温度采集系统设计与实现_开题报告.pdf

南京航空航天大学金城学院
毕业设计（论文）开题报告

题目温度采集系统设计与实现

系部自动化

专业电气工程与自动化

学生姓名沈超学号2013031326

指导教师李蓓职称讲师

毕设地点南京航空航天大学金城学院

2014年1月13日

填写要求

1．开题报告只需填写“文献综述”、“研究或解决的问题和拟

采用的方法”两部分内容，其他信息由系统自动生成，不需要手
工填写。

2．为了与网上任务书兼容及最终打印格式一致，开题报告采

用固定格式，如有不适请调整内容以适应表格大小并保持整体美
观，切勿轻易改变格式。

3．任务书须用A4纸，小4号字，黑色宋体，行距1.5倍。
4．使用此开题报告模板填写完毕，可直接粘接复制相应的内
容到毕业设计网络系统。

1.结合毕业设计（论文）课题任务情况，根据所查阅的文献资料，撰写1500～2000字左右的文献
综述：

一、选题的目的意义

触觉所传递的第一份信息就是温度，它也是最重要，最丰富的信息。可见温度不仅
仅是工农业的重要参数，也无处不在的光顾着生活的方方面面。随着社会的发展、科技
的进步以及测温仪器在各个领域的应用，智能化已是现代温度采集系统发展的主流方向。
特别是近年来，温度采集系统已应用到人们生活的各个方面，发电厂锅炉的温度必须控
制在一定的范围之内；许多化学反应的工艺过程必须在适当的温度下才能正常进行；炼
油过程中，原油必须在不同的温度和压力条件下进行分馏才能得到汽油、柴油、煤油等
产品。冶金、机械、食品、化工等各类工业生产过程中广泛使用的各种加热炉、热处理
炉、反应炉，对工件的处理温度等均需要对温度严格控制。没有合适的温度环境，许多
电子设备就不能正常工作，粮仓的储粮就会变质霉烂，酒类的品质就没有保障。因此，
各行各业对温度采集的要求都越来越高。
人民的生活与环境的温度息息相关，在工业生产过程中需要实时测量温度，在农业
生产中也离不开温度的测量，因此研究温度的测量方法和装置具有重要的意义。

二、国内外研究现状

温度采集系统是在嵌入式系统设计的基础上发展起来的。嵌入式系统虽然起源于微
型计算机时代，但是微型计算机的体积、价位、可靠性，都无法满足广大对象对嵌入式
系统的要求，因此，嵌入式系统必须走独立发展道路。这条道路就是芯片化道路。将计
算机做在一个芯片上，从而开创了嵌入式系统独立发展的单片机时代。单片机诞生于二

十世纪七十年代末，经历了SCM、MCU和SOC三大阶段。
温度采集传感器发展大致经历了：传统的含有敏感元件的分立式温度传感器、模拟
集成温度传感器/控制器和智能温度传感器三个阶段。
传感器的选择受到很多因素的影响，首先是各种温度传感器自身的优缺点，其次是
各种不同的环境因素，还有就是系统所要求实现的精度等，所以在不同的设计当中温度
传感器的选择也将不同。
1.热电偶传感器
热电偶传感的原理是将温度变化转换为电势变化。它是利用两种不同材料的金属连
接在一起，构成的具有热电效应原理的一种感温元件。其优点为精确度高、测量范围广、
构造简单、使用方便，型号种类比较多且技术成熟等。目前广泛应用于工业与民用产品
中。热电偶传感器的种类很多，在选择时必须考虑其灵敏度、精确度、可靠性、稳定性
等条件。
2.热电阻传感器
热电阻传感器的原理是将温度变化转换为电阻值的变化。热电阻传感器是中低温区
最常用的一种温度传感器。它的主要特点是：测量精度高，性能稳定。其中铂热电阻的
测量精度是最高的，不仅广泛应用于工业测温，而且被制作成标准的基准仪。从热电阻
的测温原理可以知道，被测温度的变化是直接通过热电阻阻值的变化来表现的。因此，
热电阻的引出线的电阻的变化会给测温带来影响。为消除引线电阻的影响，一般采用三
线制或四线制。热电阻测温系统一般由热电阻、连接导线、显示仪表组成。
3.半导体集成模拟温度传感器

半导体IC温度传感器是利用半导体PN结的电流、电压与温度变换关系来测温的一
种感温元件。这种传感器输出线性好、精度高，而且可以把传感器驱动电路、信号处理
电路等，与温度传感器部分集成在同一硅片上，体积小，使用方便，应用比较广泛的有

AD590等。IC温度传感器在微型计算机控制系统中，通常用于室温或环境温度的检测，
以便微型计算机对温度测量值进行补偿。
4.半导体集成数字温度传感器
随着科学技术的不断进步和发展，新型温度传感器的种类繁多，应用逐渐广泛，并
且开始由模拟式向着数字式、单总线式、双总线式、多总线式发展。数字温度传感器，

更因适合与各种微处理器的I/O接口相连接，组成自动温度控制系统，这种系统克服了
模拟传感器与微处理器接口时需要信号调理电路和A/D转换器的弊端，被广泛应用于工
业控制、电子测温、医疗仪器等各种温度控制系统中，数