温度传感器论文（最新3篇）

下面是泡面作文整理的温度传感器论文（最新3篇），希望能为您的思路提供一些参考。

温度传感器论文 篇一

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-24.6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 -24.6度，15CM显 示22.8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 篇二

关键词：半导体 温度传感器

一、温度传感器原理

温度是一个基本的物理量，自然界中的一切过程无不与温度密切相关。温度传感器是最早开发，应用最广的一类传感器。温度传感器的市场份额大大超过了其他的传感器。在半导体技术的支持下，相继开发了半导体热电偶传感器、PN结温度传感器和集成温度传感器。温度传感器有四种主要类型：热电偶、热敏电阻、电阻温度检测器(RTD)和IC温度传感器。IC温度传感器又包括模拟输出和数字输出两种类型。

1、接触式温度传感器的检测部分与被测对象有良好的接触，又称温度计。温度计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，常用的温度计有双金属温度计、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。

2、非接触式温度传感器的敏感元件与被测对象互不接触，又称非接触式测温仪表。这种仪表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。 非接触测温优点：测量上限不受感温元件耐温程度的限制，因而对最高可测温度原则上没有限制。对于1800℃以上的高温，主要采用非接触测温方法。随着红外技术的发展，辐射测温逐渐由可见光向红外线扩展，700℃以下直至常温都已采用，且分辨率很高。

二、智能温度传感器发展的新趋势

进入21世纪后，智能温度传感器正朝着高精度、多功能、总线标准化、高可靠性及安全性、开发虚拟传感器和网络传感器、研制单片测温系统等高科技的方向迅速发展。

1、提高测温精度和分辨力 在20世纪90年代中期最早推出的智能温度传感器，采用的是8位A/D转换器，其测温精度较低，分辨力只能达到1℃。目前，国外已相继推出多种高精度、高分辨力的智能温度传感器，所用的是9~12位A/D转换器，分辨力一般可达0.5~0.0625℃。

2、增加测试功能 新型智能温度传感器的测试功能也在不断增强。智能温度传感器正从单通道向多通道的方向发展，这就为研制和开发多路温度测控系统创造了良好条件。智能温度传感器都具有多种工作模式可供选择，主要包括单次转换模式、连续转换模式、待机模式，有的还增加了低温极限扩展模式，操作非常简便。对某些智能温度传感器而言，主机(外部微处理器或单片机)还可通过相应的寄存器来设定其A/D转换速率，分辨力及最大转换时间。 智能温度控制器是在智能温度传感器的基础上发展而成的。

3、可靠性及安全性设计 传统的A/D转换器大多采用积分式或逐次比较式转换技术，其噪声容限低，抑制混叠噪声及量化噪声的能力比较差。新型智能温度传感器普遍采用了高性能的Σ-Δ式A/D转换器，它能以很高的采样速率和很低的采样分辨力将模拟信号转换成数字信号，再利用过采样、噪声整形和数字滤波技术，来提高有效分辨力。Σ-Δ式A/D转换器不仅能滤除量化噪声，而且对元件的精度要求低。

三、半导体温度传感器测温原理及其关键技术

硅基IC电路中，可实现温度传感功能的元器件主要有集成电阻器、二极管、双极晶体管、MOS晶体管。当然，还有各种利用MEMS工艺制造的热敏电阻器、热电偶等，但目前基本上还与CMOS工艺不兼容。

1、双极晶体管温度传感器

二极管的电流包括扩散电流和耗尽层、表面层里的产生复合电流，后者在双极晶体管的基极互相抵消，所以，正向偏置的双极晶体管的集电极电流IC基本上都是纯扩散电流，若利用高精度电流源，令2个匹配晶体管的集电极电流相同，ΔVBE将和绝对温度成正比。但这样得到的温度电压曲线起点是绝对零度，对于-50～150℃的测温范围，电压输出不是0～5V,对于后端A/D来说，需要额外的电平移动电路。通过构造Vf=aVptat-VBE1和Vref=VBE1+aVptat可以得到任意的过零点TZ以及几乎不随温度变化的恒压源。采用BJT的优点是低成本、长期稳定性、高灵敏度、可预测性较高，以及相关温度的时间非依赖性。缺点是受自生成熟、工艺容差的影响，以及热循环后信号有小漂移和小数量级的非线性。为了工艺兼容，需要采用寄生三极管技术实现，主要有2种结构：纵向双极晶体管，横向双极晶体管。

2、CMOS温度传感器

利用CMOS构建温度传感器一般有2种途径。其一是利用MOS管的亚阈值区构造MOS管的PTAT,灵敏度可达1.32mV/℃,但对偏置源的依赖有100mV/V,且高温下会产生漏电，因对阈值电压VT依赖大，在高性能要求时，必须有大范围的微调和校准，不具备长期稳定性；另一途径是通过强反型状态下，MOS管的载流子迁移率μ与VT和温度的关系加以测量。基于此有5种设计方案：即只基于μ随温度的改变；只基于VT随温度的改变；同时考虑VT和μ2个变量；利用MOS器件的零温度系数点，以及利用逻辑门延时随温度增加的原理来构建的数字环振。CMOS温度传感器和基于寄生BJT的温度传感器相比的主要优势在于模型精确，受封装影响小，在AC电源下衬底漏电小，且占用芯片面积小等优势，但其主要的缺点是受工艺波动的影响要大于后者，所以，产业界目前仍普遍采用CVBT技术。

3、半导体温度传感器

输出方式采用模拟输出的温度传感器需要外加线性化电路及校准，因此，会使成本增加。而数字化接口或频率输出能使性能更可靠，即使在量产时仍能保持其精确度。频率输出通常采用的方法是做一个环形振荡器或张驰振荡器。前者会受VDD变化的影响，而后者理论上与VDD无关。两者都基于相同的原理，通过对电容器的充放电产生振荡，充放电电流来源于某个温度敏感元件。为了数字接口输出，有通过片上计数器实现，其主要缺点是面积大；另一种方案是采用片上集成A/D,然后，通过I2C等总线协议输出。

结论

温度传感器市场在不断变化的创新之中呈现出快速增长的趋势。该领域的主要技术将在现有基础上予以延伸和提高，随着新一代温度传感器的开发和产业化，竞争也将变得日益激烈。

参考文献

缪家鼎， 徐文娟， 牟同升。 光电技术。 杭州： 浙江大学出版社

温度传感器论文 篇三

【关键词】变压器；油温

1.引言

随着计算机和通信技术的快速发展，人们能够更加方便的得到信息，读取信息，这给人们生活带来了方方面面的变化，变压器作为是电力系统网络中重要的设备，它的发明为远距离配送电提供了重要保证。变压器使用的油是保证变压器减少老化的重要成分，油因为天气环境或者内部所含量发生了变化，油会出现多种变化，最后影响变压器的使用寿命。并且变压器经过长时间运行，产生许多问题跟油质有比较大的关系，变压器里充满了油，起着绝缘和冷却作用，通过对流循环保证变压器的各部分工作稳定，大部分变压器老化是由于热故障造成的，由于油引起的故障，也占一大方面，传统的人工方法观察，不太及时，智能信息处理现在发展很快，取得了很好的效果。最近几年传感器技术得到飞快发展，并且得到了许多成功的应用，温度传感器可以根据不同的温度选择不同标准的传感器，而且效果不错。通过分析变压器油路结构和变压器基本工作原理后，讨论利用设置温度传感器来进行多个变压器油温检测。对于变压器的油温进行测量，变压器参数都有一定的指标，如果超过或低于这个指标，温度过高会影响变压器的老化，油质变坏，变压器老化加快，利用传感器油温检测油温并传送到监控终端及时显示，便于分析[1]。所以研究使用传感器进行变压器油温温度检测具有重要意义。通常的信息处理方法步骤如图1所示。

先通过收集信息，然后把信息使用各种方法进行处理，最后通过计算机分析信息，再把分析的信息进行备份打印。

2.基本概念

2.1 变压器基本原理

变压器是一个静态的电气设备，根据电磁感应原理，变压器是在绕组之间的电路中来转换能量，当变压器一侧的绕组通过电流时，那么，就会产生磁场，在闭合的电路中产生一个变化的磁通量，使得在变压器中有变化的磁通量，通过这个变化的磁通量在次级线圈中产生变化的电动势，这样电路中就会有电流通过带动负载发热、发光。因此，变压器是电力系统中重要的电力装置[2]。

2.2 传感器测温基本原理

通常测温元件有压力温度计、热电偶、热电阻、热敏电阻。、压力式温度计根据压力和温度之间的变化来进行测量的，温度范围可达-100～600，它结构简单，具有防爆等特点。热电偶温度传感器基于塞贝克热电动势效应，是两种不同的导体两端构成回路，形成温差电动势而合成的。其测量温度可达-200～1600。热电阻基本原理是基于使用金属导体电阻值伴随着温度的改变来进行温度的测量，性能稳定、精度高、其测量温度，测量温度-200～500度。热敏电阻是由电阻值随着温度而显著变化的半导体电阻材料组成[3，4]。

3.变压器油温检测

变压器由铁芯、绕组、绝缘套管、分接开关、油箱、和冷却部分等组成，变压器的各部分之间起着相互绝缘的作用。变压器油起着绝缘和冷却作用，在变压器运行当中起着非常重要的作用，其基本来源是矿物油，里面含有许多化学成分，当与空气接触时，会被氧化，油作为矿物油有其许多化学性质，如、油的比重、粘度、凝固点、闪点、灰分、硫含量、油的颜色等。这些性质带给了油的不稳定性。当变压器正常工作一段时间后，变压器油的大部分性质会转化，油会变质，这样会严重影响变压器的工作状况，会加速变压器的老化，所以做及时的了解变压器的信息显得非常重要[5]。当变压器正常运行时，铁芯和绕组产生损耗使得其他部位温度升高，利用油的循环和对流把铁芯和绕组损耗而产生的热传递散热片，在传送到外面环境中，当散热与发热温度趋于平衡时，变压器温度处于稳定。传感器信息技术在军事、工业控制、医疗等多领域起着重要的作用，变压器油温温度升高对于变压器的使用寿命有着重要的影响，使用传感器获得检测信息，再通过通信线路传到电脑，利用计算机分析油温度升高的原因，再去做相应的处理。这样各部分的油温会清晰出现在计算机上。变压器油温检测在变压器使用年限中有着重要的作用，变压器的老化受到变压器油温的影响，根据变压器的组成结构和油循环情况和传感器基本原理，本文基本思想是使用传感器测量变压器的的油温，然后把采集的温度进行前后对比分析，获得精确的温度来进行判断变压器的异常情况。信息技术发展很快，变压器在高温下长时间运行，会减少变压器的使用寿命，绕组温度每升高8度，变压器使用年限缩短一半，想使得变压器其使用寿命延长，就必须保持油的温度在一定的温度内[6]。传感器油温检测结如图2所示。

多个变压器设置监测点，每个变压器油路上面有个测（www.paomian.net)温传感器组成，利用传感器采集温度信息，再把温度信息进行处理传输，最后使用计算机来分析数据、备份数据。

4.展望

传感器检测技术在设备故障中有着重要的作用，变压器的油温检测一直也是研究的热点。通过油温的变化可以更好的了解变压器绕组和铁芯的温度变化情况，因为一旦变压器的油温升高时间过长，变压器的绝缘会很大程度上受损，变压器的绕组绝缘会被击穿，会使得绕组烧坏，变压器不能正常工作。所以需要对于变压器油温进行检测，利用一些新的方法来对于油温进行观察，还有通过无线的方法进行非接触式油温检测。在变压器使用检测方面有着一定好处。本文首先研究了计算机信息技术发展的现状，通过分析了传感器和变压器的基本结构原理，讨论了油温升高的影响因素，通过在变压器设置传感器进行测量，这样以便能更准确、更方便测出油温信息，通过这些信息来感知绕组信息，使用传感器采集再把采集的信息进行处理，这种方式对变压器油温检测会有大的提高。

参考文献

[1]董其国。电力变压器故障与诊断[M].北京：中国电力出版社，2001.

[2]国智文。配电变压器实用技术[M].北京：中国电力出版社，2011.

[3]张惠刚。变电站综合自动化原理与系统[M].北京：中国电力出版社，2004.

[4]郑华耀。检测技术[M].北京：机械工业出版社，2010.

[5]徐士高。变压器油问题[M].北京：电力工业出版社，1956.

[6]（苏）布里亚诺夫（Б.П.Буръянов）；董伯实译。变压器油[M].北京：电力工业出版社，1957.

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