一种基于TN901非接触式红外测温系统的设计

非接触式红外测温系统广泛应用于医疗、自动检测等实际领域。该文设计的非接触式红外测温系统遴选单片机AT89S51芯片为测温系统的主控,利用非接触式TN901红外温度传感器进行温度的实时采集,并将采集到的温度信息传递给单片机AT89S51的I/O(P2)口,然后由单片机AT89S51程序计算公式i Temp=i Temp/16-273.15将数据转换为温度值,再由9012型三极管构成的放大电路驱动四位一体数码管,实现温度的实时显示。基于TN901非接触式红外测温系统测量精度±0.1℃、分辨率0.1℃,工作电源为+5 V,工作环境温度≤60℃、湿度≤90%。该非接触式红外测温系统具有响应时间短,稳定性能好,温度分辨率高和使用方便、寿命长的特点。     

基于FPAA与序贯双卡尔曼滤波信息融合的PCR温控

传统PCR(polymerase chain reaction)仪对样品反应池壁温度进行接触式测量与温控,存在测量迟滞大、无法直接控制试剂温度的缺点。研制的电化学实时定量PCR温控系统采用红外温度传感器、热源温度传感器以及环境温度传感器分别测量试剂表面热辐射、热源与反应池壁温度与环境温度,并提出序贯双卡尔曼滤波估计算法对三点温度数据进行信息融合从而估计出试剂表面温度真实值。该算法中迭代卡尔曼滤波器(iterated extended Kalman filter,IEKF)与线性卡尔曼滤波器(Kalman filter,KF)顺序运行,结合了IEKF非线性估计收敛快与KF实时性高的优点,克服了红外测温噪声大,易受环境、被测物热辐射率等因素影响的缺点。试剂温度的估计值作为反馈输入到基于FPAA(field programmable analog array)的可动态配置PID控制器中构成闭环控制,同时微控制器根据不同温控阶段的控制要求对PID控制器进行配置,从而提高温控效率。实验表明,滤波估计后红外测温精度由2℃提高至0.3℃;试剂表面温度监控与可动态配置PID使得PCR温控更加准确高效;PCR产物测试结果优于市面上PCR仪、恒温时间设置更加合理。     

高精度温度标定仪

介绍了一种基于ARM7LPC21XX微控制器系列的高精度温度标定仪,它以仪器内的气体温度为被控对象,使之成为其它温度测试仪的温度参数校准标准;该设备以铂热电阻P_t100为温度传感器,用电阻炉丝作为加热源,并针对设备的非线形误差从硬件和软件两方面进行修正和补偿,使之产生的标准温度的测量精度在0℃～200℃内可达到±0.1℃,控制精度可达±0.5℃。     

基于SimpliciTI协议的无线温度采集系统的设计与实现

为了实施有效的无线温度采集,设计了一种基于SimpliciTI通信协议的无线温度采集方案。该方案采用MSP430微处理器、CC1100射频收发器和单总线数字温度传感器DS18B20进行硬件平台的搭建,并利用此协议组建了星型无线温度采集网络,并由LabVIEW虚拟仪器技术实时处理和显示采集的温度。试验表明,该系统运行稳定,能准确采集环境温度,具有低能耗、低成本和易组网等优点。     

基于ARM的一体式超声液位计的设计

介绍了基于ARM的一体式超声波液位计的设计。超声波液位计选用ARM7TDMI-S内核的LPC2119作处理器,加强了系统对超声波回波信号的处理能力。系统采用收发一体式电路设计,利用LPC2119芯片内部的CAN总线控制器设计了CAN总线通信接口。温度补偿选用一线式数字温度传感器DS18B20进行温度测量,软件使用查表法实现。系统软件的设计使用对超声波回波信号进行数字滤波、数值处理的方法计算回波信号的起始点,提高了液位测量的精度。     

空间双光路红外CO2气体传感器及测量模型研究

提出了一种基于空间双光路结构的红外CO2气体传感器。阐述了传感器光学探头的结构和工作原理,并给出气室的几何形状和相应的尺寸参数。以朗伯-比尔定律为理论依据,结合空间双光路结构的工作机理,以及红外光源周期性开关的工作方式,推导出了该传感器的线性测量模型,并采用最小二乘法对建立的测量模型进行标定。在静态下对该传感器的传感特性进行了测试。测试结果表明：在0~3 %的测量范围内,该传感器的实验值与真实值符合较好,其精度为2.42 %;系统运行良好,可无故障连续在线测量30天以上;所建立的测量模型能有效抑制温度信号和背景光信号对传感器的干扰,该传感器可在5~40 ℃的温度范围内、不同杂光背景下正常工作。     

TEC的半导体激光器恒温控制系统设计

温度控制对半导体激光器的应用质量有着重要作用。设计并实现了基于温度传感器和单片机的温度测量和控制系统。系统采用MSP430F149单片机进行控制,用PT1000进行温度数据采集,使用TEC制冷片调整温度,达到对半导体激光器环境温度实时监控的目的。分析了系统中各电路模块的工作原理和设计依据,给出了电路结构。实验结果表明,该恒温控制系统性能稳定可靠,测量控制误差不大于0.01℃。     

反射式光纤温度传感器的设计

针对强磁、狭小空间等特殊环境下的液体温度实时检测,利用液体折射率随温度变化规律,结合光在液体中的传播特性,设计了用于液体温度实时检测的反射式光纤温度传感器。在提出反射式光纤温度传感器测温原理的基础上,确定了传感器探头结构,根据光纤纤端光场近似高斯分布的特性建立传感器数学模型,分析了不同参数对传感器输出特性的影响,并搭建传感器实验平台进行静态标定。实验结果表明：在30~120℃的测量范围内,该传感器可以实现对温度的检测,灵敏度为0.71 mV/℃。     

低功耗小尺寸片上温度传感器设计

为了精确测量芯片内的温度分布,提出了一个低功耗、小尺寸的温度传感器。该传感器使用一个输出电流与绝对温度成比例(PTAT)的电流发生器检测环境温度,然后使用一个源耦合流控振荡器将PTAT电流转换成频率输出。所提出的电路采用22 nm SOI CMOS工艺设计并制造,其有源区域占用的片上面积为0.01 mm~2,电源电压为0.8 V。测量结果表明,所提出的架构能够在-40～+85℃的温度范围内工作。工作于+85℃时,温度传感器的功耗达到最大值,为500 nW。使用单点校准后,该温度传感器的最大温度误差小于1℃。     

基于Cortex-A8的数据采集监控系统设计

该文介绍了一种采用单总线数字式的温度传感器DS18B20与S5PV210芯片组成的新型温度监控系统,系统以S5PV210芯片为控制核心,利用新型一线制温度传感器DS18B20测量温度值,实现环境温度的检测和监控。该设计以温度采集为例,详细描述了基于Cortex-A8的数据采集监控系统的硬件结构与软件实现。     

基于热膜探头的新型气体流量传感器研究

基于热膜探头的热传递原理,设计了一种新型的气体流量传感器.首先研究了在不同环境温度和电流下热膜探头的温度特性,确定其工作电流.然后分析热膜探头中测量电阻和补偿电阻之间的关系,设计了具有温度补偿功能的气体流量传感器电路,减小了环境温度对气体流量测量的影响.最后根据气体流量标定实验数据,建立了流量传感器的数学模型.实验结果表明,该气体流量传感器具有较好的一致性,测量精度优于0.8%,流量量程比达100∶1.     

基于C8051F020光电位移传感器的设计

文章详细介绍一种基于C8051F020单片机为核心开发的光电式大量程拉线位移测量系统，该系统可以通过温度传感器，测量环境温度，并对位移测量结果进行温度修正，最大量程可达到6．5m，精度为0．1mm；系统具有自动采集、运算和存储测量数据的功能，可用RS232和USB接口与计算机通信。     

矿用非接触式红外测温仪

为了满足煤矿井下测温需求,设计了一种基于红外技术的非接触式矿用温度测量仪.由于环境温度和距离对红外测温影响较大,系统采用DS18B20测温模块测量环境温度,超声波测距模块测量距离,通过数据分析得出环境温度和距离对红外测温的影响,并对测量结果进行修正.系统采用两级保护,温度超过第一级预设值发出报警信号,超过第二级预设值自动断电,以保证安全.同时,系统采用激光定位系统,方便测量和安装.     

一种基于Kalman滤波算法的组合式温度传感器的研究

该文研究了一种基于Kalman滤波算法的组合式温度传感器。根据铂电阻和半导体热敏电阻在温度测量中的不同特性,设计了一种组合式温度传感器,并利用Kalman滤波算法进行综合数据处理。提出了基于Kalman滤波算法的组合式温度传感器模型,给出了静态测量和动态测量两种情况下的kalman滤波算法步骤,分析了Kalman滤波算法的参数设置。实验结果表明,该组合式温度传感器可有效提高测量结果的准确性和灵敏度。     

微型近红外光谱检测系统温度补偿的设计

针对温度影响近红外光谱的问题提出了解决方案:在MicroNIR-1700近红外光谱仪上添加了环境温度和样品温度的检测附件及应用软件,使用单总线数字温度传感器DS18B20和红外温度传感器TN901及处理电路等构成了温度补偿系统,结合MicroNIR-1700的内部命令集获得仪器的温度。这3个温度参数奠定了微型近红外光谱检测系统的温度补偿条件,可以为后续模型建立提供温度补偿信息。     

环氧树脂封装的EFPI-FBG复合压力温度传感器

为了实现对液压管路中液压油的压力和温度检测,研制了一种EFPI-FBG复合压力温度传感器。对该传感器的压力特性以及温度特性进行研究。首先,介绍了以光纤F-P腔和光纤光栅为敏感元件,利用环氧树脂将EFPI-FBG复合结构经过封装保护构成压力温度传感器结构以及制作方法。接着,建立了压力温度传感模型,对传感器受力进行了理论分析,并使用Matlab和有限元软件分析传感器的压力灵敏度和温度灵敏度。最后对传感器进行压力和温度实验验证。实验结果表明,该传感器的压力灵敏度为2.83μm/MPa,温度灵敏度为1.97μm/℃,温度监测范围为10～80℃,应用于压力测量时的有效工作温度为20～65℃。此EFPI-FBG复合压力温度传感器具有良好的线性度,较小的回程误差,灵敏度高,抗震性能好,可用于液压管路中液压油的压力和温度测量。     

红外线温度传感器的设计与实现

本文介绍了一种新型的红外线温度传感器的测量原理．设计制作和实验结果。其基本机构是利用高糈度红外位移传感器测量随温度的变化热膨胀系数较大的有机玻璃长度．我们通过运用灵敏度为0．001℃的高精度石英温度计对其校准．这种仪器的温度测量精度可以达到℃数量级，比较市场上现有的温度传感器，其灵敏度和线性度都有较大的优势，具有广泛的应用前景。     

分析红外测温的原理、误差及其解决途径

基于黑体辐射原理为出发点,对红外测温的相应工作原理进行分析,因此为基础对其数学模型给与推导,并对物体的温度、波长及辐射功率之间所存在的关系进行了描述,即在开展红外测温过程中,必须以实际测温范围为基础,对不同的工作波长进行合理选择,并对相应应用电路所具有的实验数据给与有效利用,分别从距离系数、反射率及环境等内容,就测量精度所存在的原因进行探讨和分析,最终得到被测目标温度和环境温度之间所存在的相互关系,并就环境温度是整个红外测温所出现误差的关键原因进行了验证,此外,对测量误差的实际消除,提出了相应改变策略和方法。     

带有数字温度补偿硫化氢便携式测定器设计

该文对电化学硫化氢传感器探头受温度影响进行了实验分析,设计了具有温度补偿,精度较高的硫化氢测定器,并做了实验测试。该测定器以微功耗430单片机为核心,采用数字温度传感器进行温度补偿,在0~40℃时的测量误差为2%以内,温度补偿效果明显。     

数控车床嵌入式智能温度检测与实验

简要介绍了基于微控器ARM和单总线数字温度传感器DS18B20的嵌入式数控机床温度检测系统,该温度检测系统能实时、快速、精确检测数控机床不同部位的温度。重点介绍了嵌入式智能温度检测实验方案,以及利用分组优化理论处理实验数据,确定温度变量,从而优化模型结构。