温度传感器论文精编4篇

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温度传感器论文1

关键词 光纤光栅 温度 传感特性 封装

1 前言

光纤bragg光栅由于其在温度参数测量方面固有的优点，越来越受到业内专家的重视[1-4]。

本文设计了一种光纤Bragg光栅温度传感器，对其在35～105℃温度条件下的进行温敏实验。

2 光栅结构及传感原理

利用紫外激光的干涉条纹在一定范围内照射具有光敏性的光纤，可使该段光纤纤芯的折射率发生永久周期性的改变，形成光纤Bragg光栅。Bragg光纤光栅从本质上来说相当于一个窄带滤波器，当具有一定波谱范围的入射光传输到光纤Bragg光栅时，光栅就会把满足Bragg条件的、且被外界环境参量（如温度、压力、应力、流量等）调制过的入射光反射回来，通过对反射光谱进行解调，即可获得所需（压力、温度）信息，其结构如图1所示。

3 温度传感器封装结构

本次实验选用的基底为圆形，材质采用膨胀系数和光纤相等的特殊材料，长度10cm，直径3cm。为了使裸光栅能更好地和基底接触，受热均匀，可在圆形基底上划一个3mm深，1mm宽的小槽，裸光纤Bragg光栅用少量环氧树脂胶均匀粘贴在凹槽内。在对温度传感器封装过程中，应对裸光纤光栅施加适当的预应力，并适当加热，防止光纤光栅因胶凝固使中心波长减小。另外为了增加粘贴强度，需把基底凹槽外表面打磨光滑[1]。封装结构见图2。

4 实验设备及原理

实验设备包括：宽带光源、掺锗石英裸光栅（中心波长）、光纤Bragg光栅解谱仪（±5pm）、耦合器、匹配液、温控箱（精度±1℃）以及环氧树脂胶等。

实验原理：温度变化会引起光纤光栅的栅距和折射率的变化，从而使光纤光栅的反射谱和透射谱中心波长发生变化。通过检测光纤光栅的反射谱或透射谱中心波长的变化，就可以获得相应的温度信息，反过来，若知道了温度信息，就可以测出光纤光栅反射谱和透射谱中心波长的变化，图3为实验测量原理示意图。

5 实验结果及分析

根据油气井下常见温度范围，设计了光纤Bragg光栅温度传感器35～105℃温度传感特性研究实验。实验采用温控箱加温，光纤Bragg光栅解谱仪进行解谱。实验时研制的光纤光栅温度传感器自由悬挂于温控箱内，每隔10℃测量一次，每次等待至少15分钟，待温度平衡、稳定后再测量，如此往返各测量1次。

对所测数据进行线性拟合，拟合图见图。从图中可看出，温度上升阶段，灵敏度为10pm/℃，R2=。温度下降阶段，灵敏度为/℃，R2=1。可见无论是温度上升阶段还是下降阶段，中心波长和温度都有良好的的线性关系。因为采用特殊材料做基底，所以实验测得的灵敏度和裸光栅（/℃）相差不多，但也看出每摄氏度还有1个pm的误差，分析认为主要原因是光栅粘贴用胶所致。

6 结论

实验说明所研制光纤光栅温度传感器在35～105℃的工作温度范围传感性质非常稳定，可应用于油气井下温度测量。

参考文献：

[1]陈海峰，肖佃师，陈红丽。光纤增敏温度传感器及其压力敏感性实验研究[J].激光与光电子学进展，

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温度传感器论文2

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

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]。

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.

作者简介：

温度传感器论文3

关键词：进气温度传感器；进气压力传感器；测试

引言

目前控制发动机进气歧管的节气门上除了安装有节气门位置传感器外，通常还安装有进气温度和进气压力传感器。传感器主要由PCB板、传感元件、支架、密封圈、不锈钢衬套和壳体等组成[1]。进气温度传感器是以热敏电阻为检测元件的传感器，通常是负温度系数（NTC）传感器[2]。进气压力传感器的作用是根据发动机的负荷状态测出进气歧管内绝对压力的变化，并转换成电压信号输送到电控单元（ECU）中，作为决定电动喷油器基本喷油量的依据[3]。两个传感器输出的信号将和确定发动机各种工况下喷油量的精度有密切关系。因此常常要对这两种传感器进行测试。

这里设计了一套比较系统的方案，能够方便地解决这一问题。该套测试方法有如下几个优点：传感器无需移动，安装好之后就可以对两种参数进行测试，避免了频繁挪动过程中造成的各种误差；可以利用控制器实现对外界环境条件的控制调节，操作方便快捷；两种传感器共用同一设备，设备的利用率提高，减少了资源的浪费。

1 车用节气门传感器综合测试方法

现有进气温度传感器和进气压力传感器大多是整合在同一个封装里，统称为节气门传感器，安装在节气门体上。进行综合测试时将传感器安装在测试容器外表面上，利用控制器控制执行机构，改变容器内的压力、温度环境，测试传感器和标准传感器采集信号变化送入数据采集卡，数据信息最后送入控制器供实验人员调用分析。其测试系统原理图如图1所示。

测试系统的硬件结构主要由传感器部分、提供测试环境容器部分和控制部分组成。传感器部分有检测实际温度、压力的标准温度传感器、标准压力传感器。另外还有待检测的节气门传感器。容器部分为该测试方法提供了可变化的外界条件，包含了可布置各种传感器及阀门的容器、真空泵、冷却水容器、加热器等。控制部分主要由数据采集卡、控制器，及其电磁阀、泄压阀组成。该部分主要对三种传感器采集到的数据进行采集、处理，以供上位机分析，另外可以控制各种阀门的开闭，以实现对环境变化的人为控制。

对温度传感器进行检测、标定时，控制器开启电磁阀时，水泵开始工作，将冷却水容器中的冷水通过进水口送入试验容器中，当水量足够时，断开阀门停止向容器中注水。完成此项后控制加热器工作，使水温达到85℃左右，停止对容器加热。让容器中的热水慢慢从最高温度冷却到室温。标准温度传感器每隔一段时间采集水温的变化，而节气门传感器中的进气温度传感器则将得到对应的阻值的大小，这两组数据送入数据采集卡。对温度传感器检测完毕后，开启水流出口，将容器中的液体排尽。

对压力传感器进行检测标定，将容器的所有通道关闭，打开真空泵对容器做抽空气的处理，至容器接近真空状态。此时标准压力传感器采集到压力信号，节气门传感器中的进气压力传感器将得到相应的电压信号，同样也将这两组数据送入数据采集卡。接下来，保持真空泵处于运转状态，调节泄压阀的开度，使容器中的真空度发生一定的变化，等到容器中的压力值较为稳定后，继续采集此时的压力、电压的大小。如此往复，即可得到压力传感器的输出特性曲线。

2 测试方法的验证

由于实验设备有限，在这里我们采用两套系统分别对上述系统的准确性和可实施性进行了验证。验证实验中，对一部分设备进行了简化。

进气压力传感器测试验证如图2所示。

这里将标准压力传感器改换成了负压表，同样用来监测压力的变化。

测试过程：用真空泵对密封容器做抽空处理，读取负压表数值和万用表的电压值，控制容器泄压阀开度大小，继续测量多次，转换得到绝对气压和电压的关系如图3所示。

压力传感器的输出特性曲线决定了传感器在不同压力输出的电压值，是压力传感器最重要的特性。传感器能否和发动机ECU匹配也是和其输出特性密切相关的。传感器输出为Y=KX+B的K为斜率的直线[4]。从实测的MAP图电压随压力变化的曲线可以看出，随着压力的升高，电压值也相应增大，但由于各种误差的影响，因此最终实际得到的曲线并非是理想的直线。和图4的理论输出特性曲线相比较，走势吻合，能大致反应实际的电压和压力的变化趋势。

进气温度测验证试原理图如图5所示。

在这里使用温度计代替标准温度传感器监测温度变化情况，用热水棒对冷却水加热。测试过程：将容器中的水加热，使空气温度升高。读取温度计读数和万能表阻值，继续冷却，得到下一组值。如此重复，从而得到温度和阻值的关系如图6所示。

通过实验可知，随着温度的升高，热敏电阻的电阻值随之减小，并且减小的速率会放缓。在温度为60℃时，可能是由于环境变化引起的误差，使得局部变化有些异常，可以在数据分析的时候将此点忽略掉，因此是不影响整体的曲线走向的。和理论ATC输出特性如图7相比，基本吻合。

3 结束语

通过对车用节气门传感器综合测试方法的理论研究，以及相关的实验验证，最终可以达到使该测试系统变得简洁方便、提高设备的利用率的目的，为实际的系统平台的搭建提供了可实施的方案。虽然通过实验及采集的数据证明了方案的可行性，但是在实际的应用中，还会出现诸多实际问题：比如说传感器和各个部件在密封容器上的布置；传感器采样频率的设定等等。因此，这一些问题还需要在实际应用中再加以进一步完善。

参考文献

[1]蒋浩丰。进气歧管绝对压力和温度传感器的结构原理与检修[J].学习园地，2011（9）：83-84.

[2]许佳云。进气温度传感器的识别与检修[J].科技风，2013（10）：34.

[3]朱彩云。进气压力传感器输出特性及温度补偿分析[J].汽车电器， 2008（10）：9-13.

温度传感器论文4

关键词：单片机，温度传感器，远程监控与测量

1.研究的目的与意义

本研究以温度采集及转换，单片机处理和监控，无线传输为核心，可用于航空航天系统中，仓储温度监测及环境监测，矿井里的温度采集等。免费论文。快速方便并且可以实现远程采集，具有较高精确度，另外加有存储单元，可以对温度数据进行存储对比，以备不时之需。在该系统中还添加报警系统，自动提醒不正常温度，以免发生不必要的危险。由于采用ZigBee无线传输装置，可以远距离测温，因此可用于危险区域，例如：高压区，工厂，大型机器内部温测等，还可采集低温。另外还适用于家庭防火灾，火灾内部温度探测和温度监控，有助于灭火的开展和抢救人员和财产以及预测火势的发展等。

在现代社会中温度在航空航天，工业自动化、家用电器、环境保护和安全生产等方面都是最基本的监测参数之一，但是在某些环境下温度检测比较危险。因而需要一个智能检测和监测系统来代替危险的工作，本系统就可以很好的解决此问题，不仅可以实时的对温度进行远程检测监控，还可以在十分恶劣的环境下工作，测量结果精度高，并且对所测数据可以直接通过USB接口传给电脑存储或者直接存入外设存储单元，同时加报警装置，在温度不正常给予提醒，从而将损失减少到最低。为满足对温度记录的要求（高精度、自动控制、经济实用），系统实现了对现场环境温度的不间断测量与监控，让您通过监控中心可以直观看到温度实时变化，做到足不出户即可了解各被测点的温度。在那些需要对温度监控和测量的地方放置无线温度采集器，然后由监控中心通过软件对无线采集器进行控制，代替过去由人工来完成的温度数据采集任务；同时监控中心对无线温度采集器传输来的温度数据进行存储和查询统计。本系统使用方便，操作简捷，已经在许多领域中得到广泛的使用

2.国内外本项目的研究状况

温度在工业自动化、家用电器、环境保护和安全生产等方面都是最基本的监测参数之一，因此其检测装置也得到的长足的进步和发展。免费论文。例如美日生产的管缆热电阻温度传感器可测温度高达1000℃，精度级，清华大学的“光纤黑体腔温度传感器”可在400～1300℃间灵敏度可达℃。随着科技的进步和新材料的发现，新一代的温度传感器也在不断出现和完善，如利用核磁共振的温度检测器，可测量出千分之一开尔文，而且输出信号适于数字运算处理，在常温下可作为理想的标准温度。此外还有热噪声温度传感器、激光温度传感器等诸多发展。智能温度传感器(亦称数字温度传感器)是在20世纪90年代中期问世的。它是微电子技术、计算机技术和自动测试技术(ATE)的结晶。智能温度传感器的特点是能输出温度数据及相关的温度控制量，适配各种微控制器(MCU)，它在硬件的基础上通过软件来实现测试功能。目前，国际上已开发出多种智能温度传感器系列产品。如由美国DALLAS半导体公司新研制的DS1624型高分辨力智能温度传感器，能输出13位二进制数据，其分辨力高达°C,测温精度为±°C。此外新型智能温度传感器的功能也在不断增强。例如，DS1629型单线智能温度传感器增加了实时日历时钟(RTC),使其功能更加完善。DS1624还增加了存储功能，利用芯片内部256字节的E2PROM存储器，可存储用户的短信息。免费论文。另外，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。

无线传输技术ZigBee是在工业自动化、家庭智能化和遥控监测领域对无线通讯和数据传输的需求日益增长的情况下应运而生的，它采用协议，具有功耗低，成本低等特点，还可以方便的实现自动移动的AdHoc网络。目前市场上的RF芯片供应商主要还是TI、EMBER、FREESCAIE及JENNIC，国产厂商在这个方面仍然是空白。鉴于ZigBee技术在功耗、组网技术等方面的出色能力，受到各国政府、军方、科研机构和跨国公司的广泛关注和高度重视，随着其技术的发展，无线传感器网络将会逐渐的深入生活的每个方面。

3.无线网络温度采集可以实现如下功能

（一）数字信号通过单片机分析处理，通过ZigBee无线传输模块，可实现无线传输功能。（二）接收模块得到的数字信号通过单片机处理，可在LCD FC12864上可进行当前温度显示，可实现数字显示功能。（三）外部存储单元可对过去温度进行存储，以便随时调用，可实现存储功能。（四）由于有无线传输，可以实现远程对温度进行监控和测量 存储，安全可靠，而且速度快精度高。（五）系统实现了对现场环境的不间断温度测量与监控，让您通过监控中心可以直观看到温度实时变化，做到足不出户即可了解各被测点的温度。在那些需要对温度监控和测量的地方放置无线温度采集器，然后由监代替过去由人工来完成的温度数据采集任务；同时监控中心对无线温度采集器传输来的温度数据进行存储和查询统计。（六）该系统可换部分装置，然后实现其它功能，例如：将温度传感器换成湿度传感器进行湿度采集等，具有很强的移植性。

4.结语

在当代社会科学技术的迅猛发展以及人类对自然的不断深入探索下，一些人类无法立足的恶劣环境以及相关工业、煤矿业、石油业、存储业等相关环境中的重要温度数据的采集和控制成为科学研究的重要课题。本研究项目以适应相关条件下的温度传感器为依托，以单片机为整个系统的处理和监控为核心，当需要采集人类无法立足的恶劣环境中的重要温度数据时，本系统可以通过媒介放置一体积小、精度高的温度传感器去采集；在生产和存储环境中可以通过本系统来监测温度，当超过合适的环境温度时，发出警报，通知工作人员及时处理控制温度以减少损失。本研究项目可以更好的服务于科研，提高生产效率，降低危险事故发生的几率，具有很强的现实意义

参考文献：

1.闫德立、刘展威。ZigBee技术优势及其在现代企业生产中的应用[J].河北企业，

2.乐嘉华。温度检测技术的现状和未来[J].炼油化工自动化。

3．孙俊杰。 ZigBee应用向商业化逼近[J]. 电子设计应用，

4. 张培仁，张志坚，高修峰。 十六位单片微处理器原理及应用（第一版）[M].北京：清华大学出版社，，P18-P52，P60-P63，P130-P163，P226-P260，P280-P286.

5.李勋，林广艳，卢景山。单片微型计算机大学读本（第一版）[M].北京：北京航空航天大学出版社，，P197-P203.

6.吴国凤。C语言程序设计教程（第一版）[M].合肥：中国科技大学出版社，，P36-P60，P88-P115.

著，晏海华等译。 C++核心思想：第三版[M]. 北京：电子工业出版社， .

8.宋育才。 MCS-51系列单片微型计算机及其应用[M]. 南京：东南大学出版社 ，

9.智能温度传感器的趋势[DB/ol].

10..LCD12864中文资料手册。