第一篇：航空機載溫度傳感器振動特性分析論文

摘要：文章采用有限元仿真分析軟件ANSYS對某型航空機載溫度傳感器在隨機振動載荷下的應力狀態(tài)進行有限元分析，從而完成對結構的可靠性評估。根據(jù)有限元和隨機振動相關理論，結合仿真分析結果，該型溫度傳感器在承受規(guī)定的隨機振動載荷時，安全系數(shù)高，該結構具有足夠的抗振強度，結構可靠性穩(wěn)定。

關鍵詞：溫度傳感器；隨機振動；有限元仿真；ANSYS

1概述

航空機載傳感器所經(jīng)受的工作環(huán)境極為惡劣，在相當短的時間內(nèi)會經(jīng)受相當大的隨機振動載荷，從而引起很大的交變應力，振動疲勞損傷非常嚴重[1]。因此，在產(chǎn)品設計階段，采用隨機振動理論對產(chǎn)品及各零部件結構進行振動特性仿真分析，找出各設計參數(shù)對產(chǎn)品性能的影響規(guī)律，并采取相應的改進措施，優(yōu)化產(chǎn)品的結構，提高產(chǎn)品的結構穩(wěn)定性，保證傳感器在整個任務階段不出現(xiàn)疲勞破壞。文章針對某型航空機載溫度傳感器進行了基于ANSYS的有限元振動疲勞仿真分析。通過計算隨機振動的峰值應力值來對結構的可靠性進行考察，通過在共振頻率點的應力響應來計算隨機振動的峰值應力，比較峰值應力與材料的屈服極限的大小來考察結構的可靠性[2]，判斷結構的抗振強度及薄弱位置，以確定結構設計方案的優(yōu)劣，為結構進行改進和提高結構的可靠性提供依據(jù)。

2溫度傳感器產(chǎn)品概述

2.1產(chǎn)品功能

傳感器安裝在燃油控制裝置殼體內(nèi)，用于測量流經(jīng)燃油控制裝置內(nèi)的計量燃油溫度，并將燃油溫度信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘栞斔偷诫娮涌刂破鳌?/p>

2.2產(chǎn)品組成傳感器主要由感溫元件（1）、外殼（2）、套管（3）和蓋（4）等構成。

3振動特性仿真分析

3.1有限元計算前處理

3.1.1有限元模型的建立

根據(jù)溫度傳感器的設計圖紙、裝配關系和CAD數(shù)字樣機建立有限元模型，對不影響產(chǎn)品結構強度的刻字、導線、裝配螺紋等特征進行簡化，對其他特征進行詳細建模。傳感器幾何形狀較為復雜，為保證足夠的分析精度，重要部位盡量細化網(wǎng)格，共劃分了41023個單元，72901個節(jié)點。

3.1.2傳感器材料參數(shù)的設定

傳感器的套管、外殼、蓋等零件材料為不銹鋼1Cr18Ni9Ti。

3.1.3傳感器約束設定

根據(jù)實際安裝情況，傳感器通過外殼零件上的安裝螺紋與燃油控制裝置殼體上的安裝孔相連，因此需對安裝螺紋面施加固支約束。

3.2有限元計算結果及分析

3.2.1模態(tài)分析

模態(tài)分析用于確定設計中結構或部件的振動特性，即計算固有頻率及振型。它是瞬態(tài)動力學分析、諧響應分析、譜分析等更詳細的動力學分析的起點。文章基于有限元法的線性振動理論，應用ANSYS軟件模態(tài)分析中的子空間法（SubspaceMethod）[3]，對傳感器結構的前6階振動特性進行分析，計算結果如表2所示。從總體來看，傳感器的固有頻率較高，各階固有頻率均在2000Hz以上，即當產(chǎn)品所承受的振動載荷頻率在2000Hz以內(nèi)的振動載荷時，不會因發(fā)生共振而導致結構破壞。

3.2.2隨機振動分析

隨機振動分析也稱功率譜密度分析（PSD），屬于一種概率統(tǒng)計分析。功率譜密度是結構對隨機動力載荷響應的概率統(tǒng)計，后處理結果為功率譜密度-頻率關系曲線。有限元隨機振動分析就是建立在對結構進行振動分析得到結構的各階振型和固有頻率的基礎上，進一步根據(jù)所給的加速度功率譜求出結構在這些隨機激勵下的位移響應和應力響應。文章利用ANSYS軟件對傳感器進行隨機振動特性進行仿真計算[4]，通過對響應的分析為結構可靠性設計提供理論依據(jù).4結束語

文章利用仿真分析軟件ANSYS對某型溫度傳感器的振動特性進行了分析和校核，以確定產(chǎn)品結構的可靠性，得到以下結論：

（1）傳感器的固有頻率較高，前6階固有頻率均在2000Hz以上，因此當產(chǎn)品所承受的振動載荷頻率在15Hz～2000Hz以時，不會因為共振而產(chǎn)生結構失效的可能。

（2）傳感器按功能振動譜承受沿三軸向的隨機振動載荷時，其應力水平和變形量都非常低，屈服安全系數(shù)均在44以上，振動載荷對傳感器結構可靠性影響不大，因此該結構具有足夠的強度。

參考文獻:

[1]姚起杭.姚軍防止結構振動疲勞的設計技術[J].飛機工程，2006，3：9-11.[2]郭建平，任康，楊龍，等.基于MSC.Fatigue的電子設備隨機振動疲勞分析[J].航空計算技術，2008，28（4）：48-50.[3]黃康，仰榮德.基于ANSYS的汽車橫向穩(wěn)定桿疲勞分析[J].機械設計，2008，25（12）：66-68.[4]徐灝.疲勞強度[M].北京：高等教育出版社，1988.

第二篇：溫度傳感器的特性及應用設計

08電子李建龍081180241061 溫度傳感器的特性及應用設計

集成溫度傳感器是將作為感溫器件的晶體管及其外圍電路集成在同一芯片上的集成化溫度傳感器。這類傳感器已在科研，工業(yè)和家用電器等方面、廣泛用于溫度的精確測量和控制。

一、目的要求 1． 2． 測量溫度傳感器的伏安特性及溫度特性，了解其應用。

利用AD590集成溫度傳感器，設計制作測量范圍20℃～100℃的數(shù)字

顯示測溫裝置。3． 4． 對設計的測溫裝置進行定標和標定實驗，并測定其溫度特性。寫出完整的設計實驗報告。

二、儀器裝置

AD590集成溫度傳感器、變阻器、導線、數(shù)字電壓表、數(shù)顯溫度加熱設備等。

三、實驗原理圖

AD590

R=1KΩ

E=（0-30V）

四、實驗內(nèi)容與步驟

㈠測量伏安特性――確定其工作電壓范圍 ⒈按圖擺好儀器，并用回路法連接好線路。

⒉注意，溫度傳感器內(nèi)阻比較大，大約為20MΩ左右，電源電壓E基本上都加在了溫度傳感器兩端，即U＝E。選擇R4＝1KΩ，溫度傳感器的輸出電流I＝V/R4＝V（mV）/1KΩ＝│V│（μA）。

⒊在0～100℃的范圍內(nèi)加溫，選擇0.0、10.0、20.0……90.0、100.0℃，分別測量在0.0、1.0、2.0……25.0、30.0V時的輸出電流大小。填入數(shù)據(jù)表格。

⒋根據(jù)數(shù)據(jù)，描繪V～I特性曲線?？梢钥吹綇?V到30V，基本是一條水平線，說明在此范圍內(nèi)，溫度傳感器都能夠正常工作。

⒌根據(jù)V～I特性曲線，確定工作電壓范圍。一般確定在5V～25V為額定工作電壓范圍。

㈡測量溫度特性――確定其工作溫度范圍

⒈按圖連接好線路。選擇工作電壓為10V，輸出電流為I＝V/R4＝V（mV）/1KΩ＝│V│（μA）。

⒉升溫測量：在0～100℃的范圍內(nèi)加熱，選擇0.0、10.0、20.0……90.0、100.0℃時，分別同時測量輸出電流大小。將數(shù)據(jù)填入數(shù)據(jù)表格。

注意：一定要溫度穩(wěn)定時再讀輸出電流值大小。由于溫度傳感器的靈敏度很高，大約為k=1μA／℃，所以，溫度的改變量基本等于輸出電流的改變量。因此，其溫度特性曲線是一條斜率為k=1的直線。⒊根據(jù)數(shù)據(jù)，描繪I～T溫度特性曲線。

⒋根據(jù)I～T溫度特性曲線，求出曲線斜率及靈敏度。

⒌根據(jù)I～T溫度特性曲線，在線性區(qū)域內(nèi)確定其工作溫度范圍。㈢實驗數(shù)據(jù): ⒈溫度特性

結論：

由IT特性曲線可知：AD590的靈敏度為：K=1 μΑ/ ℃； 工作溫度范圍大于20 ℃ ～100 ℃。⒉伏安特性

由V～I特性曲線可知：溫度傳感器工作電壓從3V到30V。（一般確定為：5V～30V）

四、探索與設計

㈠利用溫度傳感器，設計一個數(shù)碼顯示溫度計

用AD590集成溫度傳感器制作一個熱力學溫度計，畫出電路圖，說明調(diào)節(jié)方法。

原理圖 ⒈按圖擺好儀器，并用回路法連接好線路。

⒉絕對零度定標：將電源負極C端認為是絕對零度T0＝－273.15℃，將電路B端認為是0℃，則從C到B，溫度每變化1℃，壓變化1mV，所以，UBC＝273.15mV。因此，調(diào)整R2、R3電阻大小，使UBC＝273.15mV。這就是絕對零度定標。⒊室溫TS定標：同理，將溫度傳感器放置于室溫為TS的水中，認為電路A端是TS℃。因此，應當有UAB＝│TS│mV。調(diào)整R4電阻大小，使UAB＝│TS│mV。這就是室溫TS定標。

⒋升溫測量：如將表頭分度值標定為1℃，就從0℃開始，每升高1℃測量一次輸出電壓（電流）大小。如將表頭分度值標定為5℃，就從0℃開始，每升高5℃測量一次輸出電壓（電流）大小。

⒌將升降溫的數(shù)據(jù)填入數(shù)據(jù)表格，準備數(shù)據(jù)處理。

⒍根據(jù)數(shù)據(jù)，描繪（電壓～溫度）V～T特性曲線。根據(jù)V～T特性曲線，將數(shù)字式（或指針式）電壓表重新標定為溫度表。

⒎溫度計的改裝

: 根據(jù)左圖V～T特性曲線,將電壓表重新標定為溫度計,間隔為5 ℃

㈡利用溫度傳感器設計溫差溫度計 ⒈原理圖:

⒉溫差溫度計的調(diào)節(jié)方法: 按A圖用回路法接好電路

絕對零度定標:將C端認為是絕對零度-273.15 ℃,將B端認為是0 ℃.調(diào)整R2,R3電阻的大?。▽嶒炄鐖D標記）,使UBC=273.15mV 室溫TS定標:將兩個傳感器置于室溫TS的水中,認為A、D端是TS=20 ℃.調(diào)整R4、R5的大小（實驗如圖標記）,使UAB= UDB =20mV 再按B圖接好電路

升溫測量:將D端溫度保持室溫(20 ℃),A端每升高5 ℃測量一次輸出電壓 根據(jù)數(shù)據(jù),繪制V～T特性曲線,將電壓表重新標定為溫差溫度計 ⒊溫差溫度計的改裝: 改裝: 根據(jù)左圖V～T特性曲線,將電壓表重新標定為溫差溫度計,間隔為5 ℃㈢創(chuàng)新設計的優(yōu)缺點: 優(yōu)點: AD590互換性好,抗干擾能力強,溫度與電壓呈良好的線性關系,精度高

加熱設備采用水浴加熱,可以防止極間短路;試管中加入煤油,保證AD590與杜瓦瓶中水之間有良好的熱傳遞 缺點: AD590的靈敏度可能不是嚴格的1 μA/ ℃,使溫度計誤差增大 升溫測量中,溫度不好控制

由于條件限制,溫度計只能從室溫開始測溫 溫度計表頭分度值為5 ℃,靈敏度比較小

溫差溫度計的升溫測量的間隔溫度為5 ℃,靈敏度比較小

第三篇：單片機溫度傳感器論文_圖文.

畢業(yè)設計（論文）答辯記錄表 學生姓名 所學專業(yè) 指導老師 答辯教師提問 性 別 論文題目 答辯小 組成員 學生回答問題情況 班 級 答 辯 記 錄 指 導 教 師 評 語 指導老師（簽名）： 年 月 日 21 初評成績（由指導老師填寫）答辯主持人（簽名）： 年 月 日 畢業(yè)設計（論文）評價表 畢業(yè) 設計（論 文）評語 答辯 評語 評 定 等 級 答辯成員簽名 年 月 日 22 答辯委員會 主任意見 簽字 年 月 日 23

第四篇：溫度傳感器響應特性創(chuàng)新實驗報告

溫度傳感器響應特性創(chuàng)新實驗

研究報告

學生：宋玉力 指導教師：王輝林

測控與精儀實驗室 二00六年十二月

目 錄

第一章 系統(tǒng)組成及檢測原理????????????????????2 第二章 檢測工藝參數(shù)設計?????????????????????5 第三章 檢測步驟與實驗數(shù)據(jù)處理??????????????????6第一章

系統(tǒng)組成及檢測原理

傳統(tǒng)的溫度測量實驗只是觀察數(shù)值準不準，對于響應時間、特性曲線、補償方法等不了解，本研究依托溫度實訓系統(tǒng)，對自制的K型的熱電偶的主要技術參數(shù)響應時間、特性曲線、誤差等全面檢測。

自制K型的熱電偶

智能化的自動檢定智能化的檢定裝置以國家最新檢定規(guī)程為依據(jù)，結合計量工作的實際經(jīng)驗以及先進的微機技術，實現(xiàn)了檢定過程自動化，數(shù)據(jù)處理微機化的理想目標。

一、主要技術指標

數(shù)字多用表分辨力 電壓 0.1μV 電阻 0.0001Ω 數(shù)字多用表準確度 電壓 0.005%RD+10字

電阻 0.01%RD+10字 低電勢掃描開關寄生電勢 ≤0.4μV

二、依據(jù)的檢定規(guī)程

JJG141-2000 工作用貴金屬熱電偶檢定規(guī)程 JJG351-1998 工作用廉金屬熱電偶檢定規(guī)程

JJG668-1997 工作用鉑銠10-鉑、鉑銠13-鉑短型熱電偶檢定規(guī)程 JJG229-1998 工作用鉑、銅熱電阻檢定規(guī)程 JJG75-1995 工作用鉑銠10-鉑熱電阻檢定規(guī)程 JJG167-1995 工作用鉑銠13-鉑銠6熱電偶檢定規(guī)程

三、性能特點

軟件基于Windows平臺，微機最低配置：奔騰Ⅲ 1G、128內(nèi)存、多媒體。該裝置可以開展K、E、J、N、B、S、R、T等各種型號的熱電偶的檢定。工作基準可以達到檢定一等標準熱電偶的要求。

該裝置可以開展Pt100、Pt10、Cu50、Cu100等各種工作用熱電阻的檢定。尤其對三線制熱電阻作了專門處理，使得測試工作十分簡便易行。檢定工程嚴格按國家檢定規(guī)程進行，按溫指標嚴格控制符合檢定規(guī)程。依據(jù)檢定工作實際需要設立接線盒，接線簡單清楚，更便于操作。

四、主要優(yōu)點

軟件具有語音提示錯誤、操作指導功能，硬件自我測試功能，用戶可方便查找故障點。升溫曲線直觀顯示，原始記錄數(shù)據(jù)自動處理、判斷、自動打印證書。被檢電偶、電阻采用多組檢定，檢定對象可達三、四十支，以提高勞動效率。工況環(huán)境較好的情況下，檢定爐可采用微機控溫；干擾強烈的環(huán)境中可使用外部高精度溫控儀表控溫，提高抗干擾能力。檢定爐控溫采用智能PID參數(shù)，各檢定爐采用不同PID控制，各溫度檢定點可任意設置PID參數(shù)，實現(xiàn)控溫指標的優(yōu)化。軟件具有設備管理數(shù)據(jù)庫，可任意選擇各熱電偶臥式檢定爐、標準器等設備。使用過程中修改、調(diào)入方便。

熱電偶檢定具有冷端自動補償功能。系統(tǒng)采用同名極法檢定標準電偶，達到高精度測量，可為各省地計量所提示服務。三線電阻檢定采用人工換線與自動換線兩種方法，滿足不同用戶需要。系統(tǒng)具有獨立的溫度超溫保護裝置，可避免超溫事故的發(fā)生。五、系統(tǒng)原理框圖

系統(tǒng)的核心部分是由微機、打印機、數(shù)字多用表、低電勢掃描開關、溫控配電箱或高精密智能溫控器等構成。

外圍恒溫設備由標準恒溫油槽、冰點槽、熱電偶檢定爐、冷端補償器等構成，如下圖： 第二章 檢測工藝參數(shù)設計

一、熱電偶檢定的工作過程

1、熱電偶檢定的過程

標準及被檢熱電偶應捆扎成束，放入檢定爐。其冷端接補償導線后插入冷端補償器。打開檢定軟件，信息輸入完畢后，點擊“啟動”按鈕，則微機控制掃描開關工作，并從數(shù)字多用表讀取相關數(shù)據(jù)。微機在對線路進行有無開路、短路、接反等檢查后，開始送加熱信號給溫控配電箱，配電箱送出相應的加熱功率至熱電偶檢定爐。加熱過程中，微機始終通過讀取標準熱電偶的電壓值來監(jiān)控爐溫，并根據(jù)算法自動調(diào)整加熱量，直至爐溫穩(wěn)定在我們所需要的設定溫度值上。使用高精密智能控制器的用戶，爐溫由其直接控制。當爐溫在絕對偏差及穩(wěn)定度均符合要求時，微機控制掃描開關及數(shù)字多用表，完成對標準及被檢熱電偶的多遍檢測。微機對測得的數(shù)據(jù)進行掃描，如認為穩(wěn)定性達到要求，則開始控制系統(tǒng)進行下一個點的控溫、檢測。全部設定點檢測完畢后，在微機上可預覽原始數(shù)據(jù)及運算結果，需要時可輸出至打印機。2.熱電阻檢定的過程

標準及被檢電阻置于冰點槽或恒溫油槽內(nèi)，待溫度穩(wěn)定后，操作微機開始檢測讀數(shù)，讀數(shù)完成后，如發(fā)現(xiàn)讀數(shù)的穩(wěn)定性未達到要求，可等待一段時間后重新進行該點的檢定，請按提示將原來的數(shù)據(jù)覆蓋。實現(xiàn)自動判斷讀數(shù)時機的用戶，可以通過微機自動判斷是否已經(jīng)滿足讀數(shù)要求，自動讀數(shù)。檢定完畢后保存數(shù)據(jù)，原始數(shù)據(jù)及運算結果可在微機上預覽，需要時打印輸出。

二、系統(tǒng)各部分的工藝參數(shù)設置

1.計算機

計算機是整個系統(tǒng)的核心，主要功能：

它是軟件運行的平臺，提示用戶輸入各種參數(shù)，顯示溫度曲線，進行數(shù)據(jù)處理。控制掃描開關的工作，使標準及被檢七路信號逐一進入數(shù)字多用表，完成模數(shù)轉(zhuǎn)換。通過RS232接口與數(shù)字多用表進行數(shù)據(jù)通訊，控制數(shù)字多用表進行功能轉(zhuǎn)換,并讀取由各路信號轉(zhuǎn)換而成的數(shù)字量，送微機進行處理。將采集到的溫度信號與設定值進行比較，并根據(jù)相應的算法運算處理，得出加熱量送溫控配電箱，控制檢定爐的溫度。2.低電勢轉(zhuǎn)換開關

功能切換：進行測量狀態(tài)的轉(zhuǎn)換。

信號采集：采用我公司特殊設計的低電勢轉(zhuǎn)換開關,完成測量信號的調(diào)理及多路采集。狀態(tài)指示：進行電阻測試時，綠色指示燈代表檢測電流的方向，燈亮表示正向，燈滅表示反向；進行電偶測試時，觸發(fā)輸出端有直流電壓輸出。3.數(shù)字多用表

數(shù)字多用表接受來自計算機的指令，按要求進行功能轉(zhuǎn)換，并將信號對應的數(shù)字量送入微機。數(shù)字表是系統(tǒng)中關系到量值傳遞準確性的核心儀器，它直接決定了檢定數(shù)據(jù)的可靠性。本系統(tǒng)推薦使用美國產(chǎn)KEITHLEY2700數(shù)字多用表，它性能穩(wěn)定，分辨率高，滿足國家規(guī)程中相應的指標。4.打印機

完成原始記錄及檢定證書的輸出。原則上對打印機并無特殊要求，只要能正常工作即可。但考慮到打印效果的差別及檢定工作的重要性，使用激光打印機。5.溫控配電箱

溫控配電箱用來完成對檢定爐的加熱控制及溫度超限保護。計算機輸出的加熱控制量由配電箱內(nèi)部的固態(tài)繼電器執(zhí)行功率調(diào)節(jié)，加熱電流直接送往檢定爐，控制爐溫達到檢定要求。配電箱內(nèi)部裝有一塊帶上限保護繼電器的溫控表，用戶可自行設定上限保護溫度。當由于某種原因造成溫度上沖時，溫控表繼電器跳開，隨之配電箱內(nèi)接觸器也跳開，切斷電流回路，以免發(fā)生事故。保護用測溫電偶（一般為K型）應正確從檢定爐另一端插入到爐管中心位置，并確認接線正確可靠。6.熱電偶檢定爐

為熱電偶檢定提供300℃以上檢定溫度環(huán)境；通常使用長度為600mm的管式檢定爐；檢定短型熱電偶時使用長度為300mm的檢定爐；檢定雙鉑銠熱電偶時使用特殊高溫檢定爐； 檢定爐溫場應符合規(guī)程要求。檢定爐應具有較厚的保溫層及較小的電感效應，以免引起溫度及電信號的跳動。7.恒溫油槽

提供300度以下檢定溫度環(huán)境。應選取攪拌性能良好，控溫性能快速且穩(wěn)定的恒溫油槽。檢定時的溫場均勻性及穩(wěn)定度應符合規(guī)程要求。8.高精密智能溫控器

采用日本原裝進口儀表，運行穩(wěn)定且溫度過沖小，控溫精度高，可用來控制檢定爐及恒溫槽，并有串口與微機相聯(lián)。第三章 檢測步驟與實驗數(shù)據(jù)處理

一、各部件的連接、軟件安裝與維護

1.計算機與掃描開關的連接

將顯示器、鍵盤、鼠標等外部設備連接到主機上。取出我公司提供的USB軟件加密狗，插在USB插口內(nèi)。將主機、顯示器、打印機、掃描開關、數(shù)字多用表的電源插頭插入帶有可靠接地的電源插座中。取掃描開關的通訊電纜，辨別插頭針與孔的區(qū)別，一端連接計算機串口，另一頭插入掃描開關通訊口。2.計算機與數(shù)字表的連接

從數(shù)字表的包裝盒中取出RS232通訊電纜，辨別插頭針與孔的區(qū)別，一端連接計算機串口,另一端連接數(shù)字多用表通訊口。3.掃描開關與溫控配電箱的連接

掃描開關的觸發(fā)輸出接溫控配電箱的觸發(fā)輸入，正負勿接反。4.掃描開關后面板、接線盒與測試線的連接

掃描開關后面板與測試線按標號、顏色連接，如1號綠色測試線接掃描開關后面板被檢1的綠色接線柱，接線盒與測試線同樣按標號、顏色連接，檢查無誤后，將接線盒安裝在靠近工作區(qū)的墻壁上。5.數(shù)字表與掃描開關的連接

將數(shù)字表的兩組測試線分別插入數(shù)字表電壓端兩個插孔及電流端兩個插孔，測試線的另一端接掃描開關對應的電壓端插孔及電流端插孔。6.溫控配電箱與熱電偶檢定爐的連接

檢定爐的加熱電源由溫控配電箱提供，溫控配電箱的電源輸出端接檢定爐的電源端。注意：為保證人身安全，必須保證檢定爐及溫控配電箱均可靠接地！7.軟件的安裝及維護

本軟件為綠色軟件，不需要安裝，將本軟件所有內(nèi)容復制到硬盤即可運行使用。保證系統(tǒng)安全可靠的運行，我公司要求：

推薦使用Windows2000操作系統(tǒng)，專機專用，專用的用戶名登錄,否則存在使用權限的問題。請勿在微機上安裝游戲軟件，不聯(lián)接網(wǎng)絡，以防病毒侵入。備份溫度檢定軟件的參數(shù)設置，并不要輕易調(diào)整溫度檢定軟件的各種設置，在經(jīng)過咨詢后方可調(diào)整。經(jīng)過一段時間的運行，如發(fā)現(xiàn)溫度檢定軟件或操作系統(tǒng)出現(xiàn)不正常現(xiàn)象，以至影響檢定工作的正常進行則應進行軟件的重新復制。如仍不能解決問題，則需要重新安裝操作系統(tǒng)。

二、開機步驟

1.打開數(shù)字多用表電源開關，預熱數(shù)字多用表（按要求預熱45分鐘以上）； 2.打開低電勢掃描開關電源開關； 3.打開微機顯示器及主機電源開關； 4.開展熱電偶檢定時打開溫控配電箱電源； 5.啟動檢定軟件； 6.操作軟件進行工作。

三、軟件程序使用

1、附件安裝

運行熱電偶檢定軟件；驅(qū)動安裝-工具->安裝附件->安裝加密狗驅(qū)動程序；數(shù)字表多用表驅(qū)動安裝-工具->安裝附件->安裝數(shù)字表驅(qū)動程序，選擇用戶所使用數(shù)字表型號的驅(qū)動；掃描開關驅(qū)動安裝-工具->安裝附件->安裝掃描開關驅(qū)動程序，選擇掃描開關的驅(qū)動；中文語音引擎-工具->安裝附件->安裝中文語音引擎。

注意：不安裝加密狗或未安裝加密狗驅(qū)動，軟件運行時會提示“未安裝加密狗驅(qū)動”，軟件上方顯示測試版，此時軟件無法正常使用。

2、設備設置

可通過主程序菜單：文件－>設備，打開設備對話框。注：設備參數(shù)設置不完整的情況下退出設置，請點擊“刪除”，再點擊“退出”。

設置數(shù)字表：選擇左邊欄的數(shù)字表，然后按“添加”，出現(xiàn)如下的數(shù)字表設置頁面，新添加數(shù)字表以吉時利2010數(shù)字多用表為例,數(shù)字表默認名字為“新數(shù)字表”，您可以改成更易于辨別的名字,如2010,然后從“數(shù)字表型號”下拉框中選擇您的數(shù)字表型號KEI2010.目前系統(tǒng)支持的數(shù)字表有：吉時利2000、2010和華易2003。然后為該數(shù)字表選擇一個串口。也可以連接好數(shù)字表通訊線并打開其電源開關，然后按下“自動檢測”按鍵讓系統(tǒng)檢測該數(shù)字表接的串口，檢測過程中請等待，計算機會逐個測試。數(shù)字表設置完畢后，可通過點擊“測試”按鍵測試讀數(shù)是否正常。

設置掃描開關：點擊展開左邊的掃描開關，選擇T04，出現(xiàn)下面的設置畫面。

選擇好掃描開關的串行口，也可以連接好掃描開關通訊線并打開其電源開關，然后按下“自動檢測”按鍵讓系統(tǒng)檢測該掃描開關接的串口。

測試掃描開關：選中“進入測試狀態(tài)”復選框，然后點擊定位、步進等按鈕，測試掃描開關走步是否正確；點擊正向?qū)?、反向?qū)ㄟM行換向的測試；在最下方空白處輸入0-100數(shù)字，點擊輸出可以進行加熱的測試。測試完畢，再次點擊“進入測試狀態(tài)”復選框，退出測試狀態(tài)。注：必須退出測試狀態(tài)，設備管理器設置才能正常退出。

設置標準器：標準器是標準計量器具，選中左邊欄標準器，然后按“添加”，添加一支新的標準器。標準器的主要信息如下圖：選擇標準器的類型，根據(jù)不同的標準器類型填充數(shù)據(jù)。

例如：對一等標準鉑銠10－鉑熱電偶，應根據(jù)此標準器的最新證書值填充它在鋅、鋁、銅三個點的電勢值。

設置恒溫裝置：恒溫裝置是指檢定爐或油槽、水槽。添加一個檢定爐，并按下圖設定檢定爐的參數(shù)，并可為該檢定爐設置其在不同溫度點的PID控溫參數(shù)。

設置外部控溫器：如果您買的設備配備了外部控溫器，您可通過下面的頁面設置外部控溫器，以取代微機控溫。外部控溫器目前支持SR93，輸入溫控器名稱,選擇型號SR93,選擇通訊口，如不知道通訊口的設置則打開高精密智能溫度控制器電源,并連接好其通訊線, 點擊“自動檢測”,自動檢測出通訊口.最后點擊“測試”,讀數(shù)正確便可。

3、參數(shù)設置

文件->選項，打開選項對話框。點擊控制標簽，穩(wěn)定參數(shù)設置—溫度偏差、溫度波動度，合格判定參數(shù)設置—溫度偏差、溫度波動度，選擇PID模式，設置穩(wěn)定時間和調(diào)節(jié)周期。點擊數(shù)字表標簽，讀取檢定數(shù)據(jù)設置--讀數(shù)速度、濾波次數(shù)、讀數(shù)延時時間。點擊其它標簽，設置背景音樂。

四、熱電偶的檢定數(shù)據(jù)處理

1、建立檢定文件

通過主菜單 文件－>新建檢定文件，系統(tǒng)將提示您輸入檢定文件的名稱，根據(jù)您輸入的名稱生成一個檢定文件。

2、填充檢定參數(shù)，如下圖

選擇被檢偶型號 選擇偶絲直徑

選擇檢定方法—工業(yè)用電偶一般采用雙極法、標準偶檢定一般采用同名極法

選擇標準器--根據(jù)“設備”窗口中設置的標準器信息，系統(tǒng)會自動獲取該標準器的數(shù)據(jù) 選擇使用的恒溫裝置（即檢定爐）選擇使用的數(shù)字表 選擇使用的掃描開關

使用高精度控制器的用戶則點擊“高級”標簽，以確認使用外部控制器控溫 輸入各檢定點

輸入各接線端子上對應被檢偶的信息（其中儀器編號必須輸入，否則認為該端子上沒有接被檢偶）

設置冷端溫度，如果您不指定冷端的溫度，掃描開關應接一支四線鉑電阻，以自動檢測冷端的溫度。

輸入完畢后點擊“保存”，信息保存后，點擊“啟動”按鈕，系統(tǒng)自動控溫、讀數(shù)等檢定過程。

3、技巧

輸入檢定點時，輸完溫度點后按回車鍵，系統(tǒng)會自動給出所選標準器對應電勢值。如果您按下檢定點表格左上角的“自動”按鈕，系統(tǒng)會根據(jù)您選擇的標準器和被檢偶直徑，按規(guī)程自動給出標準檢定溫度點及對應電勢值。被檢儀器的生產(chǎn)廠家等信息相同的情況下，只輸入被檢1的信息，雙擊生產(chǎn)廠家即可，儀器名稱、送檢單位、單位地址設置用相同的方法即可。

打開一份文件，前面的溫度點已經(jīng)有檢定數(shù)據(jù)，只需要檢定后面的溫度點，雙擊不需要檢定溫度點前的序號，跳過此溫度點。

升溫曲線區(qū)域無升溫曲線時，雙擊升溫曲線區(qū)域顯示當前升溫曲線。熱電偶控溫及讀數(shù)

熱電偶檢定開始后，系統(tǒng)將切換到下面的檢定畫面。

這時系統(tǒng)首先會檢查各電偶的開路、短路、是否接反等情況，并會在出現(xiàn)異常時提示您改正,您可以在改正后選擇“重試”或選擇“忽略”略過該錯誤。這些檢測結束后，系統(tǒng)就進入正常的控溫過程。

在控溫過程中，系統(tǒng)會自動進行智能PID控溫，如果需要，您也可以通過按下“自動”按鈕，將輸出切換到手動狀態(tài)，這時您可以在按鈕上方的文字框中輸入要輸出的數(shù)值并回車，以人工控制加熱輸出量。在此要注意，輸出的數(shù)值應在0－100之間，并且需按回車才能生效。

圖示窗口在控溫過程中會顯示當前爐內(nèi)的溫度、設定值、冷端溫度及加熱輸出量，并會畫出升溫曲線。黃線為溫度設定值，紅線為實際溫升曲線。

一個檢定點完成后，會出現(xiàn)一提示框，詢問繼續(xù)下一點檢定或繼續(xù)本點檢定，數(shù)據(jù)理想的情況下，選中繼續(xù)下一點檢定，點擊“確定”；數(shù)據(jù)不理想的情況下，選中繼續(xù)本點檢定，點擊“確定”；數(shù)據(jù)異常的情況下請點擊“等待”，查明原因后，再進行選擇。

4、熱電偶原始記錄及檢定

每個溫度點檢定完成后，系統(tǒng)會把數(shù)據(jù)輸出到原始記錄窗口中，并自動保存。所有溫度點檢定完成后，系統(tǒng)會根據(jù)規(guī)程自動判斷是否合格。如果貴單位認為自己的使用環(huán)境對儀表的要求可以寬于國家檢定規(guī)程的要求，可以選取校準選項，系統(tǒng)將只進行數(shù)據(jù)運算，不進行結果判斷，用戶自行決定該儀器是否合格。

原始記錄可以直接打印，如果您有特殊的格式要求，也可以將數(shù)據(jù)輸出到Excel中（計算機需預裝Excel），自定義您的打印格式。具體技術細節(jié)可與我們聯(lián)系。

第五篇：2011基于18B20溫度傳感器論文

基于單片機18B20的溫度計設計

摘要：文章主要介紹有關18B20溫度傳感器的應用及有關注意事項，經(jīng)典接線原理圖。1.引言：

溫度傳感器的種類眾多，在應用與高精度、高可靠性的場合時DALLAS（達拉斯）公司生產(chǎn)的DS18B20溫度傳感器當仁不讓。超小的體積，超低的硬件開消，抗干擾能力強，精度高，附加功能強，使得DS18B20更受歡迎。對于我們普通的電子愛好者來說，DS18B20的優(yōu)勢更是我們學習單片機技術和開發(fā)溫度相關的小產(chǎn)品的不二選擇。了解其工作原理和應用可以拓寬您對單片機開發(fā)的思路。

2.DS18B20的主要特征： ? * 全數(shù)字溫度轉(zhuǎn)換及輸出。? * 先進的單總線數(shù)據(jù)通信。? * 最高12位分辨率，精度可達土0.5攝氏度。? * 12位分辨率時的最大工作周期為750毫秒。? * 可選擇寄生工作方式。? * 檢測溫度范圍為–55°C ~+125°C(–67°F ~+257°F)? * 內(nèi)置EEPROM，限溫報警功能。? * 64位光刻ROM，內(nèi)置產(chǎn)品序列號，方便多機掛接。? * 多樣封裝形式，適應不同硬件系統(tǒng)。3.DS18B20引腳功能：

?GND 電壓地 ?DQ 單數(shù)據(jù)總線 ?VDD 電源電壓

4.DS18B20工作原理及應用：

DS18B20的溫度檢測與數(shù)字數(shù)據(jù)輸出全集成于一個芯片之上，從而抗干擾力更強。其一個工作周期可分為兩個部分，即溫度檢測和數(shù)據(jù)處理。在講解其工作流程之前我們有必要了解18B20的內(nèi)部存儲器資源。18B20共有三種形態(tài)的存儲器資源，它們分別是：

ROM 只讀存儲器，用于存放DS18B20ID編碼，其前8位是單線系列編碼（DS18B20的編碼是19H），后面48位是芯片唯一的序列號，最后8位是以上56的位的CRC碼（冗余校驗）。數(shù)據(jù)在出產(chǎn)時設置不由用戶更改。DS18B20共64位ROM。

5.控制器對18B20操作流程：

1、復位：首先我們必須對DS18B20芯片進行復位，復位就是由控制器（單片機）給DS18B20單總線至少480uS的低電平信號。當18B20接到此復位信號后則會在15~60uS后回發(fā)一個芯片的存在脈沖。

2、存在脈沖：在復位電平結束之后，控制器應該將數(shù)據(jù)單總線拉高，以便于在15~60uS后接收存在脈沖，存在脈沖為一個60~240uS的低電平信號。至此，通信雙方已經(jīng)達成了基本的協(xié)議，接下來將會是控制器與18B20間的數(shù)據(jù)通信。如果復位低電平的時間不足或是單總線的電路斷路都不會接到存在脈沖，在設計時要注意意外情況的處理。

3、控制器發(fā)送ROM指令：雙方打完了招呼之后最要將進行交流了，ROM指令共有5條，每一個工作周期只能發(fā)一條，ROM指令分別是讀ROM數(shù)據(jù)、指

定匹配芯片、跳躍ROM、芯片搜索、報警芯片搜索。ROM指令為8位長度，功能是對片內(nèi)的64位光刻ROM進行操作。其主要目的是為了分辨一條總線上掛接的多個器件并作處理。誠然，單總線上可以同時掛接多個器件，并通過每個器件上所獨有的ID號來區(qū)別，一般只掛接單個18B20芯片時可以跳過ROM指令（注意：此處指的跳過ROM指令并非不發(fā)送ROM指令，而是用特有的一條“跳過指令”）。ROM指令在下文有詳細的介紹。

4、控制器發(fā)送存儲器操作指令：在ROM指令發(fā)送給18B20之后，緊接著（不間斷）就是發(fā)送存儲器操作指令了。操作指令同樣為8位，共6條，存儲器操作指令分別是寫RAM數(shù)據(jù)、讀RAM數(shù)據(jù)、將RAM數(shù)據(jù)復制到EEPROM、溫度轉(zhuǎn)換、將EEPROM中的報警值復制到RAM、工作方式切換。存儲器操作指令的功能是命令18B20作什么樣的工作，是芯片控制的關鍵。

5、執(zhí)行或數(shù)據(jù)讀寫：一個存儲器操作指令結束后則將進行指令執(zhí)行或數(shù)據(jù)的讀寫，這個操作要視存儲器操作指令而定。如執(zhí)行溫度轉(zhuǎn)換指令則控制器（單片機）必須等待18B20執(zhí)行其指令，一般轉(zhuǎn)換時間為500uS。如執(zhí)行數(shù)據(jù)讀寫指令則需要嚴格遵循18B20的讀寫時序來操作。數(shù)據(jù)的讀寫方法將有下文有詳細介紹。6.DS28B20芯片ROM指令表

Read ROM（讀ROM）[33H]（方括號中的為16進制的命令字）Match ROM（指定匹配芯片）[55H] Skip ROM（跳躍ROM指令）[CCH] Search ROM（搜索芯片）[F0H] Alarm Search（報警芯片搜索）[ECH] 7.DS28B20芯片存儲器操作指令表：

Write Scratchpad（向RAM中寫數(shù)據(jù)）[4EH] Read Scratchpad（從RAM中讀數(shù)據(jù)）[BEH] Copy Scratchpad（將RAM數(shù)據(jù)復制到EEPROM中）[48H] Convert T（溫度轉(zhuǎn)換）[44H] Recall EEPROM（將EEPROM中的報警值復制到RAM）[B8H] Read Power Supply（工作方式切換）[B4H] 8.寫程序注意事項

DS18B20復位及應答關系

每一次通信之前必須進行復位，復位的時間、等待時間、回應時間應嚴格按時序編程。

DS18B20讀寫時間隙：

DS18B20的數(shù)據(jù)讀寫是通過時間隙處理位和命令字來確認信息交換的。寫時間隙：

寫時間隙分為寫“0”和寫“1”，時序如圖7。在寫數(shù)據(jù)時間隙的前15uS總線需要是被控制器拉置低電平，而后則將是芯片對總線數(shù)據(jù)的采樣時間，采樣時間在15~60uS，采樣時間內(nèi)如果控制器將總線拉高則表示寫“1”，如果控制器將總線拉低則表示寫“0”。每一位的發(fā)送都應該有一個至少15uS的低電平起始位，隨后的數(shù)據(jù)“0”或“1”應該在45uS內(nèi)完成。整個位的發(fā)送時間應該保持在60~120uS，否則不能保證通信的正常。讀時間隙：

讀時間隙時控制時的采樣時間應該更加的精確才行，讀時間隙時也是必須先由主機產(chǎn)生至少1uS的低電平，表示讀時間的起始。隨后在總線被釋放后的15uS

中DS18B20會發(fā)送內(nèi)部數(shù)據(jù)位，這時控制如果發(fā)現(xiàn)總線為高電平表示讀出“1”，如果總線為低電平則表示讀出數(shù)據(jù)“0”。每一位的讀取之前都由控制器加一個起始信號。注意：必須在讀間隙開始的15uS內(nèi)讀取數(shù)據(jù)位才可以保證通信的正確。在通信時是以8位“0”或“1”為一個字節(jié)，字節(jié)的讀或?qū)懯菑母呶婚_始的，即A7到A0.字節(jié)的讀寫順序也是如圖2自上而下的。

9.接線原理圖：

本原理圖采用四位數(shù)碼管顯示，低于100度時，首位不顯示示例27.5，低于10度時示例為9.0，低于零度時示例為-3.7。

結束語：基于DS18B20溫度測量溫度準確，接線簡單，易于控制，加以擴展可以應用到各種溫度控制和監(jiān)控場合。

參考文獻：

DALLAS（達拉斯）公司生產(chǎn)的DS18B20溫度傳感器文獻

程序：

#include

#define uchar unsigned char #define uint unsigned int

sbit sda=P1^7;sbit dian=P0^7;//小數(shù)點顯示 uint tem;

uchar h;uchar code tabw[4]={0xf7,0xfb,0xfd,0xfe};//位選 uchar code tabs[12]={0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90,0xff,0xbf};//數(shù)碼管數(shù)據(jù)

//

0 5 6 9

空

-uchar code ditab[16]= {0x00,0x01,0x01,0x02,0x03,0x03,0x04,0x04,0x05,0x06,0x06,0x07,0x08,0x08,0x09,0x09};//查表顯示小數(shù)位，1/16=0.0625,即當讀出數(shù)據(jù)為3時，3*0.0625=0.1875，讀出數(shù)據(jù)為3時對應1，查表顯示1，為4時顯2 uchar data temp[2]={0};//高位數(shù)據(jù)與低位數(shù)據(jù)暫存 uchar data display[5]={0};//顯示緩存

void delay(uchar t)//t為1時延時小于5us { while(t--);} void delay1()//4us {} void delays(uchar m)//1ms { uchar i,j;for(i=0;i

for(j=0;j<110;j++);} void reset()//初始化 { uchar x=1;while(x){

while(x)

{

sda=1;

sda=0;

delay(50);//延時500us以上

sda=1;

delay(5);//等待15us-60us

x=sda;

}

delay(45);

x=~sda;}

sda=1;} void write_s(uchar temp)//寫入一個字節(jié) { uchar i;for(i=0;i<8;i++){

sda=1;

sda=0;

delay1();

sda=temp&0x01;

delay(6);

temp=temp/2;} sda=1;delay(1);} uchar read_s()//讀出一個字節(jié)的數(shù)據(jù) { uchar m=0,i;for(i=0;i<8;i++){

sda=1;

m>>=1;

sda=0;

delay1();

sda=1;

delay1();

if(sda)

m=m|0x80;

delay(6);} sda=1;return m;} uint read_1820()//讀出溫度 { reset();delay(200);write_s(0xcc);//發(fā)送命令

write_s(0x44);//發(fā)送轉(zhuǎn)換命令

reset();delay(1);write_s(0xcc);

write_s(0xbe);temp[0]=read_s();temp[1]=read_s();tem=temp[1];tem<<=8;tem|=temp[0];return tem;} void scan_led()//數(shù)據(jù)顯示—數(shù)碼管 { uchar i;for(i=0;i<4;i++){

P0=tabs[display[i]];

P1=tabw[i];

delays(7);

if(i==1)

dian=0;

P1=tabw[i];

delays(2);} } void convert_t(uint tem)//溫度轉(zhuǎn)換{ uchar n=0;if(tem>6348){

tem=65536-tem;

n=1;} display[4]=tem&0x0f;display[0]=ditab[display[4]];

display[4]=tem>>4;

display[3]=display[4]/100;

display[1]=display[4]%100;

display[2]=display[1]/10;

display[1]=display[1]%10;if(!display[3]){

display[3]=0x0a;} if(!display[2])

display[2]=0x0a;if(n)

// 取百位數(shù)據(jù)暫存

// 取后兩位數(shù)據(jù)暫存// 取十位數(shù)據(jù)暫存

{

n=0;

display[3]=0x0b;} } void main(){ delay(0);delay(0);delay(0);P0=0xff;P1=0xff;for(h=0;h<4;h++)//初始化為零

{

display[h]=0;} reset();write_s(0xcc);write_s(0x44);for(h=0;h<100;h++)//顯示0保持

scan_led();while(1){

convert_t(read_1820());//讀出并處理

scan_led();//顯示溫度

} }