(2).热电偶在高精度快速响应测温系统的应用
在某些特殊的场合对温度的检测速度有很高的要求,例如:在测量汽车发动机吸入空气的温度的时候,就要求热响应时间小于1s;航天飞机的主发动机的温度测量要求在0.4s内完成等。工业常用的精度较高的温度传感器有铂热电阻、半导体温度传感器等。铂热电阻具有温度测量范围大、重复性好、精度高等特点,但是响应不是很快,特别是在对气体温度测量时至少要几秒钟,在某些工作环境比较特殊的场合,如高压环境下,还需使用铠装的铂热电阻,更是延缓了热响应速度。半导体温度传感器分为热敏电阻和PN结型温度传感器。热敏电阻非常适合对微弱温度变化的测量,但是缺点是非线性严重;PN结型的特点是体积小、线性输出、精度高,但是不能使用在液体环境,对气体温变化响应也较慢。在对气体温度实时性测量要求比较高的系统,运用常用温度测量方法很难做到对温度的快速测量,对系统的精度影响就很大。
高精度快速响应测温系统以单片机为核心,采用热电偶的快速测温特点文献综述,使用精度较高的T型热电偶,通过精密仪表放大电路将热电偶工作端产生的微弱电压信号进行放大,然后进行AD转换,冷端误差可以通过冷端温度补偿消除,实现对固体表面、液体和气体温度的高精度快速测量。
(3).数字温度传感器在冰情测报系统的应用
利用电阻率差异进行测量的设备已经应用到实际当中,并在第21次南极科学考察海冰观测项目和部分国内河道水情监测系统中进行了现场应用实验。通过对现场应用试验取得的观测数据进行分析,发现利用电阻率差异进行测量对被测冰层与冰层上部空气界面的判断比较精确,但是对于冰层和冰层下部冰水混合层或冰下水液位界面判断误差较大。因此,在此基础上,采用冰与水的温度特性差异来区分冰、冰水混合物和冰下水的分界面的新方法,减小对下界面的判断误差。
整个冰层的冰温分两部分,上半部主要受气温控制,表现出一定范围的波动。下半部则受水温控制,冰温波动较小,基本保持线性分布。实际应用中,先测量被测自然水的冰点。根据量程,把若干个温度传感器DS18B20等距离均匀的挂结在总线上并被固定安装在一根工字槽型塑钢条内,经过防水密封处理后放置于被测冰层与冰下水中。把采集到的温度值与实验所获得的冰点温度值相比较来判断各相应温度传感器所处位置的物理状态。进一步,根据温度传感器所处的空间几何位置来确定下界面的位置。
综合比较各类温度传感器的性价比,并且考虑到一般温度传感器的输出量不能为单片机直接读出,都需接相应的转换电路和接口电路,在本次设计中,结合枪械握把温度监测与存储模块对小型化及多点温度测试的需求,采用单总线结构DS18B20数字温度传感器及单片机构成多点温度检测系统应是最佳选择。