
对高压开关柜内的触头等位置进行在线温度监测可及时发现异常，从而可提前维护，避免事故发生或者减小损失，提高经济效益和社会效益。
声表面波器件体积小，因此由其研制出的温度传感器，适合不同的安装方式，无线信号传输不受高压开关柜内的结构影响，并且它无须供电，耐压高，高低压隔离，可免除高压击穿的危险，可实现连续不断的温度监测，使其结合计算机技术可以达到高压开关柜内的触头接触点温度在线监测，很好地解决了电网系统中高压开关柜触头接触点测量存在的问题。
1 无线无源温度监测系统1.1 声表面波温度传感器无线测温原理由温度采集器发射一定频率的电磁波信号，经由无线天线由声表面波温度传感器的叉指换能器接收转换成声表面波，再由器件反射器发射回叉指换能器，并重新转换为电磁波信号经由无线天线传回采集器。
如果在声表面波温度传感器表面施加有温度参量的扰动，会引起声波速度的变化，从而引起接收端反射信号的频率或者相位发生相应的变化，实现对待测量的无线检测，声表面波无线测温工作原理见图1。
1.2 系统硬件结构声表面波无线无源温度监测系统由温度传感器、温度采集器、测温主控制端组成，如图2所示。
温度传感器是触点的温度感知元件，安装在被监测的触点处。
声表面波传感器的应用
声表面波传感器的应用发布时间：2021-08-06T02:34:49.855Z 来源：《教育学文摘》2021年6月总第374期作者：逄珂李英棣邓海峰张健傅伟[导读] 抗干扰能力强数字化、易批量生产、体积小、重量轻、功耗低等众多优点，应用十分广泛。
91206部队山东青岛266100摘要：声表面波传感器是一种利用声表面波芯片作为传感元件，以声表面波速度或频率的变化来表征被测量的传感器。
它具有灵敏度高，性能稳定等优点，由于声表面波传感器是由压电材料构成，使得这种传感器具有优良的抗高压及电磁辐射能力，其工作环境取决于压电材料和金属膜的耐受程度，选用的材料合适，就可工作于极端环境，本文主要对声表面波传感器的部分实际应用进行综述。
关键词：声表面波传感器应用声表面波简称SAW(Surface Acoustic Wave)是一种沿弹性基体表面传播的声波，任何固体表面都存在这一现象。
某些外界因素(温度、压力、加速度、磁场、电压等)对SAW的传播参数都会造成影响，根据这些影响与外界因素之间的关系，可以研制出测量各种物理、化学参数的SAW传感器，该类传感器具有高精度、高灵敏度、抗干扰能力强数字化、易批量生产、体积小、重量轻、功耗低等众多优点，应用十分广泛。
一、温度传感器应用表面波速度取决于温度，并由用于制造声波传感器的结晶材料的取向和类型决定。
振荡频率由叉指换能器周期和波速决定，当外界温度改变时，其振荡频率也会改变。
df/f=dv/v-dl/l (9)对于普通的晶体材料，温度的变化对材料长度的影响不大，所以温度对速率的影响主要是由声表面波波速随温度变化而引起的。
基于SAW延迟线振荡器的温度传感器具有毫秒级分辨率、良好的线性度和低滞后。
但是，SAW传感器对质量负载非常敏感，因此SAW温度传感器必须密封在密封包装中。
最近，据报道，一个124-MHz ST切割石英SSBW温度传感器的温度系数为32ppm/℃，分辨率为0.22℃。
温度传感器优缺点的体现
8
4
U3:B
7
C2 OPA2277P
100n
D1 D2
RP1
1
5D
S6 1 2 3
U4:A
Q1
2 3 4 5 6 7 8 9
RESPACK-8
P10 P11 P12 P13 P14 P15 P16 P17
ale 3 CLK
U1
Q2
4R
D0 D1 D2 R6.DD87k34 D5
void display(void)
{
float t;
int disp_value;
uchar dis_data[3];
uchar i;
uchar dis_sel = 0xfe;
t = ((float)rev / 2.04)* 10;
disp_value = (int)t;
dis_data[2] = disp_value
10k
8
R4 29
10k 30 31
OPA2277P
PSEN ALE EA
P2.0/A8 P2.1/A9 P2.2/A10 P2.3/A11 P2.4/A12 P2.5/A13 P2.6/A14 P2.7/A15
P10 1 P11 2 P12 3 P13 4 P14 5 P15 6 P16 7 P17 8
R6(2) V=-0.437478
1.35k
U1
19
-5V
C3 XTAL1
105
18 XTAL2 U3:A
4
R2(2)
V=1.250012
+5V
U3:A(9IN+)
V=1.325
常见温度传感器的性能优缺点
一、模块温度传感器：模块温度传感器用于测量变频模块（IGBT或IPM）的温度，目前用的感温头的型号是602F-3500F，基准电阻为25℃对应电阻6KΩ±1%。
1、常数B值为4100K±3%，基准电阻为25℃对应电阻10KΩ±3%。
温度越高，阻值越小;温度越低，阻值越大。
离25℃越远，对应电阻公差范围越大;在0℃和55℃对应电阻公差约为±7%;而0℃以下及55℃以上，对于不同的供应商，电阻公差会有一定的差别。
除个别老产品外，美的空调电控使用的室温管温传感器均使用这种类型的传感器。
2、常数B值为3470K±1%，基准电阻为25℃对应电阻5KΩ±1%。
同样，温度越高，阻值越小;温度越低，阻值越大。
离25℃越远，对应电阻公差范围越大。
二、排气温度传感器：排气温度传感器用于测量压缩机顶部的排气温度，常数B值为3950K±3%，基准电阻为90℃对应电阻5KΩ±3%。
三、室温管温传感器：室温传感器用于测量室内和室外的环境温度，管温传感器用于测量蒸发器和冷凝器的管壁温度。
室温传感器和管温传感器的形状不同，但温度特性基本一致。
按温度特性划分，目前常用的室温管温传感器有二种类型：当然，除了以上三种常见的温度传感器外，还有其他类型也是经常性使用的，如热电阻：PT100、PT1000、Cu50、Cu100;热电偶：B、E、J、K、S等。
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一文看懂温度传感器的种类及优缺点
一文看懂温度传感器的种类及优缺点（温度传感器）是温度测量仪表的核心部分，品种繁多，按测量方式可分为接触式和非接触式两大类。
接触式温度传感器接触式温度传感器的（检测）部分与被测对象有良好的接触，通过传导或对流达到热平衡，从而使温度计的示值能直接表示被测对象的温度。
一般测量精度较高。
在一定的测温范围内，温度计也可测量物体内部的温度分布。
但对于运动体、小目标或热容量很小的对象则会产生较大的测量误差。
常用的接触式温度传感器有双金属温度计、玻璃液体温度计、压力式温度计、电阻温度计、热敏电阻和温差电偶等。
非接触式温度传感器非接触式温度传感器与被测对象互不接触，可用来测量运动物体、小目标和热容量小或温度变化迅速（瞬变）对象的表面温度，也可用于测量温度场的温度分布。
最常用的非接触式温度传感器的（工作原理）是基于黑体辐射基本定律的辐射测温法。
辐射测温法包括亮度法（见（光学）高温计）、辐射法（见辐射高温计）和比色法（见比色温度计）。
各类辐射测温方法只能测出对应的光度温度、辐射温度或比色温度。
只有对黑体（吸收全部辐射并不反射光的物体）所测温度才是真实温度。
而材料表面发射率不仅取决于温度和波长，而且还与表面状态、涂膜和微观组织等有关，因此很难精确测量。
其中（红外）测温（传感器）是特别常见的一种。
红外传感器接收到物体发出的能量后，通过其光学系统，可将红外能量转换成电（信号），然后将其转换为温度值。
生活中常见四大温度传感器温度传感器是最常用的传感器之一，所有类型的设备都使用温度传感器，包括计算机，汽车，厨房用具，空调和家用恒温器。
最常见的温度传感器主要分四种，包括热电偶、热敏电阻、电阻温度检测器（RTD）和IC温度传感器，其中IC温度传感器又包括（模拟）输出和数字输出两种类型。
4类常见温度传感器特性，来源：（Digi-Key）在（工业）设施内，90％以上甚至更多的温度监测都由热电阻（RTD）和热电偶（T/C）完成。
热电偶：测温范围广，便宜热电偶由两条不同材料的金属线组成，在末端焊接在一起，组成回路。
声表面波传感器产品简介(温度传感器)
112 mm x 81 mm x 36mm 配备卡槽，固定于 35mm 导轨上 约 2m（取决于读取器发射功率，可调）
432 MHz ~444MHz RS485
AC 85 ~265V,50 ~60HZ
DC 5V,1A 95mm x95mm x113mm 嵌入式，开孔尺寸：92mm x92mm(±0.5mm)
江苏声立传感技术有限公司
江苏声立传感技术有限公司
SAW 无源无线温度监测系统
系统概述
电力系统中，各类设备的开断接触点可能因为松动、老化、电弧冲击等原因造成接触电 阻增大。这会使触点的温度不断上升，给电网安全带来隐患。如果不及时发现，容易引起起 火爆炸、大面积停电、人员伤亡等灾难事故，直接和间接经济损失巨大。因此，对电力设备 的温度进行在线监测并及时排除隐患，越来越得到行业的认可和重视。
公司开发成功的无源无线温度传感系统采用了声表面波传感技术。其传感器具有完全无 源、可无线读取的优点，尤其适合电力、化工、采矿、冶金等特殊环境。该产品从声表面波 温敏器件、无线读取器到信号处理软件都具有完全自主知识产权，填补了国内空白，可替代 进口同类产品。目前该产品已经通过了中国电力科学研究院的检测认证，并开始在电力行业 推广应用。 地址：南通市崇川路 58 号南通产业技术研究院 3 号楼 8 楼 806 室 电话：0513—55080001 13552700090 18210365488 技术支持：0513—55080012 传真：0513—55080012
安装方式 无线传输距离 无线频率范围
下行接口 电源输入 电源输出 外形尺寸 安装方式 下行接口 上行接口 电源输入
功耗 外形尺寸 安装方式 数据存储
工作环境
安全性能 产品认证
接触式测温
10kV高压开关柜无线测温技术
10kV高压开关柜无线测温技术发布时间：2022-11-11T07:07:39.811Z 来源：《新型城镇化》2022年21期作者：阳康[导读] 本文选择KYN型开关柜作为研究对象，而K、Y、N分别是铠装式金属封闭开关设备、移动式结构以及户内装置。
国网湖北省电力有限公司潜江市供电公司湖北潜江 433100摘要：在电力系统当中，10kV高压开关柜是一项非常关键的内容，其运行质量会对整个电力系统的安全、稳定运行造成直接的影响，但在实际运行中，受到诸多因素的影响，10kV高压开关柜非常容易出现发热故障，从而对其正常运行造成不利影响。
而为了对这种情况加以改善，还需要利用无线测温技术对10kV高压开关柜进行实时的监测，使故障隐患能够及时的排除，这对于电力系统的安全、稳定运行具有非常重要的意义，所以，有必要针对相关内容进行深入的研究。
关键词：电气设备；高压开关柜；无线测温技术一、10kV高压开关柜无线测温系统的整体设计1.1整体设计本文选择KYN型开关柜作为研究对象，而K、Y、N分别是铠装式金属封闭开关设备、移动式结构以及户内装置。
根据10kV高压开关柜的安全运行需求，10kV高压开关柜的整体设计必须从体积、绝缘性能、成本以及可靠性等方面给予考虑。
针对系统的设计分析，主要由3部分组成，即高压测发射端、低压侧接收端以及上位机数据处理控制。
这一设计考虑到KYN型开关柜所具备的6个梅花触头，并提供了蓝牙数据传输通道。
由于选取了CT互感器作为高压侧电源，DS18B20温度传感器测量触头温度，系统由此能够准确反映触头温度变化。
1.2温度传感器的选择一般工业场所使用的温度传感器主要有热电偶温度传感器、热电阻温度传感器、热敏电阻温度传感器以及集成温度传感器等。
整合多个传感器可以发现，每一个传感器自身都有明确的温度测量范围。
明确的温度测量范围值，可以认知其传感器的适应温度环境的变化程度。
结合设计成本和难度，绝大多数10kV高压开关柜无线测温系统都会选择应用DS18B20温度传感器。
无线测温技术比较_v1
电力设备在线测温技术比较一、电力测温技术流派电力设备在线测温可分成以下三个流派，1. CT取电传感器2. 声表面波传感器3. 射频识别传感器这些流派技术的共同点就是采用无线传输，这也是电力测温的基本需求。
他们之间的原理特性比较，可以参见下表。
电力测温技术比较表传感技术CT取电传感器声表面波传感器射频识别传感器取电方式CT取电超高频(UHF)无线供电超高频(UHF)无线供电温度测量方式内置温度传感器经由频率改变来测温内置温度传感器体积大小大小小安装方式CT环紧束固定螺丝/束带固定多种可选可安装位置母排，出线端子母排，出线端子母排，出线端子，梅花触头,电缆头传感器寿命电路复杂，寿命短电路简单，休眠时长，寿命长电路简单，休眠时长, ，寿命长二、各技术流派优劣分析CT取电技术分析A. 安装繁琐，不利于批量使用CT取电的原理是利用闭合的磁场回路来感应铜排母线电流，采用的为穿心式互感器，由于开关柜发到现场后，结构都已经固定，铜排和触头不可能单独拆卸让厂家去将这种穿心CT进行套接，因此在现场安装时，还需要根据铜排或触臂的尺寸现场绕制或调整，这会带来两个方面的问题，首先，一致性和可靠性很难得到保证。
其次，安装繁琐，时间周期太长。
尤其是当监测点数量较多时，整个施工周期会很长，而在某些变电站由于涉及到运行问题，不可能长时间停电安装。
B. 硬件可靠性难以得到保证采用小CT和磁饱和技术，取母线一次电流供电，是较为理想的供电方式，但必须选择好小CT制作的最佳参数并控制好磁饱和曲线，参数选择不当时，会损坏传感器部分的电路，影响可靠性。
同时由母线或电缆电流大小不一，难以事先选好小CT取电比值。
当母线电流较小时，CT的二次侧感应的电流很微弱，测温设备可能无法启动，当负载很大或者有瞬间短路故障发生时，此时母线电流会相当大。
CT取电由于变比固定，导致感应的电流也在一个很宽的范围内变动，因此传感器必须具备一个很完善的保护电路，通常这种电路只能针对持续时间很短的瞬变冲击，而开关柜一旦出现故障，一般都不会在极微小的时间段内解除，这样就会导致对供电电路有一个持续的冲击而导致设备损坏。
声表面波谐振器型无源无线温度传感器
404
仪 器 仪 表 学 报 第 2 4 卷
当连续的周期正弦信号通过天线加到 ID T 上, 在 压电基片的表面激励出声表面波, 经反射栅反射到 ID T , 转化为电磁波, 发射给接收机。 当激励频率 f 等 于其固有频率 f0 时, 由于传感器的品质因素 Q 值很 高, 该传感器将发生谐振。 固有频率为:
针对上述问题, 提出了一种新的声表面波谐振型 温度传感器测量原理。 分析了单端口声表面波谐振器
响应特性, 采用间歇的正弦脉冲串信号激励单端口谐 振型声表面波器件, 其回波信号为一幅度衰减的信号。 改变间歇正弦脉冲串信号的占空比, 就可有效地控制 频率的搜索。因此, 所构成的系统只要测出反射信号的 频率就可知道随温度变化的器件固有频率。 同时由于 正弦间歇脉冲串信号激励产生的反射效率远比单个冲 击脉冲激励时产生的反射高, 因此有更高的灵敏度。该 传感器对正弦脉冲串的响应特性不仅简化了设计, 而 且提高了信噪比, 信号处理方便。
第 4 期 声表面波谐振器型无源无线温度传感器
405
R 2, 则反射回来的功率信号随距离呈 4 次幂的衰减。可 见, 该反射信号是非常弱的。 此外, 如天线与接收机阻 抗不匹配、馈线有衰减等还将衰减接收信号。
当回波信号的幅度很小, 泄漏的激励信号与回波 信号经过功率收发开关将产生混频, 严重影响回波信 号的质量。为减少发射信号通过功率开关的泄漏影响, 在 R F 功放前端增加了电子开关, 从而增加在接收周 期中对激励信号的隔离。
率改变。 只需测量出固有频率, 就能知道温度值。
对于声表面波器件, 它的输入为电压信号, 输出为
短路电流。 声表面波谐振器总的冲激响应是:
N
mR
∑ ∑ h ( t) = ejΞ0t R T 2〔l W ( t- 2lΣ0- iΣ0, m L ·Σ0) 〕
几种无线温度传感器优劣（声表面波等）
几种无线温度传感器优劣（声表面波等）目前市面上有多种基于不同原理的无线测温系统,声表面波无缘无线,红外传感探头等,孰优孰劣有待研究。
依据测温原理的无线温度传感器分类无线测温系统在电力系统开关柜中投入应用已有多年，而在这几年间，陆续出现了多种类型的无线温度传感器。
对于究竟哪一种传感器更适合开关柜内部使用并未有一个明确标准。
在此，我们对现今常见的无线温度传感器依据测温原理进行分类以及对各种类型的特点进行一次客观的阐述。
依据测温的原理，应用于开关柜无线测温的无线温度传感器主要可分为四类。
一类是利用热敏电阻的温度特性接触式测温的传感器；第二类是利用半导体材料（PN结）的温度特性，接触式测温的传感器；第三类是利用红外热辐射技术，传感器采用红外探头，非接触式测温；第四类是利用压电晶体，采用声表面波技术无源接触式测温的传感器a.热敏电阻利用热敏电阻测温的传感器，其原理是热敏电阻的阻值会随温度的变化而改变，通过阻值的大小来反映温度。
这种传感器其优点是灵敏度高（因为热敏电阻的电阻温度系数大，阻值随温度改变的变化明显）。
缺点是，由于热敏电阻阻值与温度的线性关系较差，直接测量的精度低，必须通过运算补偿才能得到较准确的测量值。
电阻元件易老化，使用寿命短，精度及稳定性随使用变差。
其无线是体现在通讯方式上，通过传感器内部的A/D转换，将数字信号无线发送出。
b.PN结采用PN结作为测温元件的无线温度传感器，其原理是PN结的压降随温度的变化而改变，施加恒定电流，通过输出电压的大小来反映温度。
其压降与温度的关系几乎为线性，精度高，但灵敏度相对热敏电阻要低，反应时间比热敏电阻长。
半导体元件不易老化，使用寿命较长，可靠性高。
其无线同样是体现在通讯方式上。
c.红外热辐射采用红外技术的无线温度传感器，测温原理与常见的红外点温枪基本类似——任何高于绝对零度的物体都在发射出辐射能，辐射能的强度与物体温度有着密切关系，传感器探测物体发出的红外辐射，将辐射能转变为电信号，通过校准运算最终得到被测物体表面的温度。
什么是无线温度传感器无线温度传感器的分类与应用
什么是无线温度传感器无线温度传感器的分类与应用导读什么是无线温度传感器？无线温度传感器应是集成传感、无线通信、低功耗等技术的无线传感网络产品。
下面继续来了解一下无线温度传感器的分类与应用吧。
什么是无线温度传感器？无线温度传感器应是集成传感、无线通信、低功耗等技术的无线传感网络产品。
下面继续来了解一下无线温度传感器的分类与应用吧。
一、什么是无线温度传感器无线温度传感器应是集成传感、无线通信、低功耗等技术的无线传感网络产品。
无线温度传感器：由控制单元、无线数据传输和温度测量三部分组成。
测温后，将温度数据通过无线方式传递给测温通讯终端。
主要安装在易发热的电缆连接、变压器与开关的表面。
每个无线温度传感器具有唯一的ID编号，实际安装使用时记录每个传感器的安装地点，并与编号一起录入温度检测工作站计算机数据库中。
传感器每隔一定时间（可以事先设定）自动发射一次监测点的温度数据，发现温度异常立即报警，可不受发送周期限制。
无线温度传感器应以电池供电，在工程实施中避免了大工作量的通讯线缆、管线、供电线路的铺设，用户也可根据现场实际使用情况，方便的调整安装的位置。
无线传感器可配置温湿度传感元件、温度传感元件、压力传感元件、气体传感元件，以及流量、位移、开关量、雨量、风速风向等等各种传感器。
二、无线温度传感器的分类与应用无线温度传感器的应用领域，无线传感器是一种常用的检测仪器，具有不用布线、安装方便和低能耗等优点，被广泛的应用于多个行业当中。
目前无线温度传感器主要应用于大型粮仓、药品库以及大型实验室，下面小编就来为大家具体介绍一下无线温度传感器的应用领域吧。
[1]由于粮食在存放过程中，会缓缓释放热量，这就导致粮食内部温度慢慢上升，假如不能及时了解内层粮食的温度变化，这将会带来很大损失。
如果此时用普通的温度传感器来进行测温，不但需要大量布线，而且安装也会有很大的不方便。
而采用无线温度传感器，就会省去这些麻烦，无线温度传感器完全可以省去大量的人力，也不必时时检查，如果将其与通风设备连接，在无线温度传感器感应到温度参数超出预先设定值的时候，便自动启动相应的通风设备，来进行降温。
简要分析四种常见温度传感器的优势与缺点
简要分析四种常见温度传感器的优势与缺点
温度传感器是工程师们在进行某些高精度电子产品设计时，不可或缺的重要组成元件。
目前市面上常见的温度传感器产品主要有四种，分别是电阻式温度检测器（RTD）、热电偶、热敏电阻器以及具有数字和模拟接口的集成电路（IC）传感器。
在实际应用过程中，这四种温度传感器产品各有优势，也各有不同。
在今天的文章中，我们将会来一起讨论一下以上每种传感器的优点与缺点，下面就一起来看看吧。
相信工程师们都非常清楚的一点是，在温度传感器的选择过程中，不同的产品有不同的适用范围。
从系统级的立足点来看，温度传感器是否适合该款应用，将取决于所需的温度范围、准确度、线性度、解决方案成本、功能、功耗、解决方案尺寸、安装法，还有必要支持电路的易设计程度。
下面我们就从这几个角度入手，来看一下这四种温度传感器产品类型的不同之处。
RTD
RTD是目前应用范围最广泛的一类温度传感器产品。
在实际应用过程中，它的特点非常明显，那就是当一边测量RTD的电阻一边改变它的温度时，其响应几乎是线性的，表现得像一个电阻器。
如下图图1所示，该RTD的电阻曲线并非完全呈线性，而是有几度的偏差（示出了一条用作参考的直线）——但却是高度可预测并可复验的。
为了对这种轻微的非线性进行补偿，大多数设计人员都会对测得的电阻值进行数字化处理，并使用微控制器内的查找表以便应用校正因子。
这种宽温度范围大约维持在-250℃至+750℃左右，在这一范围内的可复验性和稳定性使RTD在高精度应用（包括在管道和大容器内测量液体或气体的温度）中极为有用。
10表面波传感器
表面波传感器
1.SAW叉指换能器
SAW的发射和接收是靠SAW叉指换能器来实现的。 叉指换能器是由若干条淀积在压电材料衬底上的金属 膜电极组成 , 基本结构如图 9.21 所示。这些电极条互相 交叉配置,两端由汇流条连接在一起,其形状如同交叉平 放的两排手指,故称为叉指电极,该种换能器称为叉指换 能器（InterdigitalTransducer,简称IDT)。
果在压电晶体表面沉积上一层很薄的良导体（金属膜） 就会使表面电场短路，从而降低声表面波的速度。前
者称为自由表面，后者称为金属化表面。
表面波传感器
1965年，人们发现，在具有压电性的晶体上声表面波也 可以传播。由于存在压电性，在电声之间存在耦合。 在这种波传播时，不仅有力学质点的振动，而且电场 分布也随之传播。这时，在晶体半空间内电场最终也 随深度趋向于零。同时，在界面另一边的真空中，也
表面波传感器
声表面波传感器
表面波传感器
声表面波（SAW）传感器是继陶瓷、半导体和光纤等传感器之后的一支后 起之秀，与这几类传感器相比，它有不少优点。采用不同的结构，SAW 传感器可以对电、热、力、声、光、化学及生物等各种因素敏感。一般 的半导体或陶瓷材料传感器大都采用电阻式或电容式，工作时以模拟信 号输出，经数字转换才能与计算机接口联机；而采用SAW技术制成的传 感器，工作时信号以频率形式输出，不需要A/D变换器即可与计算机连 接，具有得天独厚的优越性。此外，SAW传感器还具有尺寸小、价格低、 精度高、灵敏度高及分辨率高等优点，并且集成电路工艺可与其制作工 艺兼容，可将传感器和信号处理电路制作在同一芯片上，这样不但可靠 性、重复性好，而且适宜大规模生产。声表面波技术目前也存在某些
射换能器时,在电极上施加适当频率的交变电信号,压电
无源无线声表面波传感器硬件系统研究
1、无源无线SAW传感器的原理
声表面波（SAW）是指沿着固体表面传播的声波。无源无线SAW传感器利用声 表面波在材料表面反射和传播的特性，通过测量反射波或传播波的时间差或振幅 变化来检测外部物理量的变化，如温度、压力、湿度等。无源无线SAW传感器不 需要外部电源，而是通过无线信号接收器发送电磁波，电磁波与SAW在传感器上 产生相互作用，从而实现对外部物理量的监测。
无源无线声表面波传感器硬件 系统研究
基本内容
在传感器技术领域，无源无线声表面波（SAW）传感器因其独特的优势和广 泛的应用前景而备受。由于其具有无需电源、结构简单、低成本、高可靠性以及 适用于各种环境等优点，无源无线SAW传感器在许多领域，如健康监测、环境监 测、物联网等，都有着广泛的应用前景。本次演示主要对无源无线SAW传感器硬 件系统的研究进行探讨。
3、硬件系统优化
为了提高无源无线SAW传感器的性能和稳定性，需要对硬件系统进行优化。
3、1频率选择
选择合适的频率是硬件系统优化的关键因素之一。高频信号可以提供更高的 分辨率和更快的传输速度，但同时也会受到更多的干扰和衰减。因此，需要根据 具体的应用需求和传输距离来选择最合适的频率。
3、2天线设计
2、硬件系统设计
无源无线SAW传感器的硬件系统主要由传感器、信号发射器和信号接收器三 部分组成。
2、1传感器部分
无源无线SAW传感器的核心部分是SAW传感器，它由基底材料和声表面波传播 路径上的延迟线构成。基底材料通常选用石英、玻璃等具有高声速和高稳定性的 材料。延迟线是用于产生和检测声表面波的金属线条，通常用金、银、铜等金属 制作。
四、系统特点
1、无源性：该系统不需要外部电源，因此具有很高的便携性和灵活性。
2、无线性：由于该系统采用无线传输方式，因此可以实现远距离的温度测 量。
声波表面波无源无线温度传感器在开关柜测温中的研究与应用
声波表面波无源无线温度传感器在开关柜测温中的研究与应用发表时间：2018-06-04T10:02:04.467Z 来源：《电力设备》2018年第1期作者：郭煜1 李超1 严文1 荣依群1 陈禄1 王江城2 [导读] 摘要：本文介绍了一种基于压电原理的无源无线温度传感器，该传感器具有体积小、安装方便、测量精度高、后期维护成本小、能通过电力监控系统实时进行监测等特点，已经受到电力系统的广大关注。
（1.国家电网西宁供电公司 810003；2.四川成瑞科技有限公司 610041）摘要：本文介绍了一种基于压电原理的无源无线温度传感器，该传感器具有体积小、安装方便、测量精度高、后期维护成本小、能通过电力监控系统实时进行监测等特点，已经受到电力系统的广大关注。
并成功应用于变电站开关柜触点测温中，对变电站实行状态检修具有重大意义。
关键词：传感器；压电效应；监测Abstract：This article introduces a passive wireless temperature sensor based on the piezoelectric effect.Featuring a series of advantages including a small size，easy installation，high measurement accuracy，low later-stage maintenance costs，real-time surveillance through the power monitoring system，etc.，this sensor has attracted extensive attention in the power sector.It has already been successfully applied in contact temperature measurement in the switch cabinets of transformer substations，which is of great significance in state-based maintenance of transformer substations.Key word：sensor Piezoelectric effect Monitor一、前言随着我国国民经济水平的持续快速发展，对电力需求也急剧增长，电网系统朝着大容量、高电压的方向迅猛发展，电力系统的安全稳定运行关乎着整个国民经济的发展。
无线传感器的选购注意事项
无线传感器的选购注意事项随着科技的发展，无线传感器技术越来越成熟，在智能家居、工业自动化、环境监测等领域应用广泛。
而在选购无线传感器时，需要注意以下几个方面。
一、应用场景首先需要明确无线传感器的应用场景。
根据应用场景的不同，传感器的类型、功能、传输距离等都会有所不同。
比如在家庭智能安防方面，需要考虑传输距离远近、检测范围覆盖等问题；而在工业自动化中，则需要考虑传感器的稳定性、精度以及是否能承受高温、恶劣环境等等。
二、传感器的类型无线传感器的类型也是选购时需要考虑的一个重要因素。
根据应用场景不同，可选择的传感器类型也不同。
一般情况下，无线传感器主要分为以下几种：（一）温度传感器温度传感器是一种常见的无线传感器，广泛应用于家庭智能温控、工业自动化、电力监测等领域。
在选择温度传感器时，需要考虑传输距离、精度以及温度测量范围等因素。
（二）湿度传感器湿度传感器主要用于环境监测、气象预报等领域。
选择湿度传感器时，需要考虑传输距离、响应时间、精度等性能。
（三）光照传感器光照传感器可以用于室内、室外的照度测量，广泛应用于智能家居、照明控制等领域。
在选择光照传感器时，需要考虑其灵敏度、线性度、响应时间等因素。
（四）气压传感器气压传感器主要用于大气压测量、天气预报等领域。
在选购气压传感器时，需要考虑其精度、响应时间、传输距离等性能。
三、传输协议可选择的无线传输协议有很多，例如蓝牙、Wi-Fi、LoRa等。
在选择传输协议时，需要考虑其传输距离、传输速率、稳定性等因素。
不同的无线传输协议也有不同的价格，需要在性能和价格之间做出取舍。
四、电池寿命无线传感器采用电池供电，在选择传感器时需要考虑电池寿命。
一般情况下，无线传感器的电池寿命在2年-5年之间。
需要根据自己的实际情况考虑是否需要更换电池的频率问题。
五、品牌和售后服务选择品牌优秀、售后服务好的无线传感器可以保证产品的质量和可靠性，并且在售后服务中可以获得更好的支持和保障。
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依据测温原理的无线温度传感器分类
无线测温系统在电力系统开关柜中投入应用已有多年，而在这几年间，陆续出现了多种类型的无线温度传感器。
对于究竟哪一种传感器更适合开关柜内部使用并未有一个明确标准。
在此，我们对现今常见的无线温度传感器依据测温原理进行分类以及对各种类型的特点进行一次客观的阐述。
依据测温的原理，应用于开关柜无线测温的无线温度传感器主要可分为四类。
一类是利用热敏电阻的温度特性接触式测温的传感器；第二类是利用半导体材料（PN结）的温度特性，接触式测温的传感器；第三类是利用红外热辐射技术，传感器采用红外探头，非接触式测温；第四类是利用压电晶体，采用声表面波技术无源接触式测温的传感器
a.热敏电阻
利用热敏电阻测温的传感器，其原理是热敏电阻的阻值会随温度的变化而改变，通过阻值的大小来反映温度。
这种传感器其优点是灵敏度高（因为热敏电阻的电阻温度系数大，阻值随温度改变的变化明显）。
缺点是，由于热敏电阻阻值与温度的线性关系较差，直接测量的精度低，必须通过运算补偿才能得到较准确的测量值。
电阻元件易老化，使用寿命短，精度及稳定性随使用变差。
其无线是体现在通讯方式上，通过传感器内部的A/D转换，将数字信号无线发送出。
b.PN结
采用PN结作为测温元件的无线温度传感器，其原理是PN结的压降随温度的变化而改变，施加恒定电流，通过输出电压的大小来反映温度。
其压降与温度的关系几乎为线性，精度高，但灵敏度相对热敏电阻要低，反应时间比热敏电阻长。
半导体元件不易老化，使用寿命较长，可靠性高。
其无线同样是体现在通讯方式上。
c.红外热辐射
采用红外技术的无线温度传感器，测温原理与常见的红外点温枪基本类似——任何高于绝对零度的物体都在发射出辐射能，辐射能的强度与物体温度有着密切关系，传感器探测物体发出的红外辐射，将辐射能转变为电信号，通过校准运算最终得到被测物体表面的温度。
数据进一步通过传输模块无线发射出。
红外传感器测温反应灵敏度极高，测温范围远大于其他几种，且非接触式测温使得探头使用寿命更长，对被测点无影响。
但红外测温对空间要求较高，探头与被测表面必须无任何阻挡，且探头与被测表面间距受传感器距离比率（D:S）的限制，安装部位的选择不易。
以上三类无线温度传感器一般都是由感温模块（热敏电阻、PN结或红外探头）、数模转换模块、无线射频传输模块以及电源模块（可以是电池或感应取电，本文不对供电方式作讨论或比较）组成。
d.声表面波
基于声表面波的无线温度传感器则与其他类别有较大区别。
首先，其最大的特点就是传感器本身不需要电源；其次，其无线并不是仅仅体现在通讯方式上，同时也体现在测温原理上。
声表面波无线温度传感器是由天线、叉指换能器、反射栅以及压电基片组成，与其他传感器截然不同。
其测温的原理是，传播在压电基片表面的声表面波，其波长和波速会随基片表面或内部相关因素（包括温度）的改变而变化。
由对应的接收器发出无线激励信号，信号输入传感器的压电基片激起声表面波，不同温度下，传感器输出不同的信号，信号再由接收器接收，经过调解获取温度值。
声表面波传感器体积小，不需要电源，传感器成本低是其主要的优势。
但正由于无源，传感器需要接收采集器发出的激励信号，这种激励信号的有效无线传输距离较短；另一方面，由于被测设备的震动产生位移，导致声表面波的相位等发生变化，测温的精度严重降低，而现在尚无较好的校准方式。