智能温度传感器的新发展..doc

智能温度传感器的心发展现代信息技术的三大基础是:信息采集 (即传感器技术 、信息传 输 (通信技术 、信息处理 (计算机技术 。传感器属于信息技术的前沿 尖端产品, 尤其是温度传感器被广泛用于工农业生产、 科学研究和生 活等领域,数量高居各种传感器之首。近百年来,温度传感器的发展 大致经历了以下三个阶段 ;(1传统的分立式温度传感器 (含敏感元 件 ;(2模拟集成温度传感器 /控制器 ;(3智能温度传感器。目前,国际 上新型温度传感器正从模拟式向、 由集成化向智能化、 网络化的方向 发展。温度是一个基本的物理现象,它是生产过程中应用最普通、最 重要的工艺参数,无论是工农业生产,还是科学研究和国防现代化, 都离不开温度测量及温度传感器。 它是现代测试和工业过程控制中应 用频率最高的传感器之一。然而,温度的准确测量并非轻而易举,即 使有了准确度很高的温度传感器, 但是, 如果测量方法选择不当或者 测量的环境不能满足要求,则都难以得到预期的结果。温度传感器是把温度信号转换为与之有确定对应关系电信号的 一种信号转换装置。 现有技术的温度传感器主要有两类。 一类是机械 温度传感器, 其工作原理是利用材料热胀玲缩的物理性质, 在一定温 度条件下使测温材料产生形变, 自动连通或断开电路, 使电器启动或 者停机; 另一种温度传感器利用半导体器件的热敏特性而设计。 温度 变化时, 热敏电阻的阻值改变, 导致热敏电阻所在电路的电参数改变, 从而输出相应的电信号。当前,虽然主要的温度传感器,如热电偶、热电阻及辐射温度计 等的技术已经成熟, 但是只能在传统的场合应用, 不能满足许多领域 的要求,尤其是高科技领域。因此,各国专家都在针对性的竞争开发 各种新型温度传感器及特殊的实用测量技术。我国仪器仪表在实现微型化、数字化、智能化、集成化和网络化 等方面紧跟国际发展的步伐, 加大具有自主知识产权部分的开发研制 及产业化的力度,取得了显著的进展。其中,值得提出的重大科技进 展主要包括以下八个方面:1. 先进工业自动化仪器仪表及系统实现了模块化与全数字集成, 达到产业化要求,广泛用于钢、电、煤、化、油、交通、建筑、国防、 食品、医药、农业、环保等领域,向具有自主知识产权方向迈出了坚 实的一步。2. 智能式系列测试仪器与自动测试系统的研究及产业化水平大 幅度提高,组建了航空航天测试、机电产品测试、家用电器测试、地 震监测、气象探测、环境监测等各行业的自动测试系统。总体水平达 到国外先进产品水平,而售价明显低于国外产品。3. 微波毫米波矢量网络分析仪研制成功及批量生产, 标志着我国 成为继美国之后世界第二个能生产此类高精尖仪器的国家。4. 研究开发出有自己特色的纳米测控及微型仪器, 碳纳米管的定 向制备及结构与物理性质的探测居世界领先地位。5. 完成完整的电学量子标准和 1.510-5级国家电能标准装置, 使我国电计量标准处于国际先进水平。6. 开展了具有自主知识产权的科学仪器攻关, 提升了我国科学仪 器的整体水平。7. 建立了产学研相结合、国内外相结合的发展机制,拓宽了科学 仪器的应用领域, 如开发成功海关防伪票证的光谱仪器, 在全国海关 推广后,累计查获假票证价值 540亿元,为国家挽回巨大经济损失。 国产科学仪器的市场占有率由“八五”期间的 13%提高到“九五”末期的 25%。8. 高强度聚焦超声肿瘤治疗系统研制成功并批量生产, 超声医疗 仪器在肿瘤无创治疗方面具有国际领先优势。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 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 912位 A/D转换器,分辨力一般可达 0.50.0625。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 0.03125,测温精度为0.2。为了提高多通 道智能温度传感器的转换速率, 有的芯片也采用高速逐次逼近式 A/D转换器。 以 AD7817型 5通道智能温度传感器为例, 它对本地传感器、 每一路远程传感器的转换时间分别仅为 27s 、 9s 。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。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。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。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 (典型产品为 MAX6654 、分辨力及最大转换时间 (典型产品为 DS1624 。智能温度控制器是在智能