温度传感器设计报告范文第1篇
关键词：无线传感器;船载环境;能量回收;电磁感应
0 引言
无线传感器结合了微型传感器技术、通信技术和集成电路技术等，能对环境或对象进行实时监测、感知和信息采集，并具有远程无线传输功能，无需器件的连接，能降低整个监测系统搭建的复杂程度和维护成本[1]。无线传感器节点通常采用便携式电源供电，电能耗尽后，无线传感器也将失效，电池的寿命往往限制着无线传感器的寿命。因此，无线传感器的设计通常要求降低其功耗[2]。这种设计可以在一定程度上延长无线传感器的使用时间，可是无法补充电池能量这一根本问题仍然没有解决，这仍是限制无线传感器发展和应用的重要因素。
在很多无线传感器的应用场合，存在着许多可转化、可利用的能量，回收这些能量并给无线传感器供能是一种切实有效的方法，例如利用压电效应回收环境中的振动能量[3]等等。当无线传感器应用在舰船上时，在海上航行的舰船必然会因受到海浪的冲击或推动而发生一系列复杂的船体摇摆运动[4]，这种摇摆能量在舰载环境中几乎无处不在，并且具有较高的能量密度。因此，研究一种装置将船载环境中的摇摆能量回收并转化为电能供应给无线传感器节点是一种切实有效可行的方法。
本文将对采集摇摆能量的器件进行设计，并将设计的器件和无线传感器结合起来，同时对无线传感器进行低功耗设计，以进一步延长其使用寿命。
1 总体设计
无线传感器节点中的器件和微机电系统在工作时必须有稳定的电流，但由于船体的摇摆运动是无规律、不规则的，所以收集到的电能也是不稳定的，无法直接供给设备使用，必须将其转换为稳定的电能之后才能正常使用。本设计的总体构思如下：将船舶的摇摆动能进行回收，稳压处理后向蓄电池充电，再由蓄电池向设备供电，同时对无线传感器做低功耗设计，进一步延长其使用寿命。本文提出的无线传感器系统框架如图1所示。
2 能量收集装置设计
环境中能量回收技术按照原理划分主要有三种类型：电磁式[5]、静电式[6]和压电式[7]。它们通过特定的机械结构将环境中的机械动能收集转化为电能，能有效改善传统无线传感器不能长期供能的缺点。船载环境中摇摆动能普遍存在，频率低且幅度较大，因此本设计拟采用基于电磁感应的电磁式能量回收技术来回收摇摆能量。
电磁式摇摆能量收集装置的结构模型如图2所示，该结构包括顶盖、外壳、磁珠、弧面支架和线圈。线圈固定在弧面支架下，磁珠能在弧面支架上自由滚动，当船舶摇摆时，磁珠在弧面支架上滚动，线圈感应到磁场变化产生感应电流。
目前，凌力尔特公司的芯片LTC3588集成了一个低损失全波桥式整流器和一个高效率降压型转换器，能实现对电能的整流、稳压和控制，并且可以对蓄电池进行充电。电路结构如图3所示。
3 传感器模块(传感+处理)设计
传感器模块负责检测舰船船舱中的温度数据，采用定制的低功耗温度变送器。拟选用热电偶探头温度传感器WZPT-01，Pt100进行冷端温度补偿。温度变送器电路如图4所示。
AD7124-8是低功耗、低噪声、24位模数转换器(ADC)，系统的典型无噪码声分辨率约为15位，片内集成了系统需要的大部分构建模块，因而能够简化热电偶系统设计。
4 无线传输模块设计
无线传感器网络组网常用的技术有Zigbee、LoRa、NB-IOT等。其中NB-IOT基于现有蜂窝组网，在舰船环境无法使用。而LoRa是一种基于扩频技术的超远距离无线传输方案，在同样的覆盖距离下，其相比Zigbee更加节能，而且信号经过扩频调制后频谱特征接近噪声，在信号安全和抗干扰方面有优势。LoRa模块低功耗通信距离远，通信距离可达十几千米，解决了低功耗和远距离不能兼得的难题。所以，无线传输模块选用国内某公司的RHF76-052 LoRaWAN模块，其采用SX1276系列LoRa专用基带芯片，MCU采用ST公司超低功耗STM32L052 ARM芯片。其中SX1276负责LoRa的物理层基带部分(信号接收发送、调制解调)，STM32L052负责LoRa通信协议的MAC层部分(数据成帧、帧检查、介质访问、差错控制)、传感器模块控制与数据采集以及电源管理，框图如图5所示。
变送器输出电压通过RHF76-052模块的MCU转换为数字信号，再根据传输协议数据打包后送SX1276发送。
无线传感器节点中，无线通信模块的功耗占整个节点功耗的大部分，降低无线通信模块的功耗是实现无线传感器低功耗的一个重要环节。在保证数据正常传输的情况下，应尽可能降低或简化不必要的控制信息，通过减少传输数据量来降低能耗;同时，通过节点“侦听—休眠”状态的改变来降低空闲侦听所带来的能量消耗。具体流程如图6所示。
5 结语
本文首先分析了船载环境的特点，确定摇摆动能是船舶在航行中分布广泛的一种能量;然后设计了能量回收装置，将装置通过LTC3588芯片与无线传感器结合起来，并且对传感器模块和无线传输模块进行了设计分析;最后通过对无线通信模块进行低功耗设计，进一步延长无线传感器的使用寿命。
[参考文献]
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[2] 张永梅，杨冲，马礼，等.一种低功耗的无线传感器网络节点设计方法[J].计算机工程，2012，38(3)：71-73.
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[5] 王满州.电磁式振动能量收集装置研究[D].杭州：浙江工业大学，2017.
[6] CHIU Y，KUO C T，CHU Y S.MEMS design and fabrication of an electrostatic vibration-to-electricity energy converter[J].Microsystem Technologies，2007，13(11)：1663-1669.
[7] 任朝阳，曹自平，朱洪波.振动能量采集供电的无线传感器设计和制作[J].功能材料与器件学报，2015，21(4)：51-55.
收稿日期：2020-02-19
作者简介：李振扬(1995—)，男，湖南湘乡人，在读硕士研究生，研究方向：机械电子。
通信作者：赵立宏(1967—)，男，湖南衡阳人，硕士，教授，主要从事机械电子、测控技术的教学与研究工作。
温度传感器设计报告范文第2篇
摘要：文章主要介绍有关18B20温度传感器的应用及有关注意事项，经典接线原理图。 1. 引言：
温度传感器的种类众多，在应用与高精度、高可靠性的场合时DALLAS(达拉斯)公司生产的DS18B20温度传感器当仁不让。超小的体积，超低的硬件开消，抗干扰能力强，精度高，附加功能强，使得DS18B20更受欢迎。对于我们普通的电子爱好者来说，DS18B20的优势更是我们学习单片机技术和开发温度相关的小产品的不二选择。了解其工作原理和应用可以拓宽您对单片机开发的思路。
2. DS18B20的主要特征： * 全数字温度转换及输出。 * 先进的单总线数据通信。 * 最高12位分辨率，精度可达土0.5摄氏度。 * 12位分辨率时的最大工作周期为750毫秒。 * 可选择寄生工作方式。 * 检测温度范围为–55°C ~+125°C (–67°F ~+257°F) * 内置EEPROM，限温报警功能。 * 64位光刻ROM，内置产品序列号，方便多机挂接。 * 多样封装形式，适应不同硬件系统。 3. DS18B20引脚功能：
•GND 电压地 •DQ 单数据总线 •VDD 电源电压
4. DS18B20工作原理及应用：
DS18B20的温度检测与数字数据输出全集成于一个芯片之上，从而抗干扰力更强。其一个工作周期可分为两个部分，即温度检测和数据处理。在讲解其工作流程之前我们有必要了解18B20的内部存储器资源。18B20共有三种形态的存储器资源，它们分别是：
ROM 只读存储器，用于存放DS18B20ID编码，其前8位是单线系列编码(DS18B20的编码是19H)，后面48位是芯片唯一的序列号，最后8位是以上56的位的CRC码(冗余校验)。数据在出产时设置不由用户更改。DS18B20共64位ROM。
5. 控制器对18B20操作流程：
1、 复位：首先我们必须对DS18B20芯片进行复位，复位就是由控制器(单片机)给DS18B20单总线至少480uS的低电平信号。当18B20接到此复位信号后则会在15~60uS后回发一个芯片的存在脉冲。
2、 存在脉冲：在复位电平结束之后，控制器应该将数据单总线拉高，以便于在15~60uS后接收存在脉冲，存在脉冲为一个60~240uS的低电平信号。至此，通信双方已经达成了基本的协议，接下来将会是控制器与18B20间的数据通信。如果复位低电平的时间不足或是单总线的电路断路都不会接到存在脉冲，在设计时要注意意外情况的处理。
3、 控制器发送ROM指令：双方打完了招呼之后最要将进行交流了，ROM指令共有5条，每一个工作周期只能发一条，ROM指令分别是读ROM数据、指
定匹配芯片、跳跃ROM、芯片搜索、报警芯片搜索。ROM指令为8位长度，功能是对片内的64位光刻ROM进行操作。其主要目的是为了分辨一条总线上挂接的多个器件并作处理。诚然，单总线上可以同时挂接多个器件，并通过每个器件上所独有的ID号来区别，一般只挂接单个18B20芯片时可以跳过ROM指令(注意：此处指的跳过ROM指令并非不发送ROM指令，而是用特有的一条“跳过指令”)。ROM指令在下文有详细的介绍。
4、 控制器发送存储器操作指令：在ROM指令发送给18B20之后，紧接着(不间断)就是发送存储器操作指令了。操作指令同样为8位，共6条，存储器操作指令分别是写RAM数据、读RAM数据、将RAM数据复制到EEPROM、温度转换、将EEPROM中的报警值复制到RAM、工作方式切换。存储器操作指令的功能是命令18B20作什么样的工作，是芯片控制的关键。
5、 执行或数据读写：一个存储器操作指令结束后则将进行指令执行或数据的读写，这个操作要视存储器操作指令而定。如执行温度转换指令则控制器(单片机)必须等待18B20执行其指令，一般转换时间为500uS。如执行数据读写指令则需要严格遵循18B20的读写时序来操作。数据的读写方法将有下文有详细介绍。 6. DS28B20芯片ROM指令表
Read ROM(读ROM)[33H] (方括号中的为16进制的命令字) Match ROM(指定匹配芯片)[55H] Skip ROM(跳跃ROM指令)[CCH] Search ROM(搜索芯片)[F0H] Alarm Search(报警芯片搜索)[ECH] 7. DS28B20芯片存储器操作指令表：
Write Scratchpad (向RAM中写数据)[4EH] Read Scratchpad (从RAM中读数据)[BEH] Copy Scratchpad (将RAM数据复制到EEPROM中)[48H] Convert T(温度转换)[44H] Recall EEPROM(将EEPROM中的报警值复制到RAM)[B8H] Read Power Supply(工作方式切换)[B4H] 8.写程序注意事项
DS18B20复位及应答关系
每一次通信之前必须进行复位，复位的时间、等待时间、回应时间应严格按时序编程。
DS18B20读写时间隙：
DS18B20的数据读写是通过时间隙处理位和命令字来确认信息交换的。 写时间隙：
写时间隙分为写“0”和写“1”，时序如图7。在写数据时间隙的前15uS总线需要是被控制器拉置低电平，而后则将是芯片对总线数据的采样时间，采样时间在15~60uS，采样时间内如果控制器将总线拉高则表示写“1”，如果控制器将总线拉低则表示写“0”。每一位的发送都应该有一个至少15uS的低电平起始位，随后的数据“0”或“1”应该在45uS内完成。整个位的发送时间应该保持在60~120uS，否则不能保证通信的正常。 读时间隙：
读时间隙时控制时的采样时间应该更加的精确才行，读时间隙时也是必须先由主机产生至少1uS的低电平，表示读时间的起始。随后在总线被释放后的15uS
中DS18B20会发送内部数据位，这时控制如果发现总线为高电平表示读出“1”，如果总线为低电平则表示读出数据“0”。每一位的读取之前都由控制器加一个起始信号。注意：必须在读间隙开始的15uS内读取数据位才可以保证通信的正确。 在通信时是以8位“0”或“1”为一个字节，字节的读或写是从高位开始的，即A7到A0.字节的读写顺序也是如图2自上而下的。
9.接线原理图：
本原理图采用四位数码管显示，低于100度时，首位不显示示例27.5，低于10度时示例为9.0，低于零度时示例为-3.7。
结束语：基于DS18B20温度测量温度准确，接线简单，易于控制，加以扩展可以应用到各种温度控制和监控场合。
参考文献：
DALLAS(达拉斯)公司生产的DS18B20温度传感器文献
程序：
#include
#define uchar unsigned char #define uint unsigned int
sbit sda=P1^7; sbit dian=P0^7;//小数点显示 uint tem;
uchar h; uchar code tabw[4]={0xf7,0xfb,0xfd,0xfe};//位选 uchar code tabs[12]={0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90,0xff,0xbf};//数码管数据
//
0
4 5 6
8 9
空
- uchar code ditab[16]= {0x00,0x01,0x01,0x02,0x03,0x03,0x04,0x04,0x05,0x06,0x06,0x07,0x08,0x08,0x09,0x09}; //查表显示小数位 ，1/16=0.0625,即当读出数据为3时，3*0.0625=0.1875，读出数据为3时对应1，查表显示1，为4时显2 uchar data temp[2]={0};//高位数据与低位数据暂存 uchar data display[5]={0};//显示缓存
void delay(uchar t)//t为1时延时小于5us { while(t--); } void delay1()//4us {} void delays(uchar m)//1ms { uchar i,j; for(i=0;i
for(j=0;j<110;j++); } void reset()//初始化 { uchar x=1; while(x) {
while(x)
{
sda=1;
sda=0;
delay(50);//延时500us以上
sda=1;
delay(5);//等待15us-60us
x=sda;
}
delay(45);
x=~sda; }
sda=1; } void write_s(uchar temp)//写入一个字节 { uchar i; for(i=0;i<8;i++) {
sda=1;
sda=0;
delay1();
sda=temp&0x01;
delay(6);
temp=temp/2; } sda=1; delay(1); } uchar read_s()//读出一个字节的数据 { uchar m=0,i; for(i=0;i<8;i++) {
sda=1;
m>>=1;
sda=0;
delay1();
sda=1;
delay1();
if(sda)
m=m|0x80;
delay(6); } sda=1; return m; } uint read_1820()//读出温度 { reset(); delay(200); write_s(0xcc);//发送命令
write_s(0x44);//发送转换命令
reset(); delay(1); write_s(0xcc);
write_s(0xbe); temp[0]=read_s(); temp[1]=read_s(); tem=temp[1]; tem<<=8; tem|=temp[0]; return tem; } void scan_led()//数据显示—数码管 { uchar i; for(i=0;i<4;i++) {
P0=tabs[display[i]];
P1=tabw[i];
delays(7);
if(i==1)
dian=0;
P1=tabw[i];
delays(2); } } void convert_t(uint tem)//温度转换{ uchar n=0; if(tem>6348) {
tem=65536-tem;
n=1; } display[4]=tem&0x0f; display[0]=ditab[display[4]];
display[4]=tem>>4;
display[3]=display[4]/100;
display[1]=display[4]%100;
display[2]=display[1]/10;
display[1]=display[1]%10; if(!display[3]) {
display[3]=0x0a; } if(!display[2])
display[2]=0x0a; if(n)
// 取百位数据暂存
// 取后两位数据暂存// 取十位数据暂存
{
n=0;
display[3]=0x0b; } } void main() { delay(0); delay(0); delay(0); P0=0xff; P1=0xff; for(h=0;h<4;h++)//初始化为零
{
display[h]=0; } reset(); write_s(0xcc); write_s(0x44); for(h=0;h<100;h++)//显示0保持
scan_led(); while(1) {
convert_t(read_1820());//读出并处理
scan_led();//显示温度
温度传感器设计报告范文第3篇
汽车传感器的工作环境和条件比较恶劣, 因此, 传感器能否精确可靠地工作对发动机至关重要。冷却液温度传感器是电控发动机控制系统中主要传感器之一, 它向发动机控制系统ECU提供发动机冷却液变化信息, 是ECU实施发动机喷油量等参数优化控制的重要依据。作为发动机的主要传感器之一, 冷却液温度传感器即在发动机电控过程中承担着“眼睛”的角色, 若使用效果不好同时也是发动机新的故障源之一。
传感器的波形一般分为正常波形和异常波形两种。正常波形是指发动机无故障正常运转工况下所得到的波形。异常波形是指电控发动机有明显故障和传感器有故障时输出的波形。由于传感器有故障, 导致发动机产生故障特征, 从而使发动机工作性能下降, 所以当发动机出现故障特征时, 只要用示波器判断传感器信号波形是否异常, 就可以知道传感器是否有故障, 从而就可以准确诊断。
1 试验工况设置
由于不同的试验工况可能出现不同的试验现象, 因此在分析冷却液温度传感器故障特征时, 为了使试验结果具有代表性和可比性, 选择典型的发动机试验工况进行。
在发动机暖机工况下, 根据冷却液温度信号喷油控制模块增加喷油量, 当冷却液温度为85℃~90℃时, ECU不增加喷油。所以在暖机工况下, 冷却液温度传感器故障对电控发动机性能的影响很大。为了研究冷却液温度传感器故障产生的机理, 选定暖机工况为试验工况。在选定的发动机试验工况下, 传感器信号的采集方法和在暖机工况下的输出信号如图1和图2所示。
2 冷却液温度传感器信号断开对发动机油耗和排放的影响
为了研究温度传感器输出断开故障对发动机经济性和发动机排放的影响, 通过故障模拟台的控制装置, 接通、断开冷却液温度传感器输出信号, 同时测量发动机经济性和排放有关的参数。
通过对比故障设置前后的发动机有无冷却液温度信号, 来分析温度信号对油耗、λ、CO、HC和NOx等排放的影响。原机与无冷却液温度信号时的转速、油耗、λ、CO、HC和NOx排放对比如图3、图4、图5、图6和图7所示, 试验数据见表1所示。
从表1和图3、图4、图5可以看出, 当发动机冷却液温度为22℃时, 无信号与有信号之间存在如下关系:转速增加8r/min (0.6%) , 油耗增加0.1kg/h (7.4%) , λ下降0.021 (2.5%) , CO排放增加0.5 9% (1 5%) , H C排放增加39ppm (10%) , NOx排放下降14ppm (12%) 。当发动机冷却液温度为90℃时, 无信号与有信号之间的关系发生了一些变化:转速增高3r/min (0.4%) , 油耗增加0.02kg/h (2.3%) , λ下降0.01 (1.3%) , CO排放增加0.13% (10%) , HC排放增加52ppm (17%) , NOx排放下降9ppm (7.5%) 。这主要是因为在发动机冷却温度信号断开情况下, 电脑ECU未接收到冷却液温度传感器的信号, 判断发动机处于故障运行模式, ECU按预先设定的程序工作, 增加了供油量。
由图6可以看出:无冷却液温度信号时的CO排放略高于原机。这主要是因为:CO的生成主要是由于燃料的不完全燃烧。无冷却温度信号时, 由于电控单元接收不到发动机冷却液温度信号, 按故障运行模式就导致混合气加浓、燃料不完全燃烧, 所以使CO的排放比原机略大。
在图7上, 无冷却温度信号时的HC排放略高于原机, 原因也是由于无冷却液温度信号时, 电控单元控制混合气加浓, 额外燃油导致燃烧不完全增加。
在图8上, 无冷却液温度信号时的NOx排放比原机小, 这是因为:NOx的生成是由于混合气中有剩余O2的存在以及燃烧温度高等造成的。当冷却温度信号断开以后电控单元对混合气进行加浓, 混合气比原机浓, 故NOx的生成量比原机的小。
3 结语
(1) 却液温度传感器信号断开时, 发动机暖机工况, 混合气变浓, CO和HC排放升高, NOx排放降低。 (2) 在冷却温度传感器正常工况下, 发动机暖机时, 随着发动机温度增大, 发动机转速下降到正常转速。但是冷却温度传感器输送低温假信号时, 与正常暖机工况相比, 发动机转速、油耗、CO, HC、排放增加, NOx排放减小。
摘要：冷却液温度传感器是电控发动机控制系统中主要传感器之一, 其工作运行状态的好坏直接影响到发动机喷油量等参数的优化控制。针对传统故障诊断方法缺乏机理分析的缺点, 以冷却液温度传感器为例, 利用波形分析法阐述了冷却液温度传感器故障产生的机理, 可以从根源上诊断冷却液温度传感器的故障源所在, 为发动机其它传感器的故障诊断提供了有益的借鉴。
关键词：波形分析,传感器,故障,机理
参考文献
[1] 陈家瑞.汽车发动机构造[M].北京:人民交通出版社, 2010.
[2] 齐志鹏.汽车传感器和执行器的原理与检修[M].北京:人民邮电出版社, 2002.
[3] 元征股份有限公司.元征汽车检测产品培训教材[M].杭州:浙江大学出版社, 2002.
[4] 王俊红.电控汽油发动机传感器信号模拟试验系统设计[D].西安:长安大学, 2007.
温度传感器设计报告范文第4篇
外围红外报警应急预案
一、目的：
为了正确、有效和快速处理周界防越红外线报警事件，保障公司业主人身和财产安全，维护公司内公共秩序，最大限度地减少因不法分子违法行为造成的影响和损失。
二、适用范围：
适用于*******周界防越红外报警事件应急处理。
三、参加人员：
*******管理处经理及全体员工
三、时间：
2016年X月X日下午X时
四、演练地点：
*******总部大楼C座外围
五、演练内容：
C座外围红外报警
六、现场指挥人员及职责：
总指挥：项目经理 副总指挥：项目副经理
职 责：负责应急演练的统一协调指挥及演练过程中各环节实施情况的现场检查。 现场指挥：安管队队长
职责：执行上级下达的命令，协调各部门之间的配合，对演习进行总结等。
抢修组：工程组
职 责：对红外对射探头、围栏等设施进行检查、修复。
*******分公司
巡逻组：安管队
职 责：巡查红外报警现场，查看设备是否完好、是否有可疑人员和物品等。
警戒组：特勤人员
职 责：维护现场秩序安全，确保演习顺利进行。
七、现场处理：
1.监控室接到报警后，第一时间将准确的报警地址通知区域巡逻岗和班队长。同时应密切关注报警区域附近的监控镜头，发现状况立即再次通知班队长，并在《*******红外对射报警记录表》、《*******安管员值班/交接班记录表》做好记录。
2.各岗听到监控室对讲传达的信息后立即注意本岗位周围异常情况，并严密盘查本岗位出入人员，有异常情况立即向班长报告。
3.班长立即组织其他岗位对报警区域包抄排查：先包抄，后地毯式排查搜寻，找制高点进行俯视。
3.1 报警区域巡逻岗必须在3分钟内赶往报警地点并进行搜寻。搜寻内容包括：
第一，关注可疑人员：可视范围内所有人员，如果有人员必须进行确认。
第二，用强光手电照射查看报警区域的围栏是否完好。
第三，报警区域围栏两侧是否有可疑物体等。
第四，报警区域附近隐秘处是否有人员迹象。另外22:00后报警，巡逻岗5分钟后再次对该区域进行复查。
*******分公司
3.2 其他人员包抄排查关键点：一楼窗户、楼道(夜间以声控灯亮的为排查重点)、灌木丛、地下库、拐角处等。
4.发现可疑人员的处理。只要不认识(不要听此人解释)，自我防范的基础上立即报警通过公安机关核实确认。如果可疑人员逃跑，在自我防范的基础上立即抓捕、制服、报警，三人以上看守。
5.出现报警后，排查完毕要再次测试报警是否正常。如红外对射持续报警且无法重新布防，监控室应第一时间将信息通知班队长及维保单位，而后由维保人员对报警防区的红外对射探头进行逐一排查，查看是否有遮挡物、线路或设备是否被损坏，直至查找到具体原因：
● 如确定为设备故障，无法及时修复，班队长必须组织人防补位，直至设备修复。
● 如确定是人为所致，班队长必须组织人员进行蹲守布控并上报经理部。
6.分析总结，结果报监控室进行记录存档。
八、后续处理：
1.如抓获嫌疑人等，及时交由公安机关处理。
2.在12小时内填写《突发事件处理记录》上报经理部。
3.认真对事件发生的原因进行分析并制定整改计划，指定专人进行跟进闭环。
九、相关材料：
报警设施受损资料、受损情况照片、受损业主资料。
十、相关工具：
对讲机、电话、强光手电、警棍、盾牌。
温度传感器设计报告范文第5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：
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[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。
温度传感器设计报告范文第6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