温度传感器论文范文第1篇
当选择一个温度传感器的时候，将不再限制在模拟输出或数字输出装置。与你系统需要相匹配的传感器类型现在又很大的选择空间。市场上供应的所有温度感应器都是模拟输出。热电阻，RTDs和热电偶是另一种输出装置，矽温度感应器。在多数的应用中，这些模拟输出装置在有效输出时需要一个比较器，ADC，或一个扩音器。因此，当更高技术的集成变成可能的时候，有数字接口的温度传感器变成现实。这些集成电路被以多种形式出售，从超过特定的温度时才有信号简单装置，到那些报告远的局部温度提供警告的装置。现在不只是在模拟输出和数字输出传感器之间选择，还有那些应该与你的系统需要相匹配的更广阔的感应器类型的选择， 温度传感器的类型：
图一：传感器和集成电路制造商提供的四中温度传感器
在图一中举例说明四种温度感应器类型。一个理想模拟传感器提供一个完全线性的功能输出电压(A)。在传感器(B)的数字I/O类中，温度数据通常通过一个串行总线传给微控制器。沿着相同的总线，数据由温度传感器传到微控制器，通常设定温度界限在引脚得数字输出将下降的时候。当超过温度界限的时候，报警中断微控制器。这个类型的装置也提供风扇控制。
模拟输出温度传感器：
图2 热阻和矽温度传感器这两个模拟输出温度探测器的比较。
热电阻和矽温度传感器被广泛地使用在模拟输出温度感应器上。图2清楚地显示当电压和温度之间为线性关系时，矽温度传感器比热阻体好的多。在狭窄的温度范围之内，热电阻能提供合理的线性和好的敏感特性。许多构成原始电路的热电阻已经被矽温度感应器代替。
矽温度传感器有不同的输出刻度和组合。例如，与绝对温度成比例的输出转换功能，还有其他与摄氏温度和华氏温度成比例。摄氏温度部份提供一种组合以便温度能被单端补给得传感器检测。
在最大多数的应用中，这些装置的输出被装入一个比较器或A/D转换器，把温度数据转换成一个数字格式。这些附加的装置，热电阻和矽温度传感器继续被利用是由于在许多情况下它的成本低和使用方便。 数字I/O温度传感器： 大约在五年前，一种新类型温度传感器出现了。这种装置包括一个允许与微控制器通信的数字接口。接口通常是12C或SMBus序列总线，但是其他的串行接口例如SPI是共用的。阅读微控制器的温度报告，接口也接受来自温控制器的指令。那些指令通常是温度极限，如果超过，将中断微控制器的温度传感器集成电路上的数字信号。微控制器然后能够调整风扇速度或减慢微处理器的速度，例如，保持温度在控制之下。
图3：设计的温度传感器可遥测处理器芯片上的p-n结温度
图4。温度传感器可检测它自己的温度和遥测四个p-n结温度。
图5。风扇控制器/温度传感器集成电路也可使用PWM或一个线性模式的控制方案。
在图4中画是一个类似的装置：而不是检测一个p-n结温度，它检测四个结和它的自己内部的温度。因此内部温度接近周围温度。周围温度的测量给出关于系统风扇是否正在适当地工作的指示。
在图5中显示，控制风扇是在遥测温度时集成电路的主要功能。这个部分的使用能在风扇控制的二个不同的模式之间选择。在PWM模式中，微处理控制风扇速度是通过改变送给风扇的信号周期者测量温度一种功能。它允许电力消耗远少于这个部分的线性模式控制所提供的。因为某些风扇在PWM信号控制它的频率下发出一种听得见的声音，这种线性模式可能是有利的，但是需要较高功率的消耗和附加的电路。额外的功耗是整个系统功耗的一小部分。
当温度超出指定界限的时候，这个集成电路提供中断微控制器的警告信号。这个被叫做过热温度的信号形式里，安全特征也被提供。如果温度升到一个危险级别的时候温控制器或软件锁上，警告信号就不再有用。然而，温度经由SMBus升高到一个水平，过热在没有微控制器被使用去控制电路。因此，在这个非逻辑控制器高温中，过热能被直接用去关闭这个系统电源，没有为控制器和阻力潜在的灾难性故障。
装置的这个数字I/O普遍使用在服务器，电池组和硬盘磁碟机上。为了增加服务器的可靠性温度在很多的位置中被检测：在主板(本质上是在底盘内部的周围温度)，在处理器钢模之内，和在其它发热元件例如图形加速器和硬盘驱动器。出于安全原因电池组结合温度传感器和使其最优化已达到电池最大寿命。
检测依靠中心马达的速度和周围温度的硬盘驱动器的温度有两个号的理由：在驱动器中读取错误增加温度极限。而且硬盘的MTBF大大改善温度控制。通过测量系统里面温度，就能控制马达速度将可靠性和性能最佳化。驱动器也能被关闭。在高端系统中，警告能为系统管理员指出温度极限或数据可能丢失的状况。
图6。温度超过某一界限的时候，集成电路信号能报警和进行简单的ON/OFF风扇控制。
图7.热控制电路部分在绝对温标形式下，频率与被测温度成比例的产生方波的温度传感器
图8。这个温度传感器传送它的周期与被测温度成比例的方波，因为只发送温度数据需要一条单一线，就需要单一光绝缘体隔离信道。
模拟正温度感应器
“模拟正量”传感器通常匹配比较简单的测量应用软件。这些集成电路产生逻辑输出量来自被测温度，而且区别于数字输入/输出传感器。因为他们在一条单线上输出数据，与串行总线相对。
在一个模拟正量传感器的最简单例子中，当特定的温度被超过的时候，逻辑输出出错：其它，是当温度降到一个温度极限的时候。当其它传感器有确定的极限的时候，这些传感器中的一些允许使用电阻去校正温度极限。
在图6中，装置显示购买一个特定的内在温度极限。这三个电路举例说明这个类型装置的使用：提供警告，关闭仪器，或打开风扇。
当需要读实际温度时，微控制器是可以利用的，在单线上传送数据的传感器可能是有用的。用微处理器的内部计数器，来自于这个类型温度感应器的信号很容易地被转换成温度的测量。图7传感器输出频率与周围温度成比例的方波。在图8中的装置是相似的，但是方波周期是与周围温度成比例的。
图9。用一条公共线与8个温度传感器连接的微控制器，而且从同一条线上接收每个传感器传送的温度数据。
图9，在这条公共线上允许连接达到八个温度传感器。当微控制器的I/O端口同时关闭这根线上的所有传感器的时候，开始提取来自这些传感器的温度数据。微控制器很快地重新装载接收来的每个传感器的数据，在传感器关闭期间，数据被编码。在特定时间内每个传感器对闸口脉冲之后的时间编码。分配给每个感应器自己允许的时间范围，这样就避免冲突。
通过这个方法达到的准确性令人惊讶：0.8 是典型的室温，正好与被传送方波频率的电路相匹配，同样适用于方波周期的装置。
这些装置在有线电线应用中同样显著。举例来说，当一个温度传感器被微控制器隔离的时候，成本被保持在一个最小量，因为只需要一个光绝缘体。这些传感器在汽车制造HVAC应用中也是很有效，因为他们减少铜的损耗数量。 温度传感器的发展：
集成电路温度传感器提供各式各样的功能和接口。同样地这些装置继续发展，系统设计师将会看见更多特殊应用就像传感器与系统接口连接的新方式一样。最后，在相同的钢模区域内集成更多的电子元件，芯片设计师的能力将确保温度传感器很快将会包括新的功能和特殊接口。
总结
通过这些天的查找资料，我了解了很多关于温度传感器方面的知识。我的大家都知道温度的一些基本知识，温度是一个基本的物理量，自然界中的一切过程无不与温度密切相关。利用温度所创造出来的传感器即温度传感器是最早开发，应用最广的一类传感器。并且从资料中显示温度传感器的市场份额大大超过了其他的传感器。从17世纪初人们开始利用温度进行测量。在半导体技术的支持下，在本世纪相继开发了半导体热电偶传感器、PN结温度传感器和集成温度传感器。与之相应，根据波与物质的相互作用规律，相继开发了声学温度传感器、红外传感器和微波传感器。
这些天,我通过许多的资料了解到两种不同材质的导体，如在某点互相连接在一起，对这个连接点加热，在它们不加热的部位就会出现电位差。这个电位差的数值与不加热部位测量点的温度有关，和这两种导体的材质有关。这种现象可以在很宽的温度范围内出现，如果精确测量这个电位差，再测出不加热部位的环境温度，就可以准确知道加热点的温度。由于它必须有两种不同材质的导体，所以称它为“热电偶”。我查找的资料显示数据:不同材质做出的热电偶使用于不同的温度范围，它们的灵敏度也各不相同。热电偶的灵敏度是指加热点温度变化1℃时，输出电位差的变化量。对于大多数金属材料支撑的热电偶而言，这个数值大约在5～40微伏/℃之间。
热电偶传感器有自己的优点和缺陷，它灵敏度比较低，容易受到环境干扰信号的影响，也容易受到前置放大器温度漂移的影响，因此不适合测量微小的温度变化。由于热电偶温度传感器的灵敏度与材料的粗细无关，用非常细的材料也能够做成温度传感器。也由于制作热电偶的金属材料具有很好的延展性，这种细微的测温元件有极高的响应速度，可以测量快速变化的过程。 温度传感器是五花八门的各种传感器中最为常用的一种，现代的温度传感器外形非常得小，这样更加让它广泛应用在生产实践的各个领域中，也为我们的生活提供了无数的便利和功能。
温度传感器有四种主要类型：热电偶、热敏电阻、电阻温度检测器(RTD)和IC温度传感器。IC温度传感器又包括模拟输出和数字输出两种类型。 接触式温度传感器的检测部分与被测对象有良好的接触，又称温度计。 温度计通过传导或对流达到热平衡，从而使温度计的示值能直接表示被测对象的温度。一般测量精度较高。在一定的测温范围内，温度计也可测量物体内部的温度分布。但对于运动体、小目标或热容量很小的对象则会产生较大的测量误差，常用的温度计有双金属温度计、玻璃液体温度计、压力式温度计、电阻温度计、热敏电阻和温差电偶等。它们广泛应用于工业、农业、商业等部门。在日常生活中人们也常常使用这些温度计。随着低温技术在国防工程、空间技术、冶金、电子、食品、医药和石油化工等部门的广泛应用和超导技术的研究，测量120K以下温度的低温温度计得到了发展，如低温气体温度计、蒸汽压温度计、声学温度计、顺磁盐温度计、量子温度计、低温热电阻和低温温差电偶等。低温温度计要求感温元件体积小、准确度高、复现性和稳定性好。利用多孔高硅氧玻璃渗碳烧结而成的渗碳玻璃热电阻就是低温温度计的一种感温元件，可用于测量1.6～300K范围内的温度。
非接触式温度传感器的敏感元件与被测对象互不接触，又称非接触式测温仪表。这种仪表可以用来测量运动物体、小目标还有热容量小或温度变化迅速(瞬变)对象的表面温度，也可以用于测量温度场的温度分布。资料显示，最常用的非接触式测温仪表基于黑体辐射的基本定律，称为辐射测温仪表。辐射测温法包括亮度法、辐射法和比色法。各类辐射测温方法只能测出对应的光度温度、辐射温度或比色温度。只有对黑体所测温度才是真实温度。如果想测定物体的真实温度，就必须进行材料表面发射率的修正。而材料表面发射率不仅取绝于温度和波长，而且还与表面状态、涂膜和微观组织等有关连，因此很难精确测量。在自动化生产中我发现往往需要利用辐射测温法来测量或控制某些物体的表面温度，如冶金中的钢带轧制温度、轧辊温度、锻件温度和各种熔融金属在冶炼炉或坩埚中的温度。在这些具体情况下，物体表面发射率的测量是相当困难的。对于固体表面温度自动测量和控制，可以采用附加的反射镜使与被测表面一起组成黑体空腔。附加辐射的影响能提高被测表面的有效辐射和有效发射系数。利用有效发射系数通过仪表对实测温度进行相应的修正，最终可得到被测表面的真实温度。最为典型的附加反射镜是半球反射镜。球中心附近被测表面的漫射辐射能受半球镜反射回到表面而形成附加辐射，这样才能提高有效发射系数。至于气体和液体介质真实温度的辐射测量，则可以用插入耐热材料管至一定深度以形成黑体空腔的方法。通过计算求出与介质达到热平衡后的圆筒空腔的有效发射系数。在自动测量和控制中就可以用此值对所测腔底温度(即是介质温度)进行修正而得到介质的真实温度。 现在，我通过这些天的努力，了解了很多温度传感器及其相关的一些传感器的知识。他们在我们生活中的应用及其广泛，我们只有加紧的学习加紧的完成自己所学专业的知识，了解相关的最新信息，我们才能跟上科技前进的步伐。
参考文献：
温度传感器论文范文第2篇
随着控温仪表在桥路测量中的广泛运用, 通常情况下, 控温仪表温度传感元件的热电阻的阻值与传感元件在温度关系上呈现出抛物线的关系。在控温仪表测量桥路中的温度传感元件热电阻的阻值与桥路的输出偏差毫伏电压往往呈现直线关系, 因而仪表测量与控温的热力阻阻值间存在着较大的差异。在实践中, 如果推广控温仪表中铂电阻温度传感元件的应用, 充分利用运算放大器较高的反馈性质和开环放大的深度和倍数, 这有利于实现对整个动态形式的控温仪表温度传感元件热阻值变化进行有效的监督管理和控制工作, 控温仪表传感元件的输出反馈电阻与输入电阻之间的比例与放大器的输出和输入关系联系十分密切。[1]为了实现控温仪表传感元件铂电阻的温度补偿, 防止测量桥路的偏差输出, 放大器的电压输入输出与测量桥路的铂电阻的阻值成正比, 进而实现反馈电阻与测量桥路铂电阻的阻值和温度呈现抛物线的关系, 有利于实现仪表控温范围的合理调整和电阻温度的有效补偿。而且控温仪表的热电阻一般用二次方程表示热电阻, 进而实现控温仪表的热电阻温度。
2 控温仪表温度传感元件热电阻温度补偿的意义
控温仪表温度传感元件是由多种热电阻组合而成的能够为社会的生产生活提供有利的条件。根据控温仪表的整体性能将其划分为能够使放大器实现桥路温度的测量、控制、保护及检测, 进而实现控温仪表传感元件温度的合理分配、传输及变换。由于现阶段控温仪表温度传感元件的安装和检修计划存在一些技术管理责任淡化、元件的使用寿命缩短等弊端, 因而控温仪表温度传感元件的热电阻温度的补偿能够使控温仪表测量能够正常运行的重要环节, 做好控温仪表温度的温度测量工作是保障仪表桥路温度测量正常开展的关键。这不仅有利于提高控温仪表测量仪器的运行效率, 还有利于增强控温仪表运行的经济性和可靠性, 保证控温仪表温度测量的安全运行, 进而有利于提高仪表测量单位的经济效益, 进而实现热电阻的温度测量过程中电桥与热电阻非线性之间的平衡, 降低电桥与热电阻的非线性对测量结果造成一定程度的影响, 为了弥补控温仪表温度传感元件热电阻温度, 笔者利用铂电阻温度传感元件, 在控温仪表的控温范围内, 通过调整仪表测量电路从而实现铂电阻的温度补偿。
3 控温仪表在测量电路的过程中存在的问题
通常来说, 控温仪表温度传感元件热电阻的阻值与其温度直接呈现抛物线形状, 且阻值与温度具有直接的关系。然而实践中控温仪表在测量电路的过程中, 往往存在热阻值与测量温度之间的误差, 使得控温仪表温度传感元件热电阻的阻值与温度呈正比例, 因此, 我们需要通过具有高的开环放大倍数和深度对运算放大器所具有的负反馈性质进行深入探讨, 降低控温仪表在线路测量中出现的误差。由于控温仪表温度传感元件热电阻传感器由热电阻、连接导线及显示仪表组成, 测量中容易出现热电阻与温度变送器连接不好, 电阻温度转换为标准电流信号输出的效率比较低等问题。此外, 在工业用热电阻安装生产的现场, 往往与热阻值控制室存在一定的距离, 导致热电阻的引线对热阻值温度的测量结果产生较大的影响。
4 优化控温仪表温度传感元件热电阻温度补偿的策略
由于国标控温仪表温度传感元件热电阻的引线主要有二线制、三线制、四线制这三种方式。为了消除控温仪表温度传感元件热电阻随着环境温度变化和导线电阻而产生的温度测量误差。由于测量热电阻温度的电路一般是不平衡电桥, 因而在测量温度的过程中优化作为电桥的一个重要桥臂的热电阻测量精准度, 增强控温仪表温度传感元件热电阻导线的接性, 进而降低热电阻温度测量的误差。在测量过程中还应当优化选型材料, 型号分度号测温范围℃测温点数保护管材料主要有WRN-230D K 0-1000 2-12、GH30300-800 1Ci18Ni9Ni、WRE-230D E 0-600 1Ci18Ni9Ni、WRN-430D K 0-1000GH30300-800 1Ci18Ni9Ni和WRE-430D E 0-600 Ci18Ni9Ni这四种。[2]同时采购人员应当综合考虑控温仪表电阻值的型号、分度号、测量精度等级、热电偶点数、温度测量的安装固定形式、保护管材质的长度或插入深度, 认真签订热电偶I级订货协议、保护管其余材质订货协议, 测量人员应当按照相关协议做好控温仪表温度传感元件热电阻外保护管, 安装好控温仪表热电阻的相关设备, 固定控温测量仪表的螺纹和测温点数, 进而实现控温仪表温度测量过程中出现的测量误差。
摘要：现阶段在改革开放进程的推动下, 我国现代化工业呈现出欣欣向荣的态势。因而控温仪表温度传感元件热电阻温度的补偿方法在现代工业的发展进程中处在一个至关重要的战略地位。本研究通过详细介绍控温仪表的功能, 深入分析了控温仪表温度传感元件热电阻温度补偿的发展现状, 并指出了其未来的发展前景, 给予了一系列具有可行性的建议, 以期能够为优化控温仪表抛砖引玉。
关键词：控温仪表,传感元件,热电阻
参考文献
[1] 严琦.浅析控温仪表温度传感元件热电阻的温度补偿[J].环境技术, 2012, (2) :122-123.
温度传感器论文范文第3篇
1 不同管径、伸入时间和传热模型的仿真及云图分析
1.1 管径5 0 m m伸入时间1 0秒无对流的仿真
模拟现场的情况, 采用腔体管径50mm、伸入时间10秒且无对流、低导热、管壁绝热的仿真条件, 用ANSYS进行温度场仿真云图见图2。由于伸入铁水时间较短, 铁水热源对腔体温度场的主要影响项为辐射传热。图2中可见, 腔体上端温度不太高, 空气洁净, 是前端铁水辐射光进入光电探头的最好时机, 也是温度传感器正常工作的基本条件。
1.2 管径3 0 m m伸入时间3 0秒有对流的仿真
将管径缩小, 用ANSYA进行有对流情况的仿真。这是模拟高炉现场空腔伸入铁水较长时间的情况, 此时腔内空气受热源的对流、传导和辐射的共同影响, 使腔体内几乎形成近稳态的温度分布, ANSYS温度场仿真云见图3。图3中可见, 空腔上端温度已经高于200℃。
1.3 管径20mm伸入时间3秒无对流的仿真
为了进行减小传感器体积的设计, 将管径更加缩小, 且伸入时间缩短, 得到的无对流ANSYS仿真云图见图4, 可以看出与图2的趋势接近, 说明可以进行减小传感器体积的设计。
与图3比较说明, 这种传感器使用测量时间不宜长 (5秒内) , 其传感器的工作模式只能是间歇式的。
2 结语
对仿真云图研究分析认为:本研究的测温传感器管腔的体积可以减小;要缩短测量时间, 避免腔体内过早形成高温温度场;注意高温防护设计, 保证器件的工作安全;使用本传感器的工作模式只能是瞬态间歇式, 不能用于在线连续测量。
摘要：借助ANSYS对铁水测温传感器的空腔温度场进行了仿真分析, 其仿真研究结果对温度传感器腔体的结构设计和传感器测温采样的工作模式设计具有指导意义。
关键词：ANSYS有限元,柱形温度场,传感器,设计
参考文献
[1] 张国智, 胡仁喜, 陈继刚, 等.热力学有限元分析指导教程[M].北京:机械工业出版社, 2007:18～31.
温度传感器论文范文第4篇
摘要：介绍一种为反激式DCDC开关电源设计的限流电路，通过限流对芯片工作的模式切换进行控制，同时为芯片提供过流保护。首先，如果连接在外部限流引脚的限流电阻Rx不变，内部限流电路采用温度补偿技术使得限流值随温度的变化最小。其次，通过调节限流电阻Rx的阻值，使芯片的参考限流值控制在初始限流值的30%～100%之间。最后，分别介绍了限流设定和限流比较模块电路的设计方法和工作原理，实现了通过限流电路对开关电源工作模式的判别和控制。最后，给出了相应的TSMC 0.5 um工艺下的仿真结果，并对仿真结果进行分析。
关键词：
可编程；反激变换器；温度补偿
0引言
开关电源以高稳定性和可靠性、输出纹波电压小、低功耗和高效率等优点在现代电子设备中得到广泛应用。开关电源通过调节开关占空比和开关频率来调整输出功率。电源芯片内部通过采样输出端电压来产生反馈电流，根据反馈电流大小的不同，芯片会工作在相应的工作模式，以应对不同的负载需求。当负载由低到高增加时，开关电源可分别工作在全频、变频、低频和跳周期模式，而开关电源这些模式的判别点需要由限流电路来完成。另外，在离线式开关电源设计中，变压器体积完全取决于电流限制的最大值。如果开关电源的限流值和最大功率完全匹配时，能得到最好的功率/体积比，否则，集成开关管的最大限流值因和应用需求留有裕度而使开关电源过设计。因此，对不同的功率需求应用，需要集成开关管有一个精确的连续可调的最大限流值。
在很多限流线路的设计[1]中，限流电路的功能只是提供过流保护作用，并不具备连续可调以及工作模式判别切换等功能。本文设计的限流电路采用温度补偿技术得到了低温度系数的限流值。另外，可以通过片外电阻Rx的调节使限流值在30%～100%连续可调，限流电路通过检测流过开关电源功率管电流大小和已经设定的限流值进行比较，判定出芯片输出功率大小，输出工作模式切换的控制信号，最后结合芯片的一个30 W的开关电源应用，对限流控制过程稍加分析。
1限流电路在芯片中的位置和作用
如图1所示，限流控制电路大致可以分为限流设定、限流比较和功率管电流采样3个子模块，这是本文研究的重点。前沿消隐和栅驱动模块在此起帮助理解限流控制的辅助作用，本文不作详细介绍。
参考文献：
[1]吴春瑜，李德第，尹飞飞，等.DC低功耗限流电路的设计[J].半导体技术，2009，34（9）：915918.
[2]RAZAVI B.Design of analog CMOS and integrated circuit[M]. New york ：McGrawHill Companies.Inc，2001.
[3]陈星弼.功率MOSFET与高压集成电路[M].南京：东南大学出版社，1999.
[4]HASTINGS A.The art of analog layout[EB/OL].[20130930]. http：//ishare.iask.sina.com.cn/download/explain.php？fileid=23642209.
[5]李晓骏，刘诗斌，张慕辉，等. 一种用于Boost芯片的新型限流电路[J].微电子学，2008，38（3）：427431.
[6]马红波，冯全源.一种低功耗高性能BICMOS DC_DC限流电路的设计[J].华中科技大学学报：自然科学版，2007（3）： 4953.
作者简介：
宋志成（1988），男，河南漯河人，硕士研究生，主要研究方向为DCDC变换器；
盛诗敏（1987），男，成都人，硕士研究生，主要研究方向为模拟集成电路；
张国俊（1962）， 男，成都人，教授，主要研究方向为ACDC开关电源、智能功率器件和微细加工技术。
温度传感器论文范文第5篇
【关键词】传感器;教学设计;教学方法
引言
传感器市场近些年一直持续增长，势头良好，主要应用于工业制造、汽车产品、电子通讯和专用设备，其中工业制造和汽车产品达到市场份额的三分之一，因此《传感器技术》课程是电子信息工程技术与应用电子技术专业的专业必修课，它既是前期理论课的延续，又是学习其它专业课的前提，在本专业的职业能力培养中，起着承前启后的桥梁作用。
从转换原理上来说，该课程涉及电学、磁学、光学、化学等学科;从应用角度来看，又与测量学、电子学、计算机技术及自动控制技术等紧密联系;从每一种传感器的转换机理及应用场合来说，内容相对独立;因为该门课程内容繁多，教学内容不可能面面俱到，因此在教学中，整合了教学内容，将教学内容分成多个项目，其中每周六个学时为一个项目，例如：应变式传感器在称重测量上的应用，电感式传感器在位移测量上的应用，热电式传感器在温度测量上的应用、计算机温度、转速的PID控制等等。
根据职业院校学生的特点，为了提高学生学习的积极性，在课堂上采取了理论与实践相结合、项目教学法和任务驱动法相结合、传统黑板教学和计算机多媒体教学相结合等多种教学方法。下面就以《应变式传感器在称重测量上的应用》项目为例来具体介绍一下《传感器技术》课程的教学设计。
1.理论课的教学设计
现代教育技术是当前教育的制高点，充分利用多媒体课件，利用网络资源优化教学是目前教学改革的热点。利用各种图片、视频等资料来充实教学，有利于培养学生的敏锐观察力、丰富想象力、求异思考等良好的品质思维。但是，传统的黑板教学并不能完全舍弃，本项目的理论课为两个学时，根据教学需要，在多媒体教室上课，采用传统的黑板教学与多媒体教学相结合的教学方式。
在项目的开始首先在多媒体课件上展示出一些电子秤图片，让学生讨论电子秤在生活中的应用有哪些，并且告诉他们，学完这个项目之后自己也可以做出一个电子秤，可以称出随身携带的物品的重量。以此来引入本项目的教学，极大地提高了学习兴趣，让学生很快进入了学习状态。
然后布置具体任务。
任务1：应变式传感器的结构、分类、指标
任务2：应变式传感器的测量电路
任务3：应变式传感器的应用
在任务1的教学中，主要是一些基本的概念和定义，可采用多媒体教学，这样一方面节省了板书的时间，而且通过多媒体可以展示应变片的实物，让学生更加清楚地了解应变片的结构。也可以播放应变片的制作视频，让学生了解应变片的制作过程。
在任务2的教学中，涉及到单臂电桥、双臂电桥、全桥公式的推导，此时如果单纯地采用多媒体教学，学生就会感觉速度太快，难以理解接受。因此公式推导采用了传统的黑板教学。为了巩固学生对公式的理解，可以让学生再做两个和公式相关的习题。
在任务3的教学中，主要是讲述应变式传感器的应用，例如在荷重、加速度及压力测量方面的应用，此时主要采取多媒体教学，可以利用图片、动画等形式来展示该传感器的应用，同时也可以展示该传感器应用的最新动态，结合图片和动画来讲解传感器的工作过程，学生容易理解掌握，印象深刻。
2.实践课的教学设计
实践课是四个学时，在实验室进行，实验开始前先布置任务：
任务1：完成电路的连接、调试
任务2：数据的测量
为了完成这个两个任务，本次实验分成五个环节进行：
第一个环节主要介绍本次实验所用到的仪器及使用注意事项，例如应变式传感器实验模块、应变式传感器、砝码、托盘、直流电源等。
第二个环节是讲解实验步骤及现场演示，讲解的重点主要有金属箔式应变片在电子秤上的应用原理;电路的连接方法，差放和电桥的作用，差放和电桥的调零方法。最后和学生一起绘制出本实验工作原理框图，通过框图学生可以更好地理解整个实验的工作过程。
另外，為了让学生能够顺利完成实验，老师先做一遍演示，在演示的过程中再讲解具体的电路连接方法。
第三个环节是学生动手操作，让学生自己动手做实验，反复练习，小组之间可以相互讨论，这样可以锻炼学生的动手能力和团队合作能力。在这个环节，教师只做指导，不再演示，否则学生容易形成依赖模仿，自己不动脑的习惯。
第四个环节是抽查学生实验情况，检查实验电源的连接是否接反，电路的连接是否合理，实验结果的显示是否正确。
第五个环节是教师点评，学完本实验后，学生是否能够独立完成电子秤的制作;本次实验存在哪些问题及注意事项，同时对本次实验完成较好的小组和个人给予表扬，并记入平时成绩。
3.考核方式
在课程考核方式上，采取了平时考核、理论考核、实践考核并重的全面考核方法，平时考核主要是学生平时上课的出勤、上课表现及作业成绩;理论考核是期末试卷成绩，实践考核是将原来的做过的实验进行整理，让学生从中抽取一个实验，根据操作的情况当场给出成绩。这样可以充分调动学生学习的积极性，无论平时还是期末，无论理论课还是实验课都不能懈怠。
4.结论
在《传感器技术》课程的教学设计中，采用了项目教学法，任务驱动法，让学生明白了学习过程中具体要完成的任务，这样才能有目的的学习;传统的黑板教学和多媒体教学相结合的教学方法，让学生既能跟上老师讲课的速度，又能开拓视野，增长见识;理论与实践相结合的教学方法让学生不仅掌握了必要的理论知识，而且通过实验教学巩固了理论知识，加深了他们对理论知识的理解，同时理论联系实际，突出了职业教育的特点，提高了学生的动手能力及团队协作能力，为他们将来的工作打下了良好的基础。
参考文献
[1]戴华.《传感器与检测技术》课程教学改革的探讨[J]. 湖北水利水电职业技术学院学报，2011
[2]陈静.传感器与检测技术教学改革探索[J].现代教育装备，2011
[3]冯梅琳等.“传感器技术”课程设计模式探讨与实践[J].中国电力教育，2010
温度传感器论文范文第6篇
摘要：施工温度是影响公路与桥梁混凝土工程建设的主要因素之一。施工温度若控制不合理，容易使得公路桥梁产生裂缝，影响道路的稳定性和安全性。文章在阐述温度应力对公路与桥梁的影响基础上，分析了公路与桥梁混凝土裂缝的发生机理，并提出混凝土温差裂缝防治策略。
关键词：混凝土;施工温度;裂缝
文献标识码：U418.6-A-09-024-3
0 引言
混凝土是公路与桥梁工程建设的重要材料，从结构形态来看，其具有较为突出的刚度和稳定性，能够充分满足公路与桥梁项目的耐久性需要。然而混凝土结构受温度影响较大，一旦不能合理地控制施工温度，势必导致道路产生裂缝，影响公路与桥梁的稳定性和安全性。本文就公路与桥梁混凝土施工温度与裂缝防治的对策展开分析。
1 温度应力对公路与桥梁的影响
约束应力与自生应力是公路与桥梁混凝土裂缝的两种主要形式。就约束应力而言，其主要是受到外界温度变化而引起的。具体而言，部分公路与桥梁的建设时间跨度较长，这使得工程温度变化明显，施工过程中，已完成施工部分与正在建设部分的固化环境较为恶劣，由此给公路与桥梁结构增加了一定的作用力，影响了结构的整体性。而自应力变化是由混凝土结构本身的特征所引起的，其在建设及使用过程中，本身产生一定的约束作用力，由此对内部结构产生影响，并导致公路与桥梁出现了裂缝。
根据混凝土温度应力产生的时间差异，人们将混凝土中的温度应力分为三个阶段。早期阶段从浇筑混凝土开始，一直持续到混凝土放热结束（见图1）。在该阶段内，已浇筑的混凝土本身会发生水化热反应，这使得其内部应力分布发生剧烈变化，影响混凝土的弹性模量。当混凝土放热结束后，混凝土性质会逐渐趋于稳定，这一时间段为混凝土温度应力的中期阶段。与温度应力早期阶段相比，这一阶段的弹性模量变化虽然不够明显，但其仍然会产生些许应力，并且这些新产生的应力会与早期阶段余下的应力相互重叠，并对公路与桥梁产生综合作用。温度应力到达晚期时，材料本身已经完全冷却，此时，其应力变化主要是由于外界环境变化所引起的。
2 公路與桥梁混凝土裂缝发生机理
2.1 混凝土发生自缩
公路与桥梁工程建设中，混凝土本身会发生一定的自缩反应，这与混凝土原材料的选择和应用有较大关系。（1）水泥是造成混凝土自缩的重要原因。通常，在水泥硬化过程中，其水分消耗和蒸发量能达到20%，同时，其余的水分会通过末期外部变化进一步流失，这使得水分蒸发与混凝土自缩的平衡关系被打破[1]。工程建设中，一旦水泥中水分蒸发量过大，且明显超出混凝土的自缩值，则会产生较为严重的混凝土裂缝问题。（2）混凝土自缩还与外加剂的应用有一定关系。外加剂应用的目的在于提升混凝土材料自身的功能属性，在一定程度上，外加剂会影响混凝土的流动速度，确保混凝土浇筑的密实性，然而外加剂类型、用量不同，其对混凝土的影响也就不同，因此为防止混凝土产生自缩裂缝，需注重外加剂和用量的合理选择。此外，混凝土材料中包含了一定的矿物质材料，与外加剂不同的是，矿物质材料本身不会对混凝土造成影响，然而当用量设计不合理时，水泥的自缩值会受到一定的影响，由此间接影响了混凝土材料的性能，导致公路与桥梁出现裂缝。
2.2 混凝土水化热反应
水化热反应是混凝土工程建设中的一种常见现象，项目施工中，水泥会释放出一定的热能，这些热量会随着浇筑施工传递到公路与桥梁混凝土结构内部。当路桥工程混凝土用量较大时，这些热量很难有效地散发出去，同时，混凝土构造的路面防护体系相对较厚，这使得混凝土路面具有一定的聚合作用，其导致水热化中释放的热量无法及时散出，由此造成了公路与桥梁内外温度差异较大。当内外温度应力超出混凝土设计标准时，就会产生一定的破坏，导致公路与桥梁发生裂缝。
2.3 施工环境变化
相比于其他结构形式，混凝土公路与桥梁本身具有较强的稳定性和耐久性。然而在施工中，其不可避免地会受到热胀冷缩这一自然现象的影响。项目施工中，一旦外界施工环境发生骤然变化，混凝土结构本身也就会受到一定的影响，当温度升高时，混凝土表面的温度较高，水分蒸发较快，极易产生干缩裂缝;而当温度降低时，混凝土结构外部温度低，内部温度高，内部热力膨胀会对外界阻碍形成一定的冲击，并在一定温差下产生裂缝。
3 公路与桥梁混凝土温差裂缝防治
3.1 注重温度应力变化
公路与桥梁混凝土温差裂缝防治过程中，首先应控制混凝土温度应力的变化情况。（1）水泥的拌和会产生一定的热量，因此在施工中应合理地设计水泥的实际用量，即施工人员应在考虑工程质量标准的基础上，结合水泥基本属性进行添加。需注意的是，可通过选用低水化热水泥进行水化热温度控制，如采用f45、f60、f90代替f28水泥等（见表1），这样能将水泥水化热反应控制在预期目标之内，减少水化热对公路与桥梁结构的影响。（2）在温度控制中，应合理选择公路与桥梁建设的季节，减少外界温度因素对混凝土的影响。如遇到恶劣天气施工时，应做好浇筑混凝土的防晒及避雨处理，防止混凝土结构产生裂缝。此外，随着现代施工工艺的成熟，人们开始采用强制措施进行混凝土公路与桥梁施工温度的控制，如在大体积混凝土内部温度控制中，可采用人工注水的方式平衡混凝土内外温度，以此来提升工程项目的建设质量。
3.2 优化混凝土抗裂性能
混凝土材料是影响公路与桥梁建设质量的重要因素。在施工过程中，施工人员还可通过优化混凝土抗裂性能的方式进行温差裂缝控制。（1）在材料选择中，应注重水泥材料的合理选取，尽可能地减少水泥水分的蒸发量。（2）添加剂影响着水泥的流动速度和自缩值，在混凝土添加剂的选择中，应考虑添加剂本身的自缩性能，防止施工中出现裂缝现象。当施工条件允许时，可引入一定的金属纤维，这样能提升混凝土的抗裂性，并最终提升公路与桥梁工程的施工质量。（3）技术人员应进行行之有效的试验测试，做好不同比例下材料应用性能的记录，并从中选择最优比例的混凝土进行施工，从源头上保证工程项目建设质量。
3.3 注重约束力控制
地基基础的约束力控制措施为：
（1）弱化混凝土内部的约束力。这是由于在施工中，混凝土内部温度增加会使得材料的约束力受到影响，此时，通过保温措施可使得温度对内应力的影响降至最低，从而减少其对混凝土结构的影响。
（2）在外部地基约束力控制中，需注重混凝土浇筑厚度的有效控制，这样既避免了混凝土对地基的影响，同时也有效地保证了内外温度的均衡。
（3）控制约束力还应注重移动层设置的有效优化，最大限度地确保移动层与混凝土结构的协调性，避免公路与桥梁发生裂缝。需注意的是，完成混凝土桥梁施工后，还应注重桥梁抗裂性能的有效计算。如针对全预应力混凝土构件，其抗应力应满足以下条件（如表2所示）。
3.4 规范混凝土保养
优化混凝土保养能有效地提升工程项目建设质量，防止其产生施工裂缝。在公路与桥梁工程养护时，防止混凝土表面失水是其控制的核心所在。对此，应注重对混凝土固化过程中失水的有效控制，尤其是混凝土表面，应尽可能地覆盖保湿膜，防止水分过快蒸发出现干缩裂缝。其次，采用注水法进行混凝土内部温度控制，应结合水的温度进行其流速的合理管理。同时在冷却管设计中，应对冷却管进行注浆或者真空压浆处理，提升混凝土工程的整体强度。最后，还需严格控制混凝土的养护时间，通常，公路与桥梁工程养护时间应≥14 d，以此有效保证公路与桥梁建设的质量。
4 结语
施工温度对于公路与桥梁工程建设具有较大影响，其是造成公路与桥梁施工裂缝的重要原因。工程项目建设中，人们只有充分认识到温度应力对公路与桥梁的影响，并在探究公路与桥梁混凝土裂缝发生机理的同时，规范化地进行防治处理，才能有效地避免工程项目出现温差裂缝，提升公路与桥梁建设质量。
参考文献
[1]侯 伟.公路与桥梁混凝土的施工温度控制及其裂缝对策[J].低碳世界，2018（2）：244-245.
收稿日期：2021-03-18
作者简介：
赵有富（1983—），工程师，主要从事公路工程监理及计量工作。