國內外溫度感測器的發展歷史

⑴ 簡述國內外感測器主要的發展趨勢

一、汽車感測器的現狀：

1、溫度感測器

溫度感測器有線繞電阻式、熱敏電阻式和熱偶電阻式三種主要類型。線繞電阻式溫度感測器的准確度高,但響應特性差;熱敏電阻式溫度感測器靈敏度高,響應特性好,但線性差,適應溫度較低;熱偶電阻式溫度感測器的准確度高,測量溫度范圍寬,但需要配合放大器和冷端處理一起使用。

2、壓力感測器

壓力感測器檢測的量程為10kPa真空(車載診斷OBD蒸發漏油檢測)到18mPa(柴油通用軌道commonrail油壓系統)。滿量程壓力測量變化的要

求是18000∶1。

壓力感測器主要用於檢測氣缸負壓、大氣壓、渦輪發動機的升壓比、氣缸內壓、油壓等。吸氣負壓式感測器主要用於吸氣壓、負壓、油壓檢測。壓力感測器應用較多的有電容式、壓阻式、差動變壓器式(LVDT)、表面彈性波式(SAW)。LADT式壓力感測器有較大的輸出,易於數字輸出,但抗干擾性差;SAW式壓力感測器具有體積小、質量輕、功耗低、可靠性高、靈敏度高、解析度高、數字輸出等特點,用於汽車吸氣閥壓力檢測,能在高溫下穩定地工作,是一種較為理想的感測器。

3、角度和線性位置感測器

位置感測器測量線性位移的量程是小於1μm(典型的例子是在MEMS感測器內滿量程敏感元件移動)到200mm(在主動懸掛系統支架震動和傳輸)滿量程的位移量變化為2000000∶1。感測器的主要類型有:(1)電位計式角度和線性位置感測器;(2)霍爾感測器;(3)各向異性磁阻式角度和線性位置感測器;(4)光學編碼。

4、流量感測器

空氣流量感測器的主要技術指標為:工作范圍為0.11～103m3/min,工作溫度為-40～120℃,准確度≤1%。

燃料流量感測器用於檢測燃料流量,主要有水輪式和循環式,其動態范圍為0～60kg/h,工作溫度為-40～120℃,准確度±1%,響應時間小於10ms。

5、氣體濃度感測器

氣體濃度感測器主要用於檢測車體內氣體和廢氣排放。其中,最主要的是氧感測器,實用化的有氧化鋯感測器(使用溫度-40～900℃,准確度1%)、氧化鋯濃差電池型氣體感測器(使用溫度30～800℃)、固體電解質式氧化鋯氣體感測器(使用溫度0～400℃,准確度0.5%),另外還有二氧化鈦氧感測器。和氧化鋯感測器相比,二氧化鈦氧感測器具有結構簡單、輕巧、便宜,且抗鉛污染能力強等特點。

6、爆震感測器

爆震感測器有磁致伸縮式和壓電式。磁致伸縮式爆震感測器的使用溫度為-40～125℃,頻率范圍為5～10kHz;壓電式爆震感測器在中心頻率5.417kHz處,其靈敏度可達200mV/gn,在振幅為0.1～10gn范圍內具有良好線性度。

7、位置和轉速感測器

目前,汽車使用的位置和轉速感測器主要有交流發電機式、磁阻式、霍爾效應式、簧片開關式、光學式、半導體磁性晶體管式等,其測量范圍為0～360°,准確度為±0.5°以下,測彎曲角達±0.1°。

二、發展趨勢：

將要研究的感測器如下：

(1)火花塞離子電流感測器(採用直流或交流施加間隙電壓)。檢測發動機熄火和爆震,而且指示氣缸的峰壓和空燃比。

(2)光纖膜片反射感測器:檢測汽缸內的壓力波形。

(3)壓阻式碳化硅絕緣體壓力感測器:檢測汽缸內的壓力波形。

⑵ 體溫計在國內外發展狀況

1.體溫計在國內的發展現狀(1)溫度感測器的發展 溫度感測器使用范圍廣，數量多，居各種感測器之首，其發展大致經歷了以下3個階段： ① 傳統的分立式溫度感測器（含敏感元件）——熱電偶感測器， 主要是能夠進行非電量和電量之間轉換。 ② 模擬集成溫度感測器/控制器。集成感測器是採用硅半導體集成工藝製成的，因此亦稱硅感測器或單片集成溫度感測器。 ③ 智能溫度感測器。它是微電子技術、計算機技術和自動測試技術（ATE_）的結晶。智能溫度感測器內部包含溫度感測器、A/D感測器、信號處理器、存儲器（或寄存器）和介面電路。
2. 體溫計在國外的發展現狀
體溫測量的歷史，可以追溯到l6世紀。當時Saatorio用空氣熱膨脹的原理，制出了第一支測量口腔溫度的體溫計。本世紀初，開始用水銀來製作體溫計，至今在臨床上得到了廣泛的應用。根據1928年Ebstein的報告，當時除測量口腔及腋下的溫度外，還可以測量直腸、頸部、大腿根部，外耳、陰道溫度及尿溫。這些都是用被測皮膚溫度與玻璃球內積存的水銀溫度相等的原理實現的。由於水銀體溫計使用方便、精度高，因而應用很廣。再加上測溫方法及其結構都已成熟，沒多大改進餘地，人們對它的研究失去了信心，至今幾乎沒有什麼進展。由於用水銀體溫計進行體溫監測很不方便，水銀的污染也很嚴重等， 為了正確測量局部溫度，最近促使人們開發了各種不同的測溫儀器和測溫方法。只因臨床上測溫方法至今也沒有多大變化，近年普及的電子體溫計又不能獲得更多的其他生理信息，精度也無多大提高，相比之下，水銀體溫計仍不愧是一個精度高、便宜、使用方便的測溫儀器。因此，盲目地用電子測溫儀來取代水銀體溫計並不一定恰當，若只注意汞污染問題，必須用電子體溫計來替代水銀體溫計的理由也是不充分的。盡管這樣，已有許多醫院採用了電子體溫計，用其它電子儀器測量體溫也日益普及。這一事實至少表明，電子測溫儀器的性能已接近水銀溫度計的性能。由於採用電子儀器， 出現了新的測溫方法，然而就目前的情況來看，能與水銀體溫計相媲美的比較完善的體溫測量儀器尚未問世。因此，與水銀體溫計的歷史相對照，可以說以電子體溫計為首的近代體溫測量儀器還停留在19世紀的水平上，鑒於傳統的水銀體溫計汞的污染及其攜帶不方便易破碎,尤其是測量時間過長等缺點，本課題就此問題設計出一種新型的智能電子體溫計。它在穩定性及響應時間上比傳統的水銀體溫計有著顯著的優勢，精度要求也能和傳統的水銀體溫計相媲美。

⑶ 請問菲格瑞思智能溫度感測器發展經歷了哪三個階段

智能溫度感測器發展經歷的階段有：(1)傳統的分立式溫度感測器;(2)模擬集成溫度感測器/控制器;(3)智能溫度感測器。

⑷ 溫度檢測系統在國內外的發展狀況

溫度的測量方法通常分為兩大類即接觸式測溫和非接觸式測溫。接觸式測溫專是基於熱平衡屬原理，測溫時，感溫元件與被測介質直接接觸，當達到熱平衡時，獲得被測物體的溫度，例如，熱電偶，熱敏電阻，膨脹式溫度計等就屬於這一類；非接觸式測溫基於熱輻射原理或電磁原理，測溫時，感溫元件不直接與被測介質接觸，通過輻射實現熱交換，達到測量的目的，例如，紅外測溫儀、光學高溫計等。
常用的測溫感測器有熱電偶，熱電阻，導體溫度感測器等，由於科學技術的發展，現多使用集成溫度感測器，這里選用的是DS18B20。
集成溫度感測器可以分為三類：模擬集成溫度感測器、模擬集成溫度控制器、智能溫度感測器。

⑸ 感測器技術的發展歷程

感測技術大體可分3代，第1代是結構型感測器.它利用結構參量變化來感受和轉化信號。例如:電阻應變式感測器，它是利用金屬材料發生彈性形變時電阻的變化來轉化電信號的。
第2代感測器是70年代開始發展起來的固體感測器，這種感測器由半導體、電介質、磁性材料等固體元件構成，是利用材料某些特性製成的.如:利用熱電效應、霍爾效應、光敏效應，分別製成熱電偶感測器、霍爾感測器、光敏感測器等。
70年代後期，隨著集成技術、分子合成技術、微電子技術及計算機技術的發展，出現集成感測器.集成感測器包括2種類型:感測器本身的集成化和感測器與後續電路的集成化.例如:電荷藕合器件(CCD)，集成溫度感測器AD590集成霍爾感測器UGN3501等.這類感測器主要具有成本低、可靠性高性能好、介面靈活等特點集成感測器發展非常迅速，現已佔感測器市場的2/3左右，它正向著低價格、多功能和系列化方向發展。
第3代感測器是80年代剛剛發展起來的智能感測器.所謂智能感測器是指其對外界信息具有一定檢測、自診斷、數據處理以及自適應能力，是微型計算機技術與檢測技術相結合的產物。80年代智能化測量主要以微處理器為核心，把感測器信號調節電路微計算機、存貯器及介面集成到一塊晶元上，使感測器具有一定的人工智慧.90年代智能化測量技術有了進一步的提高，在感測器一級水平實現智能化，使其具有自診斷功能、記憶功能、多參量測量功能以及聯網通信功能等。

⑹ 感測器的發展史 求詳盡點的 最好配上一些圖片 我目前只知道主要經歷了三個階段！高分求助！在線等~！

1 微型化（Micro）
為了能夠與信息時代信息量激增、要求捕獲和處理信息的能力日益增強的技術發展趨勢保持一致，對於感測器性能指標（包括精確性、可靠性、靈敏性等）的要求越來越嚴格；與此同時，感測器系統的操作友好性亦被提上了議事日程，因此還要求感測器必須配有標準的輸出模式；而傳統的大體積弱功能感測器往往很難滿足上述要求，所以它們已逐步被各種不同類型的高性能微型感測器所取代；後者主要由硅材料構成，具有體積小、重量輕、反應快、靈敏度高以及成本低等優點。
1.1 由計算機輔助設計（CAD）技術和微機電系統（MEMS）技術引發的感測器微型化
目前，幾乎所有的感測器都在由傳統的結構化生產設計向基於計算機輔助設計（CAD）的模擬式工程化設計轉變，從而使設計者們能夠在較短的時間內設計出低成本、高性能的新型系統，這種設計手段的巨大轉變在很大程度上推動著感測器系統以更快的速度向著能夠滿足科技發展需求的微型化的方向發展。
對於微機電系統（MEMS）的研究工作始於20世紀60年代，其研究范疇涉及材料科學、機械控制、加工與封裝工藝、電子技術以及感測器和執行器等多種學科，是一個極具前景的新興研究領域。MEMS的核心技術是研究微電子與微機械加工與封裝技術的巧妙結合，期望能夠由此而製造出體積小巧但功能強大的新型系統。經過幾十年的發展，尤其最近十多年的研究與發展，MEMS技術已經顯示出了巨大的生命力，此項技術的有效採用將信息系統的微型化、智能化、多功能化和可靠性水平提高到了一個新的高度。在當前技術水平下，微切削加工技術已經可以生產出來具有不同層次的3D微型結構，從而可以生產出體積非常微小的微型感測器敏感元件，象毒氣感測器、離子感測器、光電探測器這樣的以硅為主要構成材料的感測/探測器都裝有極好的敏感元件[1]，[2]。目前，這一類元器件已作為微型感測器的主要敏感元件被廣泛應用於不同的研究領域中。
1.2 微型感測器應用現狀
就當前技術發展現狀來看，微型感測器已經對大量不同應用領域，如航空、遠距離探測、醫療及工業自動化等領域的信號探測系統產生了深遠影響；目前開發並進入實用階段的微型感測器已可以用來測量各種物理量、化學量和生物量，如位移、速度/加速度、壓力、應力、應變、聲、光、電、磁、熱、PH值、離子濃度及生物分子濃度等
2 智能化（Smart）
智能化感測器（Smart Sensor）是20世紀80年代末出現的另外一種涉及多種學科的新型感測器系統。此類感測器系統一經問世即刻受到科研界的普遍重視，尤其在探測器應用領域，如分布式實時探測、網路探測和多信號探測方面一直頗受歡迎，產生的影響較大。
2.1 智能化感測器的特點
智能化感測器是指那些裝有微處理器的，不但能夠執行信息處理和信息存儲，而且還能夠進行邏輯思考和結論判斷的感測器系統。這一類感測器就相當於是微型機與感測器的綜合體一樣，其主要組成部分包括主感測器、輔助感測器及微型機的硬體設備。如智能化壓力感測器，主感測器為壓力感測器，用來探測壓力參數，輔助感測器通常為溫度感測器和環境壓力感測器。採用這種技術時可以方便地調節和校正由於溫度的變化而導致的測量誤差，而環境壓力感測器測量工作環境的壓力變化並對測定結果進行校正；而硬體系統除了能夠對感測器的弱輸出信號進行放大、處理和存儲外，還執行與計算機之間的通信聯絡。
通常情況下，一個通用的檢測儀器只能用來探測一種物理量，其信號調節是由那些與主探測部件相連接著的模擬電路來完成的；但智能化感測器卻能夠實現所有的功能，而且其精度更高、價格更便宜、處理質量也更好。與傳統的感測器相比，智能化感測器具有以下優點：
1．智能化感測器不但能夠對信息進行處理、分析和調節，能夠對所測的數值及其誤差進行補償，而且還能夠進行邏輯思考和結論判斷，能夠藉助於一覽表對非線性信號進行線性化處理，藉助於軟體濾波器濾波數字信號。此外，還能夠利用軟體實現非線性補償或其它更復雜的環境補償，以改進測量精度。
2．智能化感測器具有自診斷和自校準功能，可以用來檢測工作環境。當工作環境臨近其極限條件時，它將發出告警信號，並根據其分析器的輸入信號給出相關的診斷信息。當智能化感測器由於某些內部故障而不能正常工作時，它能夠藉助其內部檢測鏈路找出異常現象或出了故障的部件。
3．智能化感測器能夠完成多感測器多參數混合測量，從而進一步拓寬了其探測與應用領域，而微處理器的介入使得智能化感測器能夠更加方便地對多種信號進行實時處理。此外，其靈活的配置功能既能夠使相同類型的感測器實現最佳的工作性能，也能夠使它們適合於各不相同的工作環境。
4．智能化感測器既能夠很方便地實時處理所探測到的大量數據，也可以根據需要將它們存儲起來。存儲大量信息的目的主要是以備事後查詢，這一類信息包括設備的歷史信息以及有關探測分析結果的索引等；
5．智能化感測器備有一個數字式通信介面，通過此介面可以直接與其所屬計算機進行通信聯絡和交換信息。此外，智能化感測器的信息管理程序也非常簡單方便，譬如，可以對探測系統進行遠距離控制或者在鎖定方式下工作，也可以將所測的數據發送給遠程用戶等。
2.2 智能化感測器的發展與應用現狀
目前，智能化感測器技術正處於蓬勃發展時期，具有代表意義的典型產品是美國霍尼韋爾公司的ST-3000系列智能變送器和德國斯特曼公司的二維加速度感測器，以及另外一些含有微處理器（MCU）的單片集成壓力感測器、具有多維檢測能力的智能感測器和固體圖像感測器（SSIS）等。與此同時，基於模糊理論的新型智能感測器和神經網路技術在智能化感測器系統的研究和發展中的重要作用也日益受到了相關研究人員的極大重視。
指出的一點是：目前的智能化感測器系統本身盡管全都是數字式的，但其通信協議卻仍需藉助於4～20 mA的標准模擬信號來實現。一些國際性標准化研究機構目前正在積極研究推出相關的通用現場匯流排數字信號傳輸標准；不過，在眼下過渡階段仍大多採用遠距離匯流排定址感測器（HART）協議，即Highway Addressable Remote Transcer。這是一種適用於智能化感測器的通信協議，與目前使用4～20mA模擬信號的系統完全兼容，模擬信號和數字信號可以同時進行通信，從而使不同生產廠家的產品具有通用性。
能化感測器多用於壓力、力、振動沖擊加速度、流量、溫濕度的測量，如美國霍尼韋爾公司的ST3000系列全智能變送器和德國斯特曼公司的二維加速度感測器就屬於這一類感測器。另外，智能化感測器在空間技術研究領域亦有比較成功的應用實例[6]。
發展中，智能化感測器無疑將會進一步擴展到化學、電磁、光學和核物理等研究領域。可以預見，新興的智能化感測器將會在關繫到全人類國民生的各個領域發揮越來越大作用。
3 多功能感測器（Multifunction）
如前所述，通常情況下一個感測器只能用來探測一種物理量，但在許多應用領域中，為了能夠完美而准確地反映客觀事物和環境，往往需要同時測量大量的物理量。由若干種敏感元件組成的多功能感測器則是一種體積小巧而多種功能兼備的新一代探測系統，它可以藉助於敏感元件中不同的物理結構或化學物質及其各不相同的表徵方式，用單獨一個感測器系統來同時實現多種感測器的功能。隨著感測器技術和微機技術的飛速發展，目前已經可以生產出來將若干種敏感元件綜裝在同一種材料或單獨一塊晶元上的一體化多功能感測器。
3.1 多功能感測器的執行規則和結構模式
概括來講，多功能感測器系統主要的執行規則和結構模式包括：
（1） 多功能感測器系統由若干種各不相同的敏感元件組成，可以用來同時測量多種參數。譬如，可以將一個溫度探測器和一個濕度探測器配置在一起（即將熱敏元件和濕敏元件分別配置在同一個感測器承載體上）製造成一種新的感測器，這樣，這種新的感測器就能夠同時測量溫度和濕度。
（2） 將若干種不同的敏感元件精巧地製作在單獨的一塊矽片中，從而構成一種高度綜合化和小型化的多功能感測器。由於這些敏感元件是被綜裝在同一塊矽片中的，它們無論何時都工作在同一種條件下，所以很容易對系統誤差進行補償和校正。
（3）藉助於同一個感測器的不同效應可以獲得不同的信息。以線圈為例，它所表現出來的電容和電感是各不相同的。
（4）在不同的激勵條件下，同一個敏感元件將表現出來不同的特徵。而在電壓、電流或溫度等激勵條件均不相同的情況下，由若干種敏感元件組成的一個多功能感測器的特徵可想而知將會是多麼的千差萬別！有時候簡直就相當於是若干個不同的感測器一樣，其多功能特徵可謂名副其實。
3.2 多功能感測器的研製與應用現狀
多功能感測器無疑是當前感測器技術發展中一個全新的研究方向，日前有許多學者正在積極從事於該領域的研究工作。如將某些類型的感測器進行適當組合而使之成為新的感測器，如用來測量流體壓力和互異壓力的組合感測器。又如，為了能夠以較高的靈敏度和較小的粒度同時探測多種信號，微型數字式三埠感測器可以同時採用熱敏元件、光敏元件和磁敏元件；這種組配方式的感測器不但能夠輸出模擬信號，而且還能夠輸出頻率信號和數字信號.
從目前的發展現狀來看，最熱門的研究領域也許是各種類型的仿生感測器了，而且在感觸、刺激以及視聽辨別等方面已有最新研究成果問世。從實用的角度考慮，多功能感測器中應用較多的是各種類型的多功能觸覺感測器，譬如人造皮膚觸覺感測器就是其中之一，這種感測器系統由PVDF材料、無觸點皮膚敏感系統以及具有壓力敏感傳導功能的橡膠觸覺感測器等組成。據悉，美國MERRITT公司研製開發的無觸點皮膚敏感系統獲得了較大的成功，其無觸點超聲波感測器、紅外輻射引導感測器、薄膜式電容感測器、以及溫度、氣體感測器等在美國本土應用甚廣。
與其它方面的研究成果相比，目前在人工嗅覺方面的研究還似乎遠遠不盡人意。由於嗅覺元件接收到的判別信號是非常復雜的，其中總是混合著成千上萬種化學物質，這就使得嗅覺系統處理起這些信號來異常錯綜復雜。
人工嗅覺感測系統的典型產品是功能各異的Electronic nose（電子鼻），近10多年來，該技術的發展很快，目前已有數種商品化的產品在國際市場流通，美、法、德、英等國家均有比較先進的電子鼻產品問世。
「電子鼻」系統通常由一個交叉選擇式氣體感測器陣列和相關的數據處理技術組成，並配以恰當的模式識別系統，具有識別簡單和復雜氣味的能力，主要用來解決一般情況下的氣味探測問題。根據應用對象的不同，「電子鼻」系統感測器陣列中感測器的構成材料及配置數量亦有所不同，其中，構成材料包括金屬氧化物半導體、導電聚合物、石英晶振等，配置數量則從幾個到數十個不等。總之，「電子鼻」系統是氣體感測器技術和信息處理技術進行有效結合的高科技產物，其氣體感測器的體積很小，功耗也很低，能夠方便地捕獲並處理氣味信號。氣流經過氣體感測器陣列進入到「電子鼻」系統的信號預處理元件中，最後由陣列響應模式來確定其所測氣體的特徵。陣列響應模式採用關聯法、最小二乘法、群集法以及主要元素分析法等方法對所測氣體進行定性和定量鑒別。美國Cyranosciences公司生產的Cyranose 320電子鼻是目前技術較為先進、適用范圍也比較廣的嗅覺感測系統之一，該系統主要由感測器陣列和數據分析演算法兩部分組成，其基本技術是將若干個獨特的薄膜式碳-黑聚合物復合材料化學電阻器配置成一個感測器陣列，然後採用標準的數據分析技術，通過分析由此感測器陣列所收集到的輸出值的辦法來識別未知分析物。據稱，Cyranose 320電子鼻的適用范圍包括食品與飲料的生產與保鮮、環境保護、化學品分析與鑒定、疾病診斷與醫葯分析以及工業生產過程式控制制與消費品的監控與管理等。
4 無線網路化（wireless networked）
無線網路對我們來說並不陌生，比如手機，無線上網，電視機。感測器對我們來說也不陌生，比如溫度感測器、壓力感測器，還有比較新穎的氣味感測器。但是，把二者結合在起來，提出無線感測器網路（Wireless Sensor Networks）這個概念，卻是近幾年才發生的事情。
這個網路的主要組成部分就是一個個可愛的感測器節點。說它們可愛，是因為它們的體積都非常小巧。這些節點可以感受溫度的高低、濕度的變化、壓力的增減、雜訊的升降。更讓人感興趣的是，每一個節點都是一個可以進行快速運算的微型計算機，它們將感測器收集到的信息轉化成為數字信號，進行編碼，然後通過節點與節點之間自行建立的無線網路發送給具有更大處理能力的伺服器
4.1 感測器網路
感測器網路是當前國際上備受關注的、由多學科高度交叉的新興前沿研究熱點領域。感測器網路綜合了感測器技術、嵌入式計算技術、現代網路及無線通信技術、分布式信息處理技術等，能夠通過各類集成化的微型感測器協作地實時監測、感知和採集各種環境或監測對象的信息，通過嵌入式系統對信息進行處理，並通過隨機自組織無線通信網路以多跳中繼方式將所感知信息傳送到用戶終端。從而真正實現「無處不在的計算」理念。感測器網路的研究採用系統發展模式，因而必須將現代的先進微電子技術、微細加工技術、系統SOC（system-on-chip）晶元設計技術、納米材料與技術、現代信息通訊技術、計算機網路技術等融合，以實現其微型化、集成化、多功能化及系統化、網路化，特別是實現感測器網路特有的超低功耗系統設計。感測器網路具有十分廣闊的應用前景，在軍事國防、工農業、城市管理、生物醫療、環境監測、搶險救災、防恐反恐、危險區域遠程式控制制等許多領域都有重要的科研價值和巨大實用價值，已經引起了世界許多國家軍界、學術界和工業界的高度重視，並成為進入2000 年以來公認的新興前沿熱點研究領域，被認為是將對二十一世紀產生巨大影響力的技術之一。
4.2 感測器網路研究熱點問題和關鍵技術
感測器網路以應用為目標，其構建是一個龐大的系統工程，涉及到的研究工作和需要解決的問題在每一個層面上都很多。對無線感測器網路系統結構及界面介面技術的研究意義重大。如果我們把感測器網路按其功能抽象成五個層次的話，將會包括基礎層（感測器集合）、網路層（通信網路）、中間件層、數據處理和管理層以及應用開發層。
其中，基礎層以研究新型感測器和感測系統為核心，包括應用新的感測原理、使用新的材料以及採用新的結構設計等，以降低能耗、提高敏感性、選擇性、響應速度、動態范圍、准確度、穩定性以及在惡劣環境條件下工作的能力。
4.3 感測器網路的應用研究
感測器網路有著巨大的應用前景，被認為是將對21 世紀產生巨大影響力的技術之一。已有和潛在的感測器應用領域包括：軍事偵察、環境監測、醫療、建築物監測等等。隨著感測器技術、無線通信技術、計算技術的不斷發展和完善，各種感測器網路將遍布我們生活環境，從而真正實現「無處不在的計算」。以下簡要介紹感測器網路的一些應用。
（1）軍事應用
感測器網路研究最早起源於軍事領域，實驗系統有海洋聲納監測的大規模感測器網路，也有監測地面物體的小型感測器網路。現代感測器網路應用中，通過飛機撒播、特種炮彈發射等手段，可以將大量便宜的感測器密集地撒布於人員不便於到達的觀察區域如敵方陣地內，收集到有用的微觀數據；在一部分感測器因為遭破壞等原因失效時，感測器網路作為整感測器網路體仍能完成觀察任務。感測器網路的上述特點使得它具有重大軍事價值，可以應用於如下一些場景中：
▉監測人員、裝備等情況以及單兵系統：通過在人員、裝備上附帶各種感測器，可以讓各級指揮員比較准確、及時地掌握己方的保存狀態。通過在敵方陣地部署各種感測器，可以了解敵方武器部署情況，為己方確定進攻目標和進攻路線提供依據。
▉監測敵軍進攻：在敵軍駐地和可能的進攻路線上部署大量感測器，從而及時發現敵軍的進攻行動、爭取寶貴的應對時間。並可根據戰況快速調整和部署新的感測器網路。
▉評估戰果：在進攻前後，在攻擊目標附近部署感測器網路，從而收集目標被破壞程度的數據。
▉核能、生物、化學攻擊的偵察：藉助於感測器網路可以及早發現己方陣地上的生、化污染，提供快速反應時間從而減少損失。不派人員就可以獲取一些核、生、化爆炸現場的詳細數據。
（2）環境應用
應用於環境監測的感測器網路，一般具有部署簡單、便宜、長期不需更換電池、無需派人現場維護的優點。通過密集的節點布置，可以觀察到微觀的環境因素，為環境研究和環境監測提供了嶄新的途徑感測器網路研究在環境監測領域已經有很多的實例。這些應用實例包括：對海島鳥類生活規律的觀測；氣象現象的觀測和天氣預報；森林火警；生物群落的微觀觀測等
▉洪災的預警：通過在水壩、山區中關鍵地點合理地布置一些水壓、土壤濕度等感測器，可以在洪災到來之前發布預警信息，從而及時排除險情或者減少損失。
▉農田管理：通過在農田部署一定密度的空氣溫度、土壤濕度、土壤肥料含量、光照強度、風速等感測器，可以更好地對農田管理微觀調控，促進農作物生長。
（3）家庭應用
建築及城市管理各種無線感測器可以靈活方便地布置於建築物內，獲取室內環境參數，從而為居室環境控制和危險報警提供依據。
▉ 智能家居：通過布置於房間內的溫度、濕度、光照、空氣成分等無線感測器，感知居室不同部分的微觀狀況，從而對空調、門窗以及其他家電進行自動控制，提供給人們智能、舒適的居住環境[16]。
▉建築安全：通過布置於建築物內的圖像、聲音、氣體檢測、溫度、壓力、輻射等感測器，發現異常事件及時報警，自動啟動應急措施。
▉智能交通：通過布置於道路上的速度、識別感測器，監測交通流量等信息，為出行者提供信息服務，發現違章能及時報警和記錄[17]。反恐和公共安全通過特殊用途的感測器，特別是生物化學感測器監測有害物、危險物的信息，最大限度地減少其對人民群眾生命安全造成的傷害。
（4）結論
無線感測器網路有著十分廣泛的應用前景，它不僅在工業、農業、軍事、環境、醫療等傳統領域有具有巨大的運用價值，在未來還將在許多新興領域體現其優越性，如家用、保健、交通等領域。我們可以大膽的預見，將來無線感測器網路將無處不在，將完全融入我們的生活。比如微型感測器網最終可能將家用電器、個人電腦和其他日常用品同互聯網相連，實現遠距離跟蹤，家庭採用無線感測器網路負責安全調控、節電等。無線感測器網路將是未來的一個無孔不入的十分龐大的網路，其應用可以涉及到人類日常生活和社會生產活動的所有領域。但是，我們還應該清楚的認識到，無線感測器網路才剛剛開始發展，它的技術、應用都還還遠談不上成熟，國內企業應該抓住商機，加大投入力度，推動整個行業的發展。
無線感測器網路是新興的通信應用網路，其應用可以涉及到人類生活和社會活動的所有領域。因此，無線感測器網路將是未來的一個無孔不入的十分龐大的網路，需要各種技術支撐。目前，成熟的通信技術都可能經過適當的改進和進一步發展，應用到無線感測器網路中，形成新的市場增長點，創造無線通信的新天地。
5 結語
當前技術水平下的感測器系統正向著微小型化、智能化、多功能化和網路化的方向發展。今後，隨著CAD技術、MEMS技術、信息理論及數據分析演算法的繼續向前發展，未來的感測器系統必將變得更加微型化、綜合化、多功能化、智能化和系統化。在各種新興科學技術呈輻射狀廣泛滲透的當今社會，作為現代科學「耳目」的感測器系統，作為人們快速獲取、分析和利用有效信息的基礎，必將進一步得到社會各界的普遍關注。
微波感測器依靠微波的很多優點，將廣泛地用於微波通訊、衛星發送等無線通訊，和雷達、導彈誘導、遙感、射電望遠鏡中。並且在一些非接觸式的監測和控制中也有很好的應用。

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⑺ 測溫系統的發展歷史、現狀和動態

這是俺論文的第一部分，希望對你用！！！！！
1.1 國內外溫度檢測技術研究現狀
溫度是在工業、農業、國防和科研等部門中應用最普遍的被測物理量。有資料表明，溫度感測器的數量在各種感測器中位居首位，約佔50%左右。因此，溫度測量在保證產品質量，提高生產效率，節約能源，安全生產，促進國民經濟發展等諸多方面起到了至關重要的作用。
1.1.1 常用的溫度測量方法
根據測溫方式的不同，溫度測量通常可分為接觸式和非接觸式測溫兩大類。
接觸式測溫的特點是感溫元件直接與被測對象相接觸，兩者進行充分的熱交換，最後達到熱平衡，此時感溫元件的溫度與被測對象的溫度必然相等，溫度計就可據此測出被測對象的溫度。因此，接觸式測溫一方面有測溫精度相對較高，直觀可靠及測溫儀表價格相對較低等優點；另一方面也存在由於感溫元件與被測介質直接接觸，從而影響被測介質熱平衡狀態，而接觸不良則會增加測溫誤差；被測介質具有腐蝕性及溫度太高亦將嚴重影響感溫元件性能和壽命等缺點。根據測溫轉換的原理，接觸式測溫又可分為膨脹式、熱阻式、熱電式等多種形式。
非接觸式測溫的特點是感溫元件不與被測對象直接接觸，而是通過接受被測物體的熱輻射能實現熱交換，據此測出被測對象的溫度。因此，非接觸式測溫具有不改變被測物體的溫度分布，熱慣性小，測溫上限可設計的很高，便於測量運動物體的溫度和快速變化的溫度等優點。兩類測溫方法的主要特點如下表1.1所示。
表1.1 兩種測溫方法的主要特點
方式 接觸式 非接觸式
測量條件 感溫元件要與被測對象良好接觸；感溫元件的加入幾乎不改變對象的溫度；被測溫度不超過感溫元件能承受的上限溫度；被測對象不對感溫元件產生腐蝕。 需准確知道被測對象表面發射率；被測對象的輻射能充分照射到檢測元件上。
測量范圍 特別適合1200度、熱容大、無腐蝕性對象的連續在線測溫，對高於1300度以上的溫度測量比較困難。 原理上測量范圍可以從超高溫到超低溫。但1000度以下，測量誤差比較大，能測運動物體或熱容小的物體溫度
精度 工業用表通常為1.0、0.5、0.2、0.1級，實驗室用表可達0.01級。 通常為1.0、1.5、2.5級
響應速度 慢，通常為幾十秒到幾分鍾 快，通常為2-3秒鍾
其他特點 整個測溫系統結構簡單、體積小、可靠、維護方便、價格低廉。儀表讀數直接反映被測物體溫度，可方便的組成多路集中測量與控制系統。 整個測量系統結構復雜、體積大、調整麻煩、價格昂貴；儀表讀數通常反映被測物體表面溫度（需進一步轉換）；不易組成測溫控溫一體化的溫度控制裝置。

從溫度檢測使用的溫度計來看，主要包括以下幾種：
1．利用物體熱脹冷縮原理製成的溫度計
利用物體熱脹冷縮製成的溫度計分為如下三大類：
(1)玻璃溫度計：利用玻璃感溫包內的測溫物質(水銀、酒精、甲苯、油等)受熱膨脹、遇冷收縮的原理進行溫度測量。
(2)雙金屬溫度計：採用膨脹系數不同的兩種金屬牢固粘合在上一起制的雙金屬片作為感溫元件，當溫度變化時，一端固定的雙金屬片，由於兩種金屬膨脹系數不同而產生彎曲，自由端的位移通過傳動機構帶動指針指示出相應溫度。
(3)壓力式溫度計：由感溫物質(氮氣、水銀、二甲苯、甲苯、甘油和沸點液體如氯甲烷、氯乙烷等)隨溫度變化，壓力發生相應變化，用彈簧管壓力表測出它的壓力值，經換算得出被測物質的溫度值。
2．利用熱電效應技術製成的溫度檢測元件
利用此技術製成的溫度檢測元件主要是熱電偶。熱電偶發展較早，比較成熟，至今仍為應用最廣泛的溫度檢測元件。熱電偶具有結構簡單、製作方便、測量范圍寬、精度高、熱慣性小等特點。常用的熱電偶有以下幾種。
(1)鎳鉻一鎳硅，型號為WRN，分度號為K，測溫范圍0-900℃，短期可測1200℃。
(2)鎳鉻—康銅，型號為WRK，分度號為F，測溫范圍0-600℃，短期可測800℃。
(3)鉑銠一鉑，型號為WRP，分度號為S，在1300℃以下的使用，短期可測1600℃。
(4)鉑銠3旺鉑銬6，型號為WRR，分度號為B，測溫范圍300-1600℃，短期可測1800℃。
3．利用熱阻效應技術製成的溫度計
用熱阻效應技術製成的溫度計可分成以下幾種：
(1)電阻測溫元件，它是利用感溫元件(導體)的電阻隨溫度變化的性質，將電阻的變化值用顯示儀表反映出來，從而達到測溫的目的。目前常用的有鉑熱電阻和銅熱電阻。
(2)半導體測溫元件，它與熱電阻的溫阻特性剛好相反，即有很大負溫度系數，也就是說溫度升高時，其阻值降低。
(3)陶瓷熱敏元件，它的實質是利用半導體電阻的正溫特性，用半導體陶瓷材料製作而成的熱敏元件，常稱為PCT或NCT熱敏元件。PCT熱敏分為突變型及緩變型二類。突變型PCT元件的溫阻特性是當溫度達到頂點時，它的阻值突然變大，有限流功能，多數用於保護電器。緩變型PCT元件的溫阻特性基本上隨溫度升高阻值慢慢增大，起溫度補償作用。NCT元件特性與PCT元件的突變特性剛好相反，即隨溫度升高，它的阻值減小。
4．利用熱輻射原理製成的高溫計
熱輻射高溫計通常分為兩種。一種是單色輻射高溫計，一般稱光學高溫計；另一種是全輻射高溫計，它的原理是物體受熱輻射後，視物體本身的性質，能將其吸收、透過或反射。而受熱物體放出的輻射能的多少，與它的溫度有一定的關系。熱輻射式高溫計就是根據這種熱輻射原理製成的。
1.1.2 國內外溫度檢測技術現狀及發展趨勢
近年來，在溫度檢測技術領域，多種新的檢測原理與技術的開發應用，已經取得了重大進展。新一代溫度檢測元件正在不斷出現和完善，它們主要有以下幾種：
1．晶體管溫度檢測元件
半導體溫度檢測元件是具有代表性的溫度檢測元件。半導體的電阻溫度系數比金屬大l~2個數量級，二極體和三極體的PN結電壓、電容對溫度靈敏度很高。基於上述測溫原理己研製了各種溫度檢測元件。
2．集成電路溫度檢測元件
利用硅晶體管基極一發射極間電壓與溫度關系(即半導體PN結的溫度特性)進行溫度檢測，並把測溫、激勵、信號處理電路和放大電路集成一體，封裝於小型管殼內，即構成了集成電路溫度檢測元件。目前，國內外也進行了生產。
3．核磁共振溫度檢測器
所謂核磁共振現象是指具有核自旋的物質置於靜磁場中時，當與靜磁場垂直方向加以電磁波，會發生對某頻率電磁的吸收現象。利用共振吸收頻率隨溫度上升而減少的原理研製成的溫度檢測器，稱為核磁共振溫度檢測器。這種檢測器精度極高，可以測量出千分之一開爾文，而且輸出的頻率信號適於數字化運算處理，故是一種性能十分良好的溫度檢測器。在常溫下，可作理想的標准溫度計之用。
4．熱雜訊溫度檢測器
它的原理是利用熱電阻元件產生的雜訊電壓與溫度的相關性。其特點如下：
(1)輸出雜訊電壓大小與溫度是比例關系；
(2)不受壓力影響；
(3)感溫元件的阻值幾乎不影響測量精確度；
因此，它是可以直接讀出絕對溫度值而不受材料和環境條件限制的溫度檢測器。
5．石英晶體溫度檢測器
它採用LC或Y型切割的石英晶片的共振頻率隨溫度變化的特性來制的。它可以自動補償石英晶片的非線性，測量精度較高，一般可檢測到0.001℃，所以可作標准檢測之用。
6．光纖溫度檢測器
光纖溫度檢測器是目前光纖感測器中發展較快的一種，己開發了開關式溫度檢測器、輻射式溫度檢測器等多種實用型的品種。它是利用雙折射光纖的傳輸光信號滯後量隨溫度變化的原理製成的雙折射光纖溫度檢測器，檢測精度在士1℃以內，測溫范圍可以從絕對0℃到2000℃。
7．激光溫度檢測器
激光測溫特別適於遠程測量和特殊環境下的溫度測量，用氮氖激光源的激光作反射計可測得很高的溫度，精度達l%；用激光干涉和散射原理製作的溫度檢測器可測量更高的溫度，上限可達3000℃，專門用於核聚變研究但在工業上應用還需進一步開發和實驗。
8．微波溫度檢測器
採用微波測溫可以達到快速測量高溫的目的。它是利用在不同溫度下，溫度與控制電壓成線性關系的原理製成的。這種檢測器的靈敏度為250kHZ/℃，精度為1%左右，檢測范圍為20～1400℃。
從以上材料可以看出，當前溫度檢測的發展趨勢組合要集中在以下幾個方面：
a．擴展檢測范圍
現在工業上通用的溫度檢測范圍為一200～3000℃，而今後要求能測超高溫與超低溫。尤其是液化氣體的極低溫度檢測更為迫切，如10K以下的度檢測是當前重點研究課題。
b．擴大測溫對象
溫度檢測技術將會由點測溫發展到線、面，甚至立體的測量。應用范圍己經從工業領域延伸到環境保護、家用電器、汽車工業及航天工業領域。
C．新產品的開發
利用以前的檢測技術生產出適應於不同場合、不同工況要求的新型產品，以滿足用戶需要。同時利用新的檢測技術製造出新的產品。
d．加強新原理、新材料、新加工工藝的開發。
如近來已經開發的炭化硅薄膜熱敏電阻溫度檢測器，厚膜、薄膜鉑電阻溫度檢測器，硅單晶熱敏電阻溫度檢測器等。
e．向智能化、集成化、適用化方向發展。
新產品不僅要具有檢測功能，又要具有判斷和指令等多功能，採用微機向智能化方向發展。向機電一體化方向發展。
1.2課題的工程背景
在工業領域，溫度、壓力、流量是最常見的三大被檢測的物理參數，其中最廣泛的還是溫度量的測量，隨著電子技術、計算機技術的飛速發展，對現場溫度的測量也由過去的刻度溫度計、指針溫度計向數字顯示的智能溫度計發展，而且，對測量的精度要求也越來越高。當然，對不同的工藝要求，其測量的精度要求不盡相同，這些是顯而易見的，譬如，在測量電機的軸溫時，可能測量的允許差達l℃以上，但在某些場合，溫度的檢測與控制需要達到很高的精度。以化工生產中聯鹼行業為例，聯鹼外冷器液氨致冷技術作為80年代中期化工部重點推廣的技改項目之一，已被各聯鹼廠相繼採用，並在生產實踐中得到不斷改進，已成為業內公認的一項成熟、有效的節能降耗技術。但至今仍存在外冷器生產能力偏低、運行周期短和節能效果不理想等問題。而外冷器進出口母液溫差是影響外冷器生產能力和運行周期的一個重要因素，從長期的生產經驗看，混合溶液每次流經外冷器時，進、出口溫差以0.5℃為宜。因此，精確測量與控制通過外冷器混合溶液的進、出口溫差是指導該生產工藝的一個重要環節。
事實上，由於精度要求較高，在實際生產中該環節的溫差測控問題一直沒能得到很好解決。經調研知，在全國范圍內幾乎所有化工集團的聯鹼行業的生產情況都如此，他們迫切希望能解決這一問題。在其它許多場合(如發酵工藝)中，溫度的准確測量與控制同樣具有相當強的實踐指導作用。目前，雖然國內外已有很多溫度測控裝置，但溫度測量的精度達到0.5℃，並能適用於類似制鹼工藝要求的外冷器低溫差的精確檢測與控制在國內尚屬空白。該課題的研究能實現外冷器溫差的高精度檢測與控制，可推廣應用到其它化工生產過程及其相關領域中需要對溫差與溫度進行高精度實時測控的場合。因此，研發高精度溫度與溫差測控系統具有很好的應用前景。

⑻ 感測器的智能化發展，經歷了哪些歷程

智能化感測器的發展和演變可分為三個階段，即 數字化階段、智能化補償和校準階段、智能化應用和網路階段。 下面就三個階段作簡單的描述。

第一階段： 數字化階段
該階段的典型結構是： 模擬式感測器 + 數字變送 。其主要特點是在不改變感測器本身的製造、補償、調整工藝前提下，僅將屬於儀表的放大和 A/D 變換電路轉移至感測器殼內或附近的接線盒中，從而實現數字信號的傳輸。
由於輸出是數字信號，克服了模擬感測器信號傳輸距離短、抗干擾能力差等缺點。數字變送不能提升感測器的性能，如果其電路的設計和器件的選擇不當，反而會使性能下降。國內外有相當的製造商停留在此階段。

第二階段： 智能化補償和校準階段
該階段的典型結構是： 模擬式感測器 + 數字變送 + 智能化補償校準軟體 。其主要特點是引入了微處理器（ MCU ）和溫度感測器，利用軟體實現零點、線性、溫度、滯後、蠕變等補償。該階段技術核心是智能化軟體補償技術，它主要是建立在數學、人工智慧等理論基礎上，利用合理的數據處理方法來實現各種補償。
數字變送部分包括放大、濾波、 A/D 轉換、微處理器（ MCU) 、溫度感測器等硬體電路，並將它們封裝於感測器殼內或封裝成獨立的組件。該類智能化感測器可極大提高感測器的穩定性、准確性、可靠性，同時使感測器的生產工藝變得更加簡單，感測器的成品率大大提高。
目前國內外一些高科技公司（廠商）從事該階段智能化感測器的研究，並推出了相應的產品。

第三階段： 智能化應用和網路階段
該階段的典型結構是： 模擬式感測器 + 數字變送 + 智能化補償校準軟體 + 網路支持 + 智能化感測器控制軟體 。其主要特點是在第二階段的基礎上，引入了網路支持和智能化感測器控制軟體，從而把智能化感測器的特點、功能發揮得淋漓盡致。該階段的技術核心是在第二階段的基礎上，引入微操作系統和網路通信技術、建立人機互動界面、建立智能化感測器的標准硬體和軟體體系。
該階段的智能化感測器具備一種或多種敏感能力（復合感測器），可完成信號的檢測和處理、邏輯判斷、雙向通信、閉環控制、自檢和自診斷、智能校正和補償、功能計算、網路通信等功能。

目前國內德華佳業公司的智能化感測器技術是建立在此階段上，已經推出諸如氣體、壓力、加速度、溫濕度等類的系列產品。

⑼ 【急】求：DS18B20溫度感測器的發展歷史和目前國內外發展現狀及水平，求詳細。。。

DS-18B20 數字溫度感測器 DS18B20數字溫度感測器接線方便，封裝成後可應用於多種場合，如管道式，螺紋式，磁鐵吸附式，不銹鋼封裝式，型號多種多樣，有LTM8877，LTM8874等等。主要根據應用場合的不同而改變其外觀。封裝後的DS18B20可用於電纜溝測溫，高爐水循環測溫，鍋爐測溫，機房測溫，農業大棚測溫，潔凈室測溫，彈葯庫測溫等各種非極限溫度場合。耐磨耐碰，體積小，使用方便，封裝形式多樣，適用於各種狹小空間設備數字測溫和控制領域。 1: 技術性能描述 1.1 獨特的單線介面方式，DS18B20在與微處理器連接時僅需要一條口線即可實現微處理器與DS18B20的雙向通訊。 1.2 測溫范圍 －55℃～+125℃，固有測溫解析度0.5℃。 1.3 支持多點組網功能，多個DS18B20可以並聯在唯一的三線上，最多隻能並聯8個，實現多點測溫，如果數量過多，會使供電電源電壓過低，從而造成信號傳輸的不穩定。 1.4 工作電源: 3~5V/DC 1.5 在使用中不需要任何外圍元件 1.6 測量結果以9~12位數字量方式串列傳送 1.7 不銹鋼保護管直徑 Φ6 1.8 適用於DN15~25, DN40~DN250各種介質工業管道和狹小空間設備測溫 1.9 標准安裝螺紋 M10X1, M12X1.5, G1/2」任選 1.10 PVC電纜直接出線或德式球型接線盒出線,便於與其它電器設備連接。 2：應用范圍 2.1 該產品適用於冷凍庫，糧倉，儲罐，電訊機房，電力機房，電纜線槽等測溫和控制領域 2.2 軸瓦，缸體，紡機，空調，等狹小空間工業設備測溫和控制。 2.3 汽車空調、冰箱、冷櫃、以及中低溫乾燥箱等。 2.4 供熱/製冷管道熱量計量，中央空調分戶熱能計量和工業領域測溫和控制 3：產品型號與規格 型 號 測溫范圍 安裝螺紋 電纜長度 適用管道 TS-18B20 -55~125 無 1.5 m TS-18B20A -55~125 M10X1 1.5m DN15~25 TS-18B20B -55~125 1/2」G 接線盒 DN40~ 60 4：接線說明 特點 獨特的一線介面，只需要一條口線通信 多點能力，簡化了分布式溫度感測應用 無需外部元件 可用數據匯流排供電，電壓范圍為3.0 V至5.5 V 無需備用電源 測量溫度范圍為-55 ° C至+125 ℃ 。華氏相當於是-67 ° F到257華氏度 -10 ° C至+85 ° C范圍內精度為±0.5 ° C 溫度感測器可編程的解析度為9~12位 溫度轉換為12位數字格式最大值為750毫秒 用戶可定義的非易失性溫度報警設置 應用范圍包括恆溫控制，工業系統，消費電子產品溫度計，或任何熱敏感系統 描述該DS18B20的數字溫度計提供9至12位（可編程設備溫度讀數。信息被發送到/從DS18B20 通過1線介面，所以中央微處理器與DS18B20隻有一個一條口線連接。為讀寫以及溫度轉換可以從數據線本身獲得能量，不需要外接電源。 因為每一個DS18B20的包含一個獨特的序號，多個ds18b20s可以同時存在於一條匯流排。這使得溫度感測器放置在許多不同的地方。它的用途很多，包括空調環境控制，感測建築物內溫設備或機器，並進行過程監測和控制。 8引腳封裝 TO-92封裝 用途 描述 5 1 接地 接地 4 2 數字 信號輸入輸出，一線輸出：源極開路 3 3 電源 可選電源管腳。見"寄生功率"一節細節方面。電源必須接地，為行動中，寄生蟲功率模式。 不在本表中所有管腳不須接線 。 概況框圖圖1顯示的主要組成部分DS18B20的。DS18B20內部結構主要由四部分組成：64位光刻ROM、溫度感測器、非揮發的溫度報警觸發器TH和TL、配置寄存器。該裝置信號線高的時候，內部電容器 儲存能量通由1線通信線路給片子供電，而且在低電平期間為片子供電直至下一個高電平的到來重新充電。 DS18B20的電源也可以從外部3V-5 .5V的電壓得到。 DS18B20採用一線通信介面。因為一線通信介面，必須在先完成ROM設定，否則記憶和控制功能將無法使用。主要首先提供以下功能命令之一： 1 ）讀ROM， 2 ）ROM匹配， 3 ）搜索ROM， 4 ）跳過ROM， 5 ）報警檢查。這些指令操作作用在沒有一個器件的64位光刻ROM序列號，可以在掛在一線上多個器件選定某一個器件，同時，匯流排也可以知道匯流排上掛有有多少，什麼樣的設備。 若指令成功地使DS18B20完成溫度測量，數據存儲在DS18B20的存儲器。一個控制功能指揮指示DS18B20的演出測溫。測量結果將被放置在DS18B20內存中，並可以讓閱讀發出記憶功能的指揮，閱讀內容的片上存儲器。溫度報警觸發器TH和TL都有一位元組EEPROM 的數據。如果DS18B20不使用報警檢查指令，這些寄存器可作為一般的用戶記憶用途。在片上還載有配置位元組以理想的解決溫度數字轉換。寫TH,TL指令以及配置位元組利用一個記憶功能的指令完成。通過緩存器讀寄存器。所有數據的讀，寫都是從最低位開始。 DS18B20有4個主要的數據部件： （1）光刻ROM中的64位序列號是出廠前被光刻好的，它可以看作是該DS18B20的地址序列碼。64位光刻ROM的排列是：開始8位（28H）是產品類型標號，接著的48位是該DS18B20自身的序列號，最後8位是前面56位的循環冗餘校驗碼（CRC=X8+X5+X4+1）。光刻ROM的作用是使每一個DS18B20都各不相同，這樣就可以實現一根匯流排上掛接多個DS18B20的目的。 （2） DS18B20中的溫度感測器可完成對溫度的測量，以12位轉化為例：用16位符號擴展的二進制補碼讀數形式提供，以0.0625℃/LSB形式表達，其中S為符號位。 表1 DS18B20溫度值格式表 4.3.1 DS18B20的管腳排列如圖4.4所示。 圖4.4DS18B20的管腳排列如圖 DS18B20內部結構主要由四部分組成：64位光刻ROM，溫度感測器，溫度報警觸發器TH和TL,配置寄存器。DS18B20內部結構圖如圖4.5所示。 圖4.5 DS18B20內部結構圖 4.3.2存儲器 DS18B20的存儲器包括高速暫存器RAM和可電擦除RAM，可電擦除RAM又包括溫度觸發器TH和TL，以及一個配置寄存器。存儲器能完整的確定一線埠的通訊，數字開始用寫寄存器的命令寫進寄存器，接著也可以用讀寄存器的命令來確認這些數字。當確認以後就可以用復制寄存器的命令來將這些數字轉移到可電擦除RAM中。當修改過寄存器中的數時，這個過程能確保數字的完整性。 高速暫存器RAM是由8個位元組的存儲器組成；第一和第二個位元組是溫度的顯示位。第三和第四個位元組是復制TH和TL，同時第三和第四個位元組的數字可以更新；第五個位元組是復制配置寄存器，同時第五個位元組的數字可以更新；六、七、八三個位元組是計算機自身使用。用讀寄存器的命令能讀出第九個位元組，這個位元組是對前面的八個位元組進行校驗。存儲器的結構圖如圖4.6所示。 圖4.6 存儲器的結構圖 4.3.3 64-位光刻ROM 64位光刻ROM的前8位是DS18B20的自身代碼，接下來的48位為連續的數字代碼，最後的8位是對前56位的CRC校驗。64-位的光刻ROM又包括5個ROM的功能命令：讀ROM，匹配ROM，跳躍ROM，查找ROM和報警查找。64-位光刻ROM的結構圖如圖4.7所示。 圖4.7位64-位光刻ROM的結構圖 4.3.4 DS18B20外部電源的連接方式 DS18B20可以使用外部電源VDD，也可以使用內部的寄生電源。當VDD埠接3.0V—5.5V的電壓時是使用外部電源；當VDD埠接地時使用了內部的寄生電源。無論是內部寄生電源還是外部供電，I/O口線要接5KΩ左右的上拉電阻。 連接圖如圖4.8、圖4.9所示。 圖4.8 使用寄生電源的連接圖 圖4.9外接電源的連接圖 4.3.4 DS18B20溫度處理過程 4.3.4.1配置寄存器 配置寄存器是配置不同的位數來確定溫度和數字的轉化。配置寄存器的結構圖如圖4.10所示。 圖4.10 配置寄存器的結構圖 由圖4.9可以知道R1，R0是溫度的決定位，由R1，R0的不同組合可以配置為9位，10位，11位，12位的溫度顯示。這樣就可以知道不同的溫度轉化位所對應的轉化時間，四種配置的解析度分別為0.5℃，0.25℃，0.125℃和0.0625℃，出廠時以配置為12位。溫度的決定配置圖如圖8所示。 圖4.11 溫度的決定配置圖 4.3.4.2 溫度的讀取 DS18B20在出廠時以配置為12位，讀取溫度時共讀取16位，所以把後11位的2進制轉化為10進制後在乘以0.0625便為所測的溫度，還需要判斷正負。前5個數字為符號位，當前5位為1時，讀取的溫度為負數；當前5位為0時，讀取的溫度為正數。16位數字擺放是從低位到高位，溫度的關系圖如圖4.12所示。 圖4.12為溫度的關系圖 4.3.4.3．DS18B20控制方法 DS18B20有六條控制命令，如表4.1所示： 表4.1 為DS18B20有六條控制命令 指 令 約定代碼 操 作 說 明 溫度轉換 44H 啟動DS18B20進行溫度轉換 讀暫存器 BEH 讀暫存器9位二進制數字 寫暫存器 4EH 將數據寫入暫存器的TH、TL位元組 復制暫存器 48H 把暫存器的TH、TL位元組寫到E2RAM中 重新調E2RAM B8H 把E2RAM中的TH、TL位元組寫到暫存器TH、TL位元組 讀電源供電方式 B4H 啟動DS18B20發送電源供電方式的信號給主CPU 4.3.4.4 DS18B20的初始化 （1） 先將數據線置高電平「1」。 （2） 延時（該時間要求的不是很嚴格，但是盡可能的短一點） （3） 數據線拉到低電平「0」。 （4） 延時750微秒（該時間的時間范圍可以從480到960微秒）。 （5） 數據線拉到高電平「1」。 （6） 延時等待（如果初始化成功則在15到60毫秒時間之內產生一個由DS18B20所返回的低電平「0」。據該狀態可以來確定它的存在，但是應注意不能無限的進行等待，不然會使程序進入死循環，所以要進行超時控制）。 （7） 若CPU讀到了數據線上的低電平「0」後，還要做延時，其延時的時間從發出的高電平算起（第（5）步的時間算起）最少要480微秒。 （8） 將數據線再次拉高到高電平「1」後結束。 其時序如圖4.13所示： 圖4.13 初始化時序圖 4.3.4.5 DS18B20的寫操作 （1） 數據線先置低電平「0」。 （2） 延時確定的時間為15微秒。 （3） 按從低位到高位的順序發送位元組（一次只發送一位）。 （4） 延時時間為45微秒。 （5） 將數據線拉到高電平。 （6） 重復上（1）到（6）的操作直到所有的位元組全部發送完為止。 （7） 最後將數據線拉高。 DS18B20的寫操作時序圖如圖4.14所示。 圖4.14 DS18B20的寫操作時序圖 4.3.4.6 DS18B20的讀操作 （1）將數據線拉高「1」。 （2）延時2微秒。 （3）將數據線拉低「0」。 （4）延時15微秒。 （5）將數據線拉高「1」。 （6）延時15微秒。 （7）讀數據線的狀態得到1個狀態位，並進行數據處理。 （8）延時30微秒。 DS18B20的讀操作時序圖如圖4.15所示。 圖1.15 DS18B20的讀操作圖 數字溫度感測器DS18B20介紹 1、DS18B20的主要特性 1.1、適應電壓范圍更寬，電壓范圍：3.0～5.5V，在寄生電源方式下可由數 據線供電 1.2、獨特的單線介面方式，DS18B20在與微處理器連接時僅需要一條口線即可實現微處理器與DS18B20的雙向通訊 1.3、 DS18B20支持多點組網功能，多個DS18B20可以並聯在唯一的三線上，實現組網多點測溫 1.4、DS18B20在使用中不需要任何外圍元件，全部 感測元件及轉換電路集成在形如一隻三極體的集成電路內 1.5、溫范圍－55℃～+125℃，在-10～+85℃時精度為±0.5℃ 1.6、可編程 的解析度為9～12位，對應的可分辨溫度分別為0.5℃、0.25℃、0.125℃和0.0625℃，可實現高精度測溫 1.7、在9位解析度時最多在 93.75ms內把溫度轉換為數字，12位解析度時最多在750ms內把溫度值轉換為數字，速度更快 1.8、測量結果直接輸出數字溫度信號，以"一 線匯流排"串列傳送給CPU，同時可傳送CRC校驗碼，具有極強的抗干擾糾錯能力 1.9、負壓特性：電源極性接反時，晶元不會因發熱而燒毀， 但不能正常工作。 2、DS18B20的外形和內部結構DS18B20內部結構主要由四部分組成：64位光刻ROM 、溫度感測器、非揮發的溫度報警觸發器TH和TL、配置寄存器。DS18B20的外形及管腳排列如下圖1: DS18B20引腳定義： (1)DQ為數字信號輸入/輸出端； (2)GND為電源地； (3)VDD為外接供電電源輸入端（在寄生電源接線方式時接地）。 圖2： DS18B20內部結構圖 3、DS18B20工作原理 DS18B20的讀寫時序和測溫原理與DS1820相同，只是得到的溫度值的位數因解析度不同而不同，且溫度轉換時的延時時間由2s 減為750ms。 DS18B20測溫原理如圖3所示。圖中低溫度系數晶振的振盪頻率受溫度影響很小，用於產生固定頻率的脈沖信號送給計數器1。高溫度系數晶振 隨溫度變化其振盪率明顯改變，所產生的信號作為計數器2的脈沖輸入。計數器1和溫度寄存器被預置在－55℃所對應的一個基數值。計數器1對 低溫度系數晶振產生的脈沖信號進行減法計數，當計數器1的預置值減到0時，溫度寄存器的值將加1，計數器1的預置將重新被裝入，計數器1重 新開始對低溫度系數晶振產生的脈沖信號進行計數，如此循環直到計數器2計數到0時，停止溫度寄存器值的累加，此時溫度寄存器中的數值即 為所測溫度。圖3中的斜率累加器用於補償和修正測溫過程中的非線性，其輸出用於修正計數器1的預置值。 圖3： DS18B20測溫原理框圖 DS18B20有4個主要的數據部件： （1）光刻ROM中的64位序列號是出廠前被光刻好的，它可以看作是該DS18B20的地址序列碼。64位光刻ROM的排列是：開始8位 （28H）是產品類型標號，接著的48位是該DS18B20自身的序列號，最後8位是前面56位的循環冗餘校驗碼（CRC=X8+X5+X4+1）。光刻ROM的作用 是使每一個DS18B20都各不相同，這樣就可以實現一根匯流排上掛接多個DS18B20的目的。 （2）DS18B20中的溫度感測器可完成對溫度的測量，以12位轉化為例：用16位符號擴展的二進制補碼讀數形式提供，以 0.0625℃/LSB形式表達，其中S為符號位。 表1: DS18B20溫度值格式表 這是12位轉化後得到的12位數據，存儲在18B20的兩個8比特的RAM中，二進制中的前面5位是符號位，如果測得的溫度大於0， 這5位為0，只要將測到的數值乘於0.0625即可得到實際溫度；如果溫度小於0，這5位為1，測到的數值需要取反加1再乘於0.0625即可得到實際 溫度。 例如+125℃的數字輸出為07D0H，+25.0625℃的數字輸出為0191H，-25.0625℃的數字輸出為FE6FH，-55℃的數字輸出為FC90H 。