温度监测范文

温度监测篇1

关键词：大体积混凝土；温度检测；温度应力；温度控制

中图分类号： TV544 文献标识码： A 文章编号：

1.引言

大体积混凝土结构具有结构较厚、体积较大、混凝土较多、钢筋较密集、工程条件和施工较复杂等特点。因此，大体积混凝土结构在连续浇筑和硬化的过程中，由于温度应力会造成大体积混凝土结构开裂，对结构的整体性、抗渗性、抗疲劳性及承载力十分不利。这就要求我们加强温度监测和温度控制，预防大体积混凝土结构的开裂，提高整个工程的质量。

2.大体积混凝土开裂的原因

2.1设计、施工、养护不当

导致大体积混凝土结构开裂的原因很复杂，但首要因素就是设计不当。如在结构截面的突变位置或者转角位置等设计有缺陷；对混凝土配合比的设计不当等，这些都会造成大体积混凝土结构的开裂。除了设计问题之外，大体积混凝土结构的施工工艺和养护工艺不到位，也会造成大体积混凝土结构的开裂。

2.2温度应力的产生

温度应力是造成大体积混凝土开裂的本质因素。在大体积混凝土结构的浇筑和硬化过程中，水泥将进行水化反应，水化反应会产生大量的水化热，而混凝土的热阻很大，热量就会聚集在结构内部，不容易散发出来，但是结构的外部散热比较快，这样一来大体积混凝土结构的内部和外部就形成比较大的温差，将引起体积的变化，使混凝土结构的表面产生一定的拉应力。拉应力会随着温差的变化而变化，当拉应力超过了混凝土抗拉强度的极限时，混凝土结构的表面就会出现裂缝。

3.温度应力产生的原因

为了预防大体积混凝土结构出现裂缝，我们必须对温度应力产生的原因进行探讨。首先是水泥的水热化影响。在混凝土结构浇筑的初期，混凝土的弹性模量比较低，对温度变化引起的变形约束不大，但随着龄期的增长，混凝土的弹性模量越来越高，对温度变化引起的变形约束也越来越强，产生温度应力。其次是外界温度变化的影响。外界气温越高，混凝土浇筑的温度也越高，那么相对的最高温值也越高；外界气温降低时，会加大混凝土的降温幅度。内外温差越大，温度应力就会越大。再次是混凝土收缩变形的原因。混凝土的收缩变形有凝缩、冷缩等多种形式。收缩变形越大，分布越不均匀，产生的拉应力就越大。最后是约束条件的影响。大体积混凝土结构在变形过程中，会受到一定的约束，阻碍它自由变形，并产生拉应力。

4.温度监测

4.1温度监测系统

为避免大体积混凝土结构受温度应力的影响，必须对结构的温度进行监测，掌握混凝土温度的变化情况。最初的温度监测方法是在底板混凝土内部埋上钢管，人工逐个进行测温。但是这种方法劳动强度大、效率低，已经不能适应现代施工技术的高要求。目前，一般采用微机自动监测系统，对大体积混凝土结构的施工全过程进行连续的监测。该监测系统具有准确、可靠等特点，能够及时提供各个监测点的即时温度和温度随时间变化的曲线图。

4.2监测点的布置

关于监测点的布置，可以根据混凝土的形状、特征、控制条件等来设计。下面以某地下承台的施工为例，该承台是长30.7米，宽22.3米，厚3.5米的钢筋混凝土结构。通过实验室浇筑足尺体积混凝土，可以对所使用的材料和条件有一定的把握，然后可以对实验室内的混凝土的温度进行监测，在足尺混凝土模型中设置监测点（如图1所示），根据监测结果分析和调整大体积混凝土结构的具体施工方案。

4.3监测结果分析

根据各个监测点的温度监测的结果记录（如图2所示），可以分为三个时期：一是浇筑前期，是指混凝土入模型后，温度曲线明显上升；二是浇筑中期，是指混凝土中的水泥产生水化热，各个温度监测点的温度逐渐缓慢的降低；三是浇筑后期，温度监测点的温度降低更加缓慢。由图2可以得出，混凝土的最大温度和最大温差的出现规律并不是同步的，因此在具体的施工过程中，对于控制最大温度和最大温差要采取不同的控制方法。

5.温度控制

5.1温度控制指标

温度监测只是一种手段，而不是目的。目的是要根据温度监测来了解混凝土温度场分布的变化情况，从而采取合理有效的温度控制措施，来防止大体积混凝土结构裂缝的产生。大体积混凝土结构的温度控制是一项复杂的系统工程，主要包括控制混凝土的最大温差、最大升温降温速率、内部最高温度等内容。因此，温度控制的指标主要是任一时间和任一截面中两点的温差不宜超过20℃，最大不能超过25℃；入模温度一般在25℃以下，即使在炎热的气候下，也不能超过28℃，若在寒冷的气候下，则不能低于12℃等。

5.2温度控制的措施

5.2.1完善大体积混凝土结构的设计

要完善大体积混凝土结构的设计，首先,要进行合理分块、分层的浇筑。因为当大体积混凝土结构的尺寸过大时，整体浇筑会产生较大的温度应力。采用分层、分块进行浇筑，可以降低温度应力，避免大体积混凝土结构出现裂缝。其次,要注意避免应力集中。在大体积混凝土结构中，结构断面的突变位置或者转角位置都是应力较为集中的区域，也是容易出现裂缝的区域。因此，在设计过程中，可以在结构断面突变的地方作一些过渡处理，在转角处和过渡处考虑使用抗裂钢筋。最后，要改善外约束条件。大体积混凝土结构出现裂缝的重要原因是该结构在降至稳定温度场的过程中，收缩变形受到基础的约束而产生的拉应力。因此，在设计过程中，我们要充分考虑基础的约束情况。

5.2.2合理选择原材料

由于经济的迅猛发展，构建大体积混凝土结构的原材料种类繁多、数量庞大，这就需要对原材料进行谨慎的选择。首先，要选择中热或者低热的水泥。因为混凝土的绝热温升值跟单方水泥最终的放热量呈正比关系。选择中热或者低热的水泥，可以有效控制混凝土水化热温升。其次，要合理选择骨料。混凝土结构骨料的合理选择，不仅可以改善混凝土的工作特性，而且可以提高混凝土的强度，降低水泥的使用量，从而降低水化热温升。最后，采用特种混凝土。如为提高混凝土的抗裂性，可以采用纤维混凝土。所谓纤维混凝土就是在混凝土中直接掺入一些抗拉强度特别高的纤维，从而提高混凝土的抗裂性。

5.2.3加强施工管理

在大体积混凝土结构的施工过程中，要加强施工管理，控制好混凝土浇筑的温度。因为混凝土的内部温度是水化热的绝热温升、浇筑温度等各种温度的总和。浇筑温度越高，混凝土的内部温度也就越高。在加强施工管理的同时，也要优化施工工艺。大体积混凝土结构在采取分块浇筑方案后，单块混凝土的一次性浇筑量也很大。为保证单块混凝土的整体性，必须要连续浇筑，在先浇筑的混凝土凝结前完成所有的浇筑工作。

6.结语

大体积混凝土结构在施工过程中，对温度需要进行严格的控制。因此，温度监测和温度控制是大体积混凝土结构施工过程中，必须考虑的两个重大问题。对施工过程进行温度检测，可以随时掌握温度变化的情况，不仅能真实反应混凝土温度特征和变化规律，而且能够指导温度控制，从而采取有效的温度控制措施，降低温度应力，预防裂缝的出现，保证整个工程的质量。

参考文献

[1]王铁梦.工程结构裂缝控制[M].北京: 中国建筑工业出版社, 1997.

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[4]蒋林森.大体积混凝土施工技术浅析[J].中国高新技术企业.2008(15).

[5]刘春艳.大体积混凝土温度裂缝的控制措施[J].太原科技.2010(01).

温度监测篇2

关键词：电缆接头；温度；监测

引言

在进行电力系统能量传输的过程中，不可忽视电力电缆故障的存在，电力系统的安全运行和可靠运行都会受到实际运行状况的影响。因此，只有找准电力电缆故障发生的原因，才可以通过相匹配的监测手段和预防措施，确保电力电缆的安全运行。

1电缆接头温度监测方式

在电力电缆网络中，电缆接头是不可或缺的一部分。总结多年运行经验，有超过90%的电缆运行故障，都是因为接头故障引起的。并且接头温度过高也是发生故障和绝缘老化最主要的原因之一。电荷集肤效应以及涡流损耗、绝缘介质损耗都会产生附加热量，从而使电缆温度升高。当电缆负载电流通过电缆时，电缆接头的温度会从100℃上升到140℃，这便会引起芯线温度也会上升到90℃，导致芯线发热，过高的温度会加速绝缘老化，以致绝缘被击穿。当接头质量不达标时，压接不紧、接触电阻过大，电缆接头温度长期过高时就会将绝缘层破坏，极易导致火灾的发生。在电缆接头的运行温度监测中，需要考虑到温度监测的具体技术。其中点式温度监测方式包含了有线连接和无线连接两种方式，具体的运行监测如下。

1.1有线连接方式

有线连接是利用数据总线以及单片机来实现主控计算机和温度传感器之间的连接，从而完成数据的管理控制和传输的要求［1］。如，在通过点式温度监测方式来设计的电缆接头运行温度监测系统中，通过总线来进行各个部分的连接，就属于最典型的点式温度监测系统有线连接方式。但是这一方式存在的不足在于：只适合小范围且待测量点相对密集的场合；安装时工作量偏大，并且实现上有很大的困难；一旦出现故障，很难进行维护。所以，多应用于变电站或者是发电厂等待测设备相对集中的区域。

1.2无线连接方式

针对城市电网当中的电缆接头进行温度的在线监测，就可以利用无线连接的方式进行监测处理。城市地下电缆接头温度接头温度监测系统设计的组成如图1所示。在整个系统之中包含了数据采集、处理、传输、显示以及长远距离的通信能力等，同时再配合上软件的支持，不但可以对电缆的工作状态进行监测，同时也可以对电缆故障隐患进行分析。与有线连接方式进行比较，无线连接方式具有不受距离的限制，可以满足大范围温度监测要求；剔除了数据传输布线等繁杂的工作，减少了工作量；适用性较广，拥有良好的经济性等优势［2］。

2电缆接头温度监测方法

电缆接头属于电缆线路之中相对薄弱的一部分，也是最容易出现电缆故障的位置。一旦接触电阻过大或者是负荷过大，就容易出现接头温度过高的问题，出现直接崩烧或者绝缘老化的现象，使供电系统的安全性受到威胁，甚至还有可能会造成经济方面的损失。所以，在实际运行情况得到把控的基础上，可以按照参数的设置来分析运行情况，做好合理的预测，将故障发生率降至最低，确保潜在的隐患可以及时被发觉。因此，在对电缆接头温度监测技术的探讨中，主要是分析了基于光纤光栅传感器的电缆接头温度监测方法［3］。

2.1温度传感器元件

电力电缆运行状态可以通过电力电缆接头温度直接反映出来，对于电缆温度测量中运用的温度传感器，会有一个温度测量精度逐渐提升的过程。所使用的温度传感元件包含了集成电路温度传感器、红外传感器以及热敏电阻等。考虑到各个方面的限制，在使用当中，该温度传感器无法完全满足要求。因此，考虑使用光缆光栅传感器。光纤光栅传感器具有同时多点进行测量，测温精度高、范围大，传输距离长等优势。而且在各种恶劣环境中，光纤光栅传感技术都可以得到良好的使用。因此，电力行业将光纤光栅传感技术应用到各个主要设备的关键点当中，逐步解决了之前测温技术无法完全解决的问题。

2.2光纤光栅工作原理

光纤光栅本身拥有光敏特性，温度的变化可以利用光波将其转换出来。即通过控制信号，测温系统就可以将宽带激光光源完全激发，从而形成一个宽带光谱，在温度传感器接受到光信号后，拥有特性的窄带光谱就可以通过不同的传感器将其反射回来。然后，利用传导光纤将窄带光谱再一次传递回光纤的探测位置，通过调解实现相互的转换。当A/D转换电路以及相对应的处理完成后，需要对数据进行计算。通过这一系列的操作，设备温度就可以完全的呈现出来。光纤光栅测温原理如图2所示。

2.3测温系统总体结构

基于长电缆接头分布特性要求，在实施长距离传输过程中，通过光纤光栅波分复用技术，进行实时的多点测量。在保证温度监测条件的前提下，可以在接头内部预先埋入传感器，然后监测接头温度。电缆接头测温系统总体结构如图3所示。

2.4案例分析

基于具体的电缆接头运行分析，再配合电缆接头的历史数据资料查阅，就可以预测一定时期内的温度数值。但是考虑到电缆温度变化较慢，所以，每小时进行一次数据采样［4］。利用一阶自适应、二阶自适应、优选组合对某接点的温度进行预测，结果如图4所示。电缆接头温度预测误差如表1所示。根据实例分析，通过优选组合，可以对电缆接头温度变化的实际情况进行更好的预测。

3结语

本文在介绍电缆接头温度监测技术的前提下，对具体案例进行分析，为电缆接头温度变化预测研究提供参考。

参考文献

[1]肖洪，潘贞存.电力电缆接头运行温度的在线监测[J].自动化仪表，2002（10）：33-36.

[2]郭永文，严学文，刘继红.基于“面”测温的电缆接头温度无线监测[J].仪表技术与传感器，2013（09）：96-99.

[3]许晔.电力电缆接头运行温度监测系统设计[J].自动化应用，2015（07）：124-125,127.

[4]黄岩.电力电缆接头的温度监测与预警研究[J].时代农机，2015（10）：35-36.

温度监测篇3

关键词：温度传感器，湿度传感器，GSM，远程监测

 

1、引言

高级别的质量检测需要在高质量的环境中进行。温度和湿度是环境的重要参数，对温湿度的监测是实现优质环境的重要手段。为了避免人为干扰环境和提高效率，远程监测是一种有效的方法。目前的远程监测系统大多采用以太网络、无线数据传输模块或zigbee无线网络传输数据[ 1-6]。但是，以太网是有线传输，需布线，受地理环境影响较大；无线数据传输模块的传输误码率高，可靠性差；zigbee是专用协议无线网络，成本高，开发难，而且覆盖范围有限。本文提出一种基于GSM的温湿度远程监测系统，具有传输误码率低、成本低及覆盖范围广等优点，并且可与监测人员的手机绑定，实现随时、随地，移动监测。

2、传感器的数学模型

2.1 半导体温度传感器原理

根据PN结理论，在一定的电流模式下，PN结的正向电压与温度具有很好的线性关系。对于理想二极管，只要正向电压VF大于几个KT/q，其正向电流IF与正向电压VF和温度T之间的关系可表示为

(1)

式中IS 为二极管反向饱和电流， K 为波尔兹曼常数（1.38×10-23J/K），T 为绝对温度（K）， q为电子电荷（1.602×10-19库仑），

整理后，得

(2)

如前所述，晶体管的基极一发射极电压在其集电极电流恒定条件下，可以认为与温度呈线性关系[7]。

2.2 阻抗型高分子湿度传感器原理

阻抗型高分子湿度传感器的感湿原理如下：高分子湿敏膜吸湿后，在水分子作用下，离子相互作用减弱，迁移速度增加；同时吸附的水分子使解离的离子增多，膜电阻随湿度增加而降低，由电阻变化可测知环境湿度。阻抗型高分子湿度传感器复阻抗与空气相对湿度、材料配方和电极结构都有关系： 与我有关系

(3)

其中m为叉指对数，b为单个叉指长度，n为电化学反应电子转移数，f为法拉第常数，c*为氧化剂浓度，D为扩散系数[8]。

但由于传感器的材料配方、电极结构等方面的不同，导致各种不同的阻抗型高分子湿度传感器的特性曲线有较大差别，不能用统一的曲线来概括。

3、远程监测系统

本系统采用先进的GSM无线通信技术、配合以嵌入式解决方案和数据采集等先进技术，构建了一种基于GSM的温湿度远程监测系统。

3.1 系统组成及功能

系统分为监测中心站和远程监测终端两个部分:监测中心站主要有PC主机、GSM通信模块TC35i组成（或用户手机）；远程监测终端主要是由LPC2148ARM内核控制器、GSM通信模块TC35i、信号调理电路、人机接口和通信接口电路组成。监测中心站通过GSM网络与监测终端进行无线远程通信,实现了基于GSM的远程监测。系统结构图如图1所示。

图1 远程监控系统框图

系统实现的功能主要包括数据采集、数据传送、报警、实时控制和数据处理。远程监测终端主要负责采集温度、湿度、2项数据，根据监测中心的命令进行实时上传数据。中心对收到的采集数据进行处理，报警，实现实时监控。

3.2 温度检测电路

本系统采用AD公司生产的单片半导体集成模拟型温度传感器AD590。它具有线性度高、精度高、体积小、响应快、价格低等优点,测温范围为-55~+150℃。具有良好的互换性,非线性误差为±0.3℃。此外,AD590的抗干扰能力强,信号的传输距离可达100 m以上[9]。

流过器件AD590的电流(μA)等于器件所处环境的热力学温度(开尔文)度数：

(4)

式中，—流过器件(AD590)的电流，单位K

AD590的灵敏度为1μA/K,0℃时输出273μA电流,每上升1℃输出电流增加1μA ,每下降1℃输出电流减小1μA。AD590基本测温电路如图2所示。

图2 温度检测电路

3.3 湿度监测电路

系统采用CHR-01型阻抗型高分子湿度传感器，其复阻抗与空气相对湿度成指数关系。其基本特性为：工作电压1V AC（50Hz ～ 2 K Hz），检测范围20%～ 90% RH，检测精度±5%，工作温度范围0℃～＋85℃，特征阻抗范围21 ～ 40.5KΩ。湿度传感器阻抗变化与温度有关，其关系见规格书中湿度阻抗特性数据表，通常先检测温度，然后按阻抗查表获得湿度值。由于直流电压可使水分子电离，加速老化，所以采用交流电压测试其阻抗[10]。

将CHR-01与555构成多谐振荡器，通过检测频率，进而获得阻抗。湿度检测电路如图3所示。

图3 湿度检测电路

低电平表达式：

高电平表达式：

输出频率表达式：

(5)

利用单片机的定时器/计数器进行频率测量，假设计时时间为T(s)，此期间计数值为N，则被测频率f=N/T

则CHR-01的阻抗为

(6)

其中R1与C的选择很关键，电容C要选择高精度电容，一是保证其充放电的能力，二是为了其电容值精确，更方便计算湿敏电阻的返回值。

3.4 GSM模块

本系统采用西门子公司工业级GSM模块TC35i进行远程数据传输。TC35i支持中英文短消息，自带异步串行通信接口，方便与PC机和单片机接口，可传输语音和数据信号，通过AT命令可实现双向传输指令和数据，波特率可达300b/s。它支持Text和PDU格式的SMS(Short MessageService，短消息)，电源范围为直流3.3～4.8V，电流消耗为空闲状态为25mA，发射状态平均为300mA。

3.5 微控制器LPC2148

现场监测站采用了PHILIPS公司基于ARM7 TDMI-S 内核的微控制器LPC2148作为主控制器，完成现场监测站的全局控制。论文参考网。LPC2148内嵌32KB 的片内静态RAM 和512 KB 的片内Flash 存储器，片内集ADC、DAC 转换器，实时时钟RTC，2 UART ,及USB2.0等多种接口。具有JTAG调试接口、方便在线调试，而且应用电路相对简单，开发和生产的成本低。芯片可以实现最高60 MHz 的工作频率，能够满足嵌入式系统μC/OS-II 及人性化的人机界面的要求。大容量的内存，方便了收发短消息时的数据缓冲。

4、系统的软件设计

系统采用GSM无线通信模块TC35i实现远程数据通信，TC35i通过AT命令来进行控制，采用短消息方式进行数据传输。系统软件包括现场监测站软件和监测中心站软件两部分。现场监测站软件主要完成短消息收发、PDU数据协议分析、A/D转换、串口通信及人机接口的功能，其中重点是短消息收发和PDU数据协议分析，这是解决现场监测站与监测中心站之间远程无线通信的关键。论文参考网。监测中心站的短消息收发及PDU数据协议分析与现场监测站软件流程基本相同，不再赘述。

4.1 发送短消息

发送短消息的过程:首先将短消息中心号码、对方号码、短消息内容编码成PDU格式;然后计算出短消息的长度,发送AT+CMGS=〈lenghth〉〈CR〉,〈CR〉代表回车即ASCⅡ码0x0D。等待TC35i模块返回ASCⅡ字符“〉”,则可以将PDU数据输入,PDU数据以〈Z〉作为结束符。短消息发送结束后模块返回〈CRLF〉OK〈CRLF〉。发送短消息流程图如图4所示。

图4 发送短消息流程图

4.2 接收短消息

接收短消息使用定时器进行周期性串口查询的方式。短消息到达后,计算机可以接收到指令〈CRLF〉+CMTI:“SM”,INDEX(短消息存储位置)〈CRLF〉。读取PDU数据的AT命令为AT+CMGR=INDEX〈CRLF〉,执行此命令后模块返回刚刚收到的PDU格式的短消息内容。收到PDU格式的短消息后,将这个短消息进行解码,解码出短消息发送方的手机号码、短消息发送时间、发送的短消息内容。接收短消息流程图如图5所示。论文参考网。

图5 接收短消息流程图

6、结论

为了实现质检所需的优质环境，本文研究一种基于GSM的温湿度远程监测系统。设计了以LPC2148为核心的现场监测终端系统，实现温湿度的采集，短消息收发及人机接口等功能，并通过GSM模块TC35i与监测中心站通信，接受指令并实时上传信息，实现了监测中心对现场温湿度的远程监测。实验表明，本系统传输误码率低，通信可靠，具有很好市场前景，也为高效率远程监测系统的实现提供了一种新方法。

参考文献：

[1] 王天杰，原明亭，基于C8051F020的以太网远程监控系统的设计.化工自动化及仪表, 2007, 34 (5) : 36～39

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丁彦闯，韦佳宏，刘广哲. 基于nRF2401 的分布式测温系统设计. 电子测量技术，2008，31（12）：107～109

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[7] 张越. 高压开关温度在线监测技术的研究. 燕山大学硕士论文，2001.

[8] 刘若望.高分子电阻型薄膜湿度传感器——元件构造、老化机理、感湿机理探讨. 浙江大学硕士论文，2002

[9] 美国AD公司编写AD590技术手册

[10] 西博臣公司编写CHR-01型阻抗型高分子湿度传感器技术手册

[11] 潘泽友，李凌，袁小兵，等.基于GSM的数据采集信息系统[J]. 仪器仪表学报，2004（2）：520～522

 

温度监测篇4

针对现有矿用防爆无轨胶轮车温度监测方法存在温度测量范围窄、误差大的问题，设计了矿用防爆无轨胶轮车温度监测电路。该电路选择薄膜铂电阻作为传感元件，采用非线性电桥采集电路和运算放大电路采集微弱变化的电阻信号，利用非线性和线性计算方法计算出电阻值，从而通过电阻值计算出被测部件的温度值。实际应用表明，该电路运行稳定可靠，为矿用防爆无轨胶轮车电气执行部件可靠控制提供了稳定的基础支撑。

关键词：

无轨胶轮车；温度监测；薄膜铂电阻；最小二乘法；误差控制

矿用防爆无轨胶轮车目前已成为很多煤矿非常重要的辅助运输工具，其主要分为人车、货车和特种车辆，分别完成煤矿井下人员输送、物料运输、大型设备铲运及牵引（如液压支架、重型电气等设备的铲运）。由于矿用防爆无轨胶轮车没有轨道限制，适应性强，机动灵活性好，其应用范围越来越广泛［1］。国家安监部门以及相关标准委员会出台了矿用防爆柴油机无轨胶轮车方面的标准，如MT／T989—2006《矿用防爆柴油机无轨胶轮车通用技术条件》、MT／T990—2006《矿用防爆柴油机通用技术条件》、GB20800．3—2008《存在甲烷和（或）可燃性粉尘的地下矿区巷道用Ⅰ类内燃机》。在这3项标准中，对防爆无轨胶轮车的温度参数监测及保护提出了多项要求，如柴油机冷却液温度、柴油机表面温度、机车尾气排放温度、空压机进排气温度、机油温度、液压回路油温、变矩器温度、制动器温度等10多处温度监测。以上这些关键部件的温度，不仅是安全参数，也是矿用防爆无轨胶轮车保护保养的重要参数［2］。如发动机排气温度，行业标准要求低于68℃，高于此温度时，排放的气体中可能带有火花，会引燃机车运行环境中的瓦斯而引起安全事故；发动机冷却液是发动机机体循环冷却的重要介质，冷却液温度过高导致机体热量无法散发，发动机活塞拉缸烧瓦对发动机本身是致命损害。目前，一般采用热膨胀保护措施，通过膨胀液或者金属的热胀冷缩特性来实现温度保护，当温度过高时，金属延展片触点热胀导通，接通电磁阀回路，通过断气来停止发动机运转，从而达到热保护目的。通过金属延展片的热胀冷缩特性来监测温度，存在误差较大的问题，且下降特性非常不好，时间长。针对现有温度监测方法存在的问题，笔者设计了矿用防爆无轨胶轮车温度监测电路。

1温度监测电路传感元件选型

传统的集成式温度传感器（如AD590、DS18B20）无法满足矿用防爆无轨胶轮车测温方面的现场要求。集成式温度传感器一般监测范围为－20～＋125℃，而发动机表面温度高达148℃，集成式温度传感器无法满足发动机表面温度的监测要求。为此，笔者选择铂电阻作为矿用防爆无轨胶轮车温度监测电路的温度传感元件。铂电阻的电阻值会随着温度变化而改变，通过电阻与温度的对应关系，可计算出当前被测部件的温度。铂电阻的物理化学特性稳定，反应灵敏，应用范围广泛［3］。实际应用中以薄膜铂电阻居多，薄膜铂电阻用陶瓷和铂特制而成，将铂薄膜通过激光喷溅在陶瓷表层，然后覆盖以陶瓷，这样的工艺使得薄膜铂电阻能够承受高电压并具有良好的绝缘性，同时具有良好的防振和防冲击性，因而在高温下能够保持优良的稳定性，适合在－50～400℃温度下使用。矿用防爆无轨胶轮车温度监测电路将薄膜铂电阻封装在导热性好的金属材料内部，如铜质外壳，然后灌封导热硅脂，在外壳表面配以合适螺纹，安装到被测部件上。

2温度监测电路设计

2．1电路原理铂电阻的阻值变化范围为0．37～0．39Ω／℃，属于弱信号，一般采用差分比较，将微弱差分信号放大处理成单端信号，最后由微处理器采集计算。基于以上思路，设计了非线性电桥采集电路和运算放大电路来采集微弱变化的电阻信号值。温度监测电路原理如图1所示。在图1中，C1，C2，C3，C4，C5为工频滤波电容；VD4，VD5为TVS管，用于抑制瞬态脉冲以及静电；VD2为微处理器端口稳压管，与R7一起保护单片机端口；VD1为单向导通二极管，在ADC端口出现过压时VD1导通，使得ADC端口钳位在VDD＋0．7V，VD1与VD2、R7同时使用，对微处理器端口进行双重保护。信号传输过程：被测部件的温度变化通过热传导方式传导到铂电阻（XS1）上，导致铂电阻阻值发生变化；通过惠更斯电桥将变化的电阻值转换为差分电压信号并输出至运算放大电路，最后运算放大电路输出单端电压信号给微处理器采集计算。

2．2电路关键参数匹配电路设计中，运算放大电路采用单电源供电，＋Vs引脚接模拟电源A＋5V，－Vs引脚与模拟地线AGND接在一起。R5，R4，XS1和R3构成一个基本的惠更斯电桥电路；R5，R4为一支桥臂，XS1和R3组成另外一支桥臂。电桥参数配置充分考虑了铂电阻在0℃时的输出电阻误差，所以，在已知桥臂R5端并联了电阻R6，使得R5／／R6后略小于100．00Ω，各电阻的参数匹配见表1，各电阻的精度均为0．5％。电桥共模电压＋Vref可以通过代数计算消除，其值选定主要参考运算放大电路的最大输出电压与共模输入电压之间的关系［4］，如图2所示，一般＋Vref选在＋2V左右，使得输出电压无截止现象出现。

3温度监测电路数学建模及误差评估方法

为了反映被测温度传感器电阻值与温度监测电路输出电压之间的固定函数关系，建立了数学模型，给出了电桥的非线性计算方法以及由非线性方法提取的线性公式。实际计算中往往采用线性公式，且误差在可控范围之内。

3．1非线性计算方法图1中电桥输出的毫伏级差分信号经R1、R2后至运算放大器N1的2、3引脚，理论上N1的2、3引脚的压差。

3．2线性计算方法在实际应用中，由式（4）可演变为线性公式来取论上的非线性计算方法，达到简便计算的目的，且误差在可控范围之内。取式（4）曲线上零点和满量程两点对应的采样值和电阻值。如果在温度采集中，不标校零点和满量程温度点，则式（5）中的k，b值可直接使用，作为默认值写入软件中存储。如果需要精确的温度值，则需要标校，程序中根据两点重新计算k，b值并保存。不同的电路板，由于电子器件参数不一致性，k，b的值也不同。

3．32种计算方法的误差评估（1）误差范围计算。在实际计算中，如果不需要精确测量温度，允许测量误差在给定的误差范围之内，则式（4）和式（5）均能满足要求。如果需要精确测量温度，则需要用标准电阻器对零点和满量程温度点进行温度标校，如0，160℃。在软件程序处理上，记录零点温度和满量程温度时的模数转换采样值，重新计算线性方程的k，b值，并存入掉电保持存储器，以便后期使用。

4由电阻值计算温度值的3种方法

可通过如下3种方法实现由铂电阻值求得被测部件的温度。（1）公式计算法。《工业铂热电阻技术条件及分度表》在可控温度范围内给出了温度值与电阻值之间的计算公式。通过反函数（式（8））［3］计算当前部件的温度。以上3种计算方法中，公式计算法涉及数学计算开平方函数，浮点运算量较大，但软件代码简洁；分段线性计算法代码量较大，但当判断出温度在某一个区间后，执行指令较少；查表法采用“二分法”查表，代码量适中，但录入查表数据需要占据一定的code存储空间。综合考虑3种计算方法的优缺点，并结合温度监测电路的实际情况，本文采用查表法。

5结语

鉴于矿用防爆无轨胶轮车温度监测的重要性，选用薄膜铂电阻作为传感元件，设计了矿用防爆无轨胶轮车温度监测电路并建立数学模型。该电路利用非线性和线性计算方法计算出电阻值，再通过电阻值计算出被测部件的温度值。该电路已在WC5E、WC10E、WC40Y（D）等多种矿用防爆无轨胶轮车上使用。实际应用表明，该电路运行稳定，为矿用防爆无轨胶轮车电气执行部件可靠控制提供了稳定的基础支撑。

参考文献：

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［4］黄大勉，羊梅君．一种新的校正铂电阻传感器非线性的数学方法［J］．传感器技术，2004，23（6）：44－45．

［5］朱育红．工业铂电阻精确测温的方法［J］．中国测试技术，2007，33（4）：50－52

温度监测篇5

石武高客卫共特大桥为跨越共产主义渠和S226省道，在1237＃墩到1240＃墩之间设计了一联（60＋100＋60）m连续梁，全长221．500m。连续梁采用箱形截面，箱梁为单箱、单室、变截面、变高度结构。箱梁顶宽12．0m，底宽6．7m，箱梁在主墩支点处的梁高7．85m，中跨跨中的10m直线段和边跨两端的15．75m直线段的梁高均为4．85m，其余梁段的梁底为二次抛物线型变化的曲线段。箱梁顶板厚度40cm，底板厚度40到120cm，按直线变化，腹板厚度60cm到80cm、到100cm，按折线变化。0＃块长度为14m，悬臂浇筑段1＃到12＃段长度由2．75m到4m变化，中跨和边跨合拢段的长度均为2m。箱梁混凝土标号为C55，配有三向预应力筋。

2施工温度监测目的

连续梁桥施工时结构的温度始终是处在一个气温不断变化的环境中，其结构温度和桥梁所处的位置、环境、风力、日照等因素有着密切的关系，还与桥梁结构使用的材料有关。桥梁设计时不可能确定施工期间结构的实际温度，只能根据施工的季节和当地的气象资料进行预估，而桥梁的结构温度直接影响着连续梁桥的线形和内力，因此必须在施工过程中对结构的实际温度进行监测，以保证连续梁桥施工能够达到设计要求的应力状态和线形要求，有效地克服施工中温度的影响。由于桥梁施工过程中气温无时无刻不在变化，因此，气温对桥梁施工的影响是很难控制的，再加上桥梁结构各个部位的温度也不尽相同，所以，在结构设计时就不可能把温度的影响单独拿出进行计算，只能通过对桥梁结构的自身温度变化以及环境气温的变化进行不间断地监测，预估这些变化对桥梁施工的影响，施工过程中不断地做出修正和调整，使桥梁结构的应力状态和线形能够尽量的符合设计的要求。结合以往的经验，在卫共特大桥（60＋100＋60）m连续梁桥施工过程中，通过对环境气温的连续监测和对梁桥结构自身温度的测量，预估了温度变化对结构施工的影响，取得了较好的效果。使用温度测试元件和铂电阻表面温度计测量箱体和箱内、外的温度，测量精度控制在0．5℃以内。

3桥梁结构温度的测试方法

3．1温度测试元件和测试仪器的选择

3．1．1箱梁结构内部的温度量测

通常，用来测试梁体结构内部温度的常用元件有“热电阻”、“热敏电阻”、“热电偶”等几种。其中的“热电阻”是利用元件自身的导体电阻随温度变化而变化的特性设计出来的一种测温元件；“热敏电阻”是利用元件自身的半导体材料的电阻随温度变化而变化的特性设计出来的测温元件；“热电偶”则是一种测温传感器，它是利用物理学中的塞贝壳效应设计出来的。经过对比，选用了“热电阻”作为测温元件，它具有构造简单、使用方便、精度高、敏感性好等特点。在温度监测过程中，使用“PT100薄膜铂电阻”进行温度监测，使用FLUKE45－2型万用表进行数据采集。PT100薄膜铂电阻片的性能指标为：温度量程，－70～600℃；冰点电阻，100Ω；温度系数，1．3850±0．0005；量测精度，±（0．15＋0．002t）（t为被测介质温度）。FLUKE45－2型万用表性能指标为：分辨率，0．009Ω（折算温度为0．025℃）；测量精度，（0．049％＋0．01）Ω。测试温度时的换算公式：t＝（Rt－100－R′）／0．385。式中：Rt为PT100薄膜铂电阻片的电阻值；R′为测试时所配导线的电阻值。

3．1．2箱梁梁体里、外混凝土表面的温度测试

施工过程中采用铂电阻表面温度计对箱梁里、外混凝土表面的温度进行测试。这种表面温度测试仪器可以很方便地测出混凝土表面任意点的温度。

3．2温度测试点的布置

在2个“T”构的4个悬臂中选择1个悬臂进行温度测试，用它的测试结果代表全桥的结构温度。在被测试悬臂上共布置3个测试断面，分别是1＃块前端断面、6＃块前端断面、12＃块前端断面，每个断面的顶板、腹板和底板上共布置11个测温点。测温点的设置方法是先把测温用的铂电阻片粘贴在钢筋骨架上，将测试导线引出来，在做好铂电阻片的防潮和防撞伤处理后浇筑混凝土。3．3温度测试的时间温度测试和分析工作由专职人员负责，温度测试的时间在每天的早晨6：00～9：00点之间进行。

4结束语

在大跨度连续梁悬臂浇筑施工过程中，除了采取一系列措施有效的控制应力和线形以外，还采用温控方法，以对连续梁的线形控制和应力控制进行修正，提高了连续梁的合拢精度，保证了施工安全和结构安全。些许经验可供同类工程参考。

温度监测篇6

摘 要：阐述火灾监控系统的无线温度检测仪设计的必要性及设计依据，提出基于Si4432的通用无线收发模块的无线温度检测仪设置原则以及设计中应注意的问题。火灾监控系统的无线温度检测仪具有结构简单、安全性和可靠性较高，适于范围广等优点。

关键词：火灾监控； 无线温度传感； Si4432； 无线收发模块

0 引 言

近年来，随着我国国民经济的高速增长，各行业用电量大幅度增加，同时伴随着电气火灾也呈现逐年上升的趋势，给国民经济和人民生命财产造成巨大损失。电气火灾的起火主要有漏电、短路、过负荷几种原因。由电力设备发热而最终导致的电气火灾在全部电气火灾中占到了60%以上的比例；另外，由绝缘受损、环境潮湿等引起的泄漏电流故障（以及由泄漏电流电火花引起）又在电气火灾的起因中占有10%以上的比例。

当绝缘受损的线路上产生的泄漏电流为300～500 mA时，破损处将和邻近的接地导体产生火花放电现象。这时，释放出的电火花可以轻易地引燃周围的可燃物和易燃物，从而造成火灾事故。即使周围没有易燃、可燃物存在，泄漏电流产生的火花放电同样可加速绝缘的受损面积，使得受损点周围的绝缘层迅速炭化，变为易燃物体，再被火花点燃起火。

高压开关柜中设有大量开关电气设备，并具有复杂的电气连接线路，如何对高压开关柜中的关键部位或电气连接处的温度进行实时、远程检测，并确保检测的安全性和可靠性，是所要解决的重点技术难题之一。

1 系统组成

为解决上述技术问题，现提供一种结构简单、安全性和可靠性较高的火灾监控系统的无线温度检测仪。火灾监控系统的无线温度检测仪包括温度传感器1、与温度传感器1的温度信号输出端相连的适于定时激活工作的第一逻辑控制电路2、第一逻辑控制电路2的温度信号输出及收发控制端相连的用于将温度信号转换为无线信号的第一无线收发电路3，第一逻辑控制电路2连接有电池供电电路4。

温度传感器1设于配电室进线柜断路器的上下接口处、三级负荷进线开关断路器的上下接口处、风机回路断路器的上下接口处、冷水机组回路的上下接口处或开关柜内的带电触头上。应用火灾监控系统的无线温度检测仪时，还包括用于接收所述无线信号的第二无线收发电路11、与第二无线收发电路11的相连的无线交互控制单元5、与无线交互控制单元5的数据输出端相连的用于判断温度传感器1所测温度是否超过预设范围的中央控制单元6；中央控制单元6的温度信号输出端经通信接口8与用于远程监控的上位机10相连。

中央控制单元6的温度显示输出端连接有用于实时显示温度值的显示电路9，即LCD显示屏。所述中央控制单元6的控制输入端连接有用于输入无线收发的频点和与所述第一逻辑控制电路2相关联的地址表的第一键盘输入电路7。具体框图如图1所示。

2 系统设计原理

温度监测篇7

关键词：注水地震监测；地震异常；流体替换；压力；温度；正演模式

总的来说注水这项技术手段的应用主要在于我国现在进行的油矿采集，这种技术手段能够在很大的程度上使得油矿的采集数量得到一定的提升。正是因为这样才导致这项技术手段在我国各大油田上得到广泛的应用。而且进行相应的注水地震监测还可以在提高油田产量的同时对死油区有一个清楚的发现，并通过发现结果进行油田开采的方案调整，进一步使得油田能够得到更好的开采。因此注水地震检测对社会的发展起到了不可忽视的作用。

1 对注水地震监测的概述

在很大的程度上来说进行相应的注水地震检测对油田的合理开采和提高油田的使用效率起到非常重要的作用。而且相应的物理实验在对岩石的分析上也清楚的表明，注水地震监测中的注水驱油在一定情况下会引起储层流体发生相应的变化，这种变化的形成下主要针对相应的饱和程度，而且这种变化的形成还会使得地层的温度和相关的压力发生一些变化，这些变化的出现在很大的程度上会使得储层的地神响应程度受到影响。而且对于在地层中的不同位置进行相应的注水技术手段由于所含的汽油和原油的比例不同就会导致出现的检测数据没有太大的真实性。因此这就需要采用相应的合理方法并借助与物理分析方程，对就你行注水之后出现的相应影响进行一个合理的分析，进一步对注水地震检测的可行性进行较为深入的研究。另外在大多数的专业学者的研究过程中发现温度和压力的变化对整体注水地震检测会产生一些影响，但是这种影响的程度还是需要进一步深入研究。对这种影响的研究通常采用的方法在于相应的正演模式，只有这样才能在很大的程度上使得人们对这项技术手段所产生的影响有一个较为清楚的了解。

2 注水驱油对储层地震特性的影响

众所周知油田的开采并不是一项短期的工作，而是需要对油田的不断开采法能发现相应的油矿。这种长时间的开采，就使得油田的储层受到相应的损坏，而且其自身具备的储层各种特性也发生了相应的变化，使得对地震的检测造成一定的阻碍。在社会的实践过程中会发现在开采过程中变化较为明显的三个方面主要在于空隙流体、温度和压力这三个方面的变化，这些变化的形成在很大的程度上会导致储层地震的特性发生一下变化，进一步导致注水地震检测的过程中出现一些障碍。

而且在相应的社会实践中也可以发现大多数储层是一种砂岩的储层结构，这就在很大的程度上导致砂岩储层发生相应影响的可能性比较大。而且在进行水驱之前还需要对相应砂岩储层进行含油量饱和度的控制，相应的规定要求这种含油量饱和度的控制应该保持在0.65到0.9之间，而在水驱技术的过程中饱和度发生了一些变化，其饱和度变为在0.2到0.3之间。而且在相应的空隙压力达到一定数值的时候，空隙流体发生了一些变化，这种变化使得岩石速度有一定的增加。

事实上，在注水采油过程中，流体替换与孔隙压力的改变是同时发生的，原始孔隙内的原油被水替换自然会引起砂岩速度的增加，但由于注水引起的压力增加又会抑制速度的增大。也就是说由于注水引起的压力变化对岩石速度的影响与流体替换是相反的。这一点在实践中得到了很好地反映。

显然，随有效压力的增加，砂岩速度增大，而且低压时速度增加尤为显著；随温度的增加，砂岩速度减小。这是由于温度增加，将会使得岩石软化，可压缩性增加，因而速度降低。由此可知，在采油井处，由于温度的升高，砂岩速度将略有降低；而在注水井处，由于温度的降低，砂岩速度将有所升高。也就是说，由于注水而引起的温度变化对岩石速度的影响与流体替换是一致的。相比之下，压力的影响较温度的影响大得多。

另外，温度的变化同样会引起孔隙流体（特别是油和气）地震特性的明显变化，温度降低，将使得孔隙流体的薪滞性增加，可压缩性减小，进而使得岩石速度增大。

3 模拟结果分析

在仅考虑孔隙流体替换情形下得到的注水地震响应剖面。注水前地震响应，注水后地震响应，注水井位于第20道。由图可见，注水前、后地震剖面的差异是很小的，单凭肉眼是很难识别注水地震异常的。进一步求取注水前、后的差异地震剖面并计算「1.07，1.14〕时窗范围内储层反射波的均方根振幅值发现，单纯由于流体替换而引起的地震异常为注水前地震反射振幅的19.1%，而注水前、后差异地震剖面的振幅极大值为注水前剖面振幅极大值的20.9%。

由于在注水过程中流体替换与地层压力及温度的变化是同时发生的，比分析可见，当考虑压力变化对地震响应的影响时，注水地震异常是减弱的；当考虑温度对地震响应的影响时，注水地震异常是增强的。这说明由于注水而引起的压力增加，将削弱流体替换的影响；由于注水而引起的温度降低，将增强流体替换的影响。当扣除流体替换的影响时，单纯由于地层压力和温度的变化而引起的地震异常的均方根振幅分别为注水前反射振幅均方根值的13.3%和23.0%。若以剖面振幅极大值来对比分析，则分别为14.4%和26.36%。显然，当注水引起的地层压力和温度的变化较大时，其对地震响应的影响是不容忽视的。

此外，与流体替换不同的是地层压力与温度的变化不仅会对储层岩石骨架特性产生影响，而且会对孔隙流体产生影响，特别是当孔隙流体为轻烃且饱和度较高时影响尤为显著。

结束语

注水地震检测对社会的发展起到了非常重要的作用。而且在进行相应的注水驱油的过程中还会对地层的一起物理性质起到了变化，这种变化主要在于温度和压力之间的变化。这些变化的形成在很大的程度上会导致进行注水地震检测出现异常。而且由于注水而引起的地层压力的变化很可能对相应的流体替换产生一些影响，而且为在气温比较低的状态下这种影响的发生频率更大。因此在底层发生温度和压力的变化时需要人们对这种变化起到高度的重视，只有这样才能在很大的程度上促进注水地震检测更加良好的发展。

参考文献

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[2]云美厚，杨凯，丁伟，唐庭海.水驱4D地震监测岩石物理研究综述[J].石油物探，2004（3）.

温度监测篇8

关键词：遥测装备 馈源 温湿度 监测系统

中图分类号： TN927 文献标识码：A 文章编号1672-3791（2016）04（c）-0000-00

馈源是遥测装备的核心器件，主要用于遥测信号的接收和上行安控信号的发射。天线座内部包含有旋变、滑环、电机及各限位开关等部件也是该装备必要的组成部分。

馈源及天线座长期暴露在室外，在使用中多次出现漏水、渗水发现不及时造成馈源及天线座内部器件的损坏。目前，馈源的密封检测只能通过定期打开馈源来解决。反复拆卸馈源又对馈源的寿命造成影响，而且该方法也不能及时准确的对渗漏问题进行及时检查，很多情况是馈源或天线座出现故障后才进行拆卸检查。

遥测装备温湿度监测系统主要用来实时检测馈源及天线座的温湿度环境，做到对渗水、漏水及部件过热进行实时监测，以避免故障的发生。

1 温湿度监测系统设计分析

1.1 总体方案设计

温湿度检测控制系统主要由两个部位组成，其中一个是温湿度传感器检测部分，另外一个是由1602液晶和单片机组成的部分，主要是控制和显示的作用。其具体工作方案设计是，先由温湿度检测系统中的湿度检测电路将实际情况的湿度状况由数据形式传送到单片机组成部位，然后单片机经过由湿度检测系统传过的数据进行处理，再将处理后的数据传送至1602液晶显示器。另外，整体上使用持续稳固的5v电压给每个部位提供电力。

1.2 系统组成部分

本系统主要是由4部分组成，包括HS1101湿度检测模块、DS18B20温度检测模块、1602液晶显示模块、单片机，其中主控电路的是单片机。

2 温湿度监测系统设计分析

2.1 单片机主控电路设计概述

单片机主控电路原理图如下所示：

单片机主控电路模块通过将其他各个模块的接口连接起来，另外，内部还含有复位电路和振落电路，能确保设备实际操作过程中的准确性，提高系统实际操作中的灵活性。单片机也是整个操作系统的控制中心，将各个模块接口连接起来，可以充分发挥各个模块的功效，指挥各模块完成电路实际操作中所需要的步骤与功能。通过对每个有着独特功能的模块协调操控，实现对整个设备设计的统一管理，不仅能降低设备系统设计时的复杂性，还能增强对设备系统的操作效率，改善单片机设备使用状况。

2.2 HS1101湿度检测模块和DS18B20温度检测模块工作原理概述

HS1101湿度检测传感器的工作原理是通过运用多谐振荡作为电路中心设备，将实际测得湿度转化为指数，利用多谐振荡操作部位，进行数据处理与数据传输。改善湿度检测传感器工作效率，增强湿度检测传感器使用质量。

DS18B20温度检测传感器工作原理主要通过内部存储资源实现，所以我们要先了解18B20的内部存储器资源。18B20存储器资源分为ROM 只读存储器，最后8位指的在是在56以上位的CRC码（冗余校验）。用户不用更改在出产时设置的数据。DS18B20一共有64位ROM。 其中RAM 数据暂存器，主要用于数据存取和内部的计算。如果遇到有些特殊情况数据丢失，我们可以根据字节推断原始数据，字节中的7、8、9为数字，是内部温度转换、计算的暂存单元，同时也是为了让用户能得到更高的温度分辨率结果而进行设计的。最后第9个字节是为前8个字节的CRC码。EEPROM 是属于非易失性记忆体，被用来存档那些需要永久保存的数据信息，除了简单的储存数据外，还有校对数据是否科学合理，在数据值较大或者较小时起到自动温度报警作用。此外，DS18B20一共有3位EEPROM，而且在RAM中都存在镜像，用户操作起来也很方便。

3 系统软件设计

3.1 软件设计流程

对于温湿度监控系统，软件部分主要是包括用于温度采集的子程序、还有用于湿度采集的子程序、AD转换的子程序、液晶显示模式管理的子程序、AT24C02存储子程序以及主程序内按键模式选择程序。首先进行系统初始化，主要是给主要函数赋初值及液晶初始化等。然后在while循环中调用各个子程序，实现温湿度监控的各个功能。

3.2 软件设计分析概述

首先第一步主程序进行键盘扫描，单片机显示其所测的实际温度，然后单片机进行对温度传送的数据处理，将处理后的数据传输至液晶显示器中，利用液晶显示器将所测温度湿度显示出来。同时，还可以根据调控程序，直接利用单片机对所测温度值进行运算，然后将值送往液晶显示出来。

4 结论

本系统能够实现温湿度的实时采集、显示、报警、控制及存储采集功能，温度测量范围为0℃～100℃，测量分辨率为0.01℃，湿度测量范围为20%～90%RH，测量精度≤5%RH.有效解决了遥测馈源及天线座漏水、渗水等现实问题。

参考文献

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