1.3 国内研究状况
随着国内外工艺的日益发展，温度检测技术也不断的进步，目前的温度检测使用的温度计种类繁多、应用范围也较广泛，大致包括一些几种方法：
利用物体热胀冷缩原理制成的温度计，包括玻璃温度计、双金属温度计、压力温度计等；
（2）利用热电效应技术制成的温度检测元件
利用此项技术制成的温度检测元件主要是热电偶。热电偶发展较早，比较成熟，至今仍未应用最广泛的检测元件。热电偶具有结构简单、制作方便、测量范围宽、精度高、热惯性小等特点。常用热电偶镍铬-镍硅、镍铬-康铜、铂铑-铂、铂锗30-铂锗6等；
（3）利用热阻效应制成的温度计
可分为电阻测温元件、导体测温元件、陶瓷热敏测温元件； （4）利用热幅原理制成的高温计
辐射测温在近年相对其他的测温领域显得活跃些，热辐射高温计通常分为两种：一种是单色辐射高温计，一般称为光学高温计；另一种是全辐射高温计，它的原理是物体受热辐射后，视物体本身的性质，能将其吸收、透过或反射，。而受热物体放出的辐射能的多少，与他的温度有一定的关系。热辐射式高温计就是根据这种热辐射原理制成的。
（5）利用声学原理进行温度测量
声学法温度检测技术是近年来发展起来的一项新技术，利用该技术，可以对炉内的烟气温度测量值和火焰分布进行检测，判断炉的燃烧状况，进行实时调节和控制。
1.4本文研究主要内容
本设计介绍数字显示温度计，具有方便测温范围广，测温准确，其输出温度采用数字显示。该设计控制使用单片机AT89S51，测温传感器使用DS18B20，用3位共阳极LED数码管以串口传送数据，实现温度显示，能准确达到以上要求。
随着科技的不断发展，现代社会对各种信息参数的准确度和精确度的要求有很大的增长，而如何准确而又迅速的获得这些参数就需要受制于现代信息基础的发展水平。单片机控制无疑是人们追求的目标之一。在三大信息信息采集(即传感器技术)、
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信息传输(通信技术)和信息处理(计算机技术)中，传感器属于信息技术的尖端产品，尤其是温度传感器技术，在我国各领域已经引用的非常广泛，人民的生活与环境的温度息息相关，不仅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现实意义。
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第2章 设计内容及性能指标
本课题主要研究如何利用DS18B20智能温度传感器实时显示温度.并利用DS18B20智能温度传感器、DS1302时间基准电路和单片小系统，设置一个数字温度采集系统。并设计一个人机接口电路, 并将其与LED显示键盘合并使用，制成一个能实时显示温度的数字温度计。
本次课题还要求学会并掌握电路的焊接与组装，软件的结构化编程，并对软件进行调试，掌握系统联调的方法。
2.1温度检测技术介绍
近年来，在温度检测技术领域，多种新的检测原理与技术的开发应用，已取得了重大进展。新一代的温度检测元件正在不断地出现和完善化。
（1）晶体管温度检测元件
半导体温度检测元件是具有代表性的温度检测元件。半导体的电阻温度系数比金属打1-2个数量级，二极管和三极管的PN结电压、电容对温度灵敏度很高。基于上述测温原理已研制了各种温度检测元件。
（2）集成电路温度检测元件
利用硅结晶管基极——发射极间电压与温度关系（即半导体PN结的温度特性）进行温度检测，并把测温、激励、信号处理电路和放大电路集成一体，封装于小型管壳内，即构成了集成电路温度检测元件。目前，国内外业进行了生产。
（3）磁核共振温度检测器
所为磁核共振现象是指具有核自旋的物质置于静磁场中时，当于静磁场垂直方向加以电磁波，会发生对某频率电磁的吸收现象。利用共振吸收频率随温度上升而减少的原理研制成的温度检测器，成为核磁共振温度检测器。这种检测器精度极高，可以测量出千分之一开尔文，而且输出的频率信号是用于数字化运算处理，故是一种性能十分良好的温度检测器。在常温下，可做理想的标准温度计之用。
（4）热噪声温度检测器
他的原理是利用热电阻元件产生的噪声电压与温度的相关性，
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其特点是：
1.输出噪声电压大小与温度是正比例关系； 2.不受压力影响；
3.感温元件的阻值几乎不影响测量精确度。
所以它是可以直接读出绝对温度值而不受材料和条件限制的温度检测器。 （5）石英晶体温度检测器
它采用LC或Y型切割的石英晶片的共振频率随温度的变化来制作的。它利用?P技术，自动补偿石英晶片的非线性，测量精度较高，一般可检测到0.001℃，所以可做标准检测之用。
（6）激光温度检测器
激光测温特别适用于远程测量和特殊环境下的温度测量，用氦氖激光源的激 光作反射计可测得很高的温度，精度达1%；用激光干涉和反射原理制作的温度检测器可测得更高温度，上限可达3000℃，专门用于核聚变研究，但在工业上应用还需进一步开发和实验。
（7）微波温度检测器
采用微波测温可以达到快速测量高温的目的。它是利用在不同的温度下，温度与控制电压呈线性关系的原理制成的。这种检测器的灵敏度为250kHZ/℃，精度为?1%左右，检测范围为20℃-1400℃。
（8）纯贵金属热电偶的研究
由两种纯金属组成的热电偶，因其材料均匀性远优于合金材料，因而稳定性好得多。在铂铑合金热电阻（S，R型）的不确定度已很难提高之后，人们开始寻找由纯贵金属组成的热电偶，以代替S和R型热电偶，作为传递的标准。
（9）信息技术时代自动化系统中的温度检测仪表
现代的工业进程自动化系统是现场总线控制系统，它是信息技术进入工业自动化后出现的新一大自动控制系统。现场总线是安装在制造或过程区域的现场装置与控制室内的自动化装置之间的数字式、串行、多点通信的数据总线。所有的现场仪表均接到现场总线上。在这样的系统中，通常不应使用各种不同输出的温度计，必须将输出转变成统一的电信号，这样的“温度计”就变成了“温度变送器”。在现场总线控制系统中的温度变送器主要是有热电偶和热电阻变送器，也有辐射温度变送器。
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第3章 系统方案论证与比较
该系统主要由温度测量和数据采集两部分电路组成，实现的方法有很多种。下面对一种方案进行具体分析。
采用热电偶温差电路测温，温度检测部分可以使用低温热偶，热电偶由两个焊接在一起的异金属导线所组成（热电偶的构成如图 3-1），热电偶产生的热电势由两种金属的接触电势和单一导体的温差电势组成。通过将参考结点保持在已知温度并测量该电压，便可推断出检测结点的温度。数据采集部分则使用带有A/D 通道的单片机，在将随被测温度变化的电压或电流采集过来，进行A/D 转换后，就可以用单片机进行数据的处理，在显示电路上，就可以将被测温度显示出来。热电偶的优点是工作温度范围非常宽，且体积小，但是它们也存在着输出电压小、容易遭受来自导线环路的噪声影响以及漂移较高的缺点，并且这种设计需要用到A/D 转换电路，感温电路比较麻烦。
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图3-1热电偶电路图
系统主要包括对A/D0809 的数据采集，自动手动工作方式检测，温度的显示等，这几项功能的信号通过输入输出电路经单片机处理。此外还有复位电路，晶振电路，启动电路等。故现场输入硬件有手动复位键、A/D 转换芯片，处理芯片为51 芯片，
执行机构有4 位数码管、报警器等。系统框图如图 3-2所示：
数码管 报警电路 测温电路 晶振电路 复位电路 单 A/D0809 片 机 按键防抖动
图 3-2热电偶温差电路测温系统框图
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