单总线温度传感器在空调系统应用

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1、单总线温度传感器在空调系统应用　　摘要：在常规的自控系统设计中，温度数据的采集常会通过热电阻、热电偶等传感器来实现。它们的测量原理基于电阻值随温度的变化而改变，通过检测电阻值间接测量温度值，是完全基于模拟量信号的一种检测仪表。单总线温度计是由美国DALLAS公司开发的一款温度检测数字芯片，它采取单总线通讯、全数字信号的数据传输方式，它相比常规的热电阻、热电偶温度传感器有诸多优点。本文着重探讨单总线温度传感器在空调系统的应用方案，并且本方案已经实际实施。对其应用的切实效果来看，从其数据的准确度、反应灵敏度、抗干扰能力等性能来看，与传统的热电

2、阻采集相比，具有明显的优越性。同时也可以得出结论，它完全可以代替热电阻传感器，在工业领域的低温介质温度检测环境中广泛应用。关键词：单总线；温度传感器；空调系统；应用中图分类号：S951.4+1文献标识码：A引言6电子技术发展迅速，不断推陈出新，尤其是电子芯片技术的发展，更是如日中天，外形更小巧、功能更强大的芯片不断被开发创造出来，也不断在各行各业中得以应用，大大推动和促进了相关行业的发展。今天介绍一款单总线数字温度检测芯片-DS18B20，就是这样一个鲜明的例证。DS18B20温度测量芯片是DALLAS公司生产的1-Wire（即单总线）器

3、件。它具有线路简单，体积小、硬件开消低，抗干扰能力强，精度高的特点。它本体具有测温、信号处理、通信等功能，可以通过一根通讯线为其提供电源，同时在通讯线上传输数字信号，上传采集的实时温度数据。因此可以把很多这样的数字温度计挂在一条通信总线上，组成一个测温系统，对于温度测点众多的空调系统的温度采集将十分方便。当然，DS18B20只是一个具备这种能力的芯片，需要对其进行进一步加工，改造成合适现场安装的工业仪表，并且配置与之通讯的相关电气器件，监测计算机等，才能实际测温、操作员实时监测的功能。原理与设计温度传感器芯片DS18B20简介6温度检测芯

4、片DS18B20（本文以下简称“DS18B20”）有多种电子元件的封装形式，本方案中采取的是TO-92封装样式的产品，它更适应在圆形的不锈钢保护套管中安装，以便于在制作的检测仪表在工业现场的安装。它的外形样式及引脚功能等如图1：图1DS18B20内部结构主要由四部分组成：64位光刻ROM、温度传感器、非挥发的温度报警触发器TH和TL、配置寄存器。该装置信号线高的时候，内部电容器储存能量通由1线通信线路给片子供电，而且在低电平期间为片子供电直至下一个高电平的到来重新充电。DS18B20的电源也可以从外部3V-5.5V的电压得到。它具有的技术

5、性能如下：适应电压范围更宽，电压范围：3.0～5.5V，在寄生电源方式下可由数据线供电；独特的单线接口方式，DS18B20在与微处理器连接时仅需要一条口线即可实现微处理器与DS18B20的双向通讯；DS18B20支持多点组网功能，多个DS18B20可以并联在唯一的三线上，实现组网多点测温；DS18B20在使用中不需要任何外围元件，全部传感元件及转换电路集成在形如一只三极管的集成电路内；温范围－55℃～+125℃，在-10～+85℃时精度为±0.5℃；可编程的分辨率为9～12位，对应的可分辨温度分别为0.5℃、0.25℃、0.125℃和0.

6、0625℃，可实现高精度测温；6在9位分辨率时最多在93.75ms内把温度转换为数字，12位分辨率时最多在750ms内把温度值转换为数字，速度更快；测量结果直接输出数字温度信号，以”一线总线”串行传送给CPU，同时可传送CRC校验码，具有极强的抗干扰纠错能力；负压特性：电源极性接反时，芯片不会因发热而烧毁，但不能正常工作。因为每一个DS18B20元件都有自己的，与其它元件不同的64位光刻ROM序列号，内容包含它的地址信息，所以当把多个DS18B20元件挂在一线口线上，也能准确地定位不同的温度测点，通过通讯指令使其完成温度测量，和把数据存储

7、在DS18B20的存储器，通过读取数据的指令把温度数据上传至计算机，从而成功采集到测点的温度信号。基于DS18B20的温度传感器加工制作图2在中央空调系统的温度检测点主要设置在新风机、空气处理机等的出口风道与回风风道等位置，风道一般采用厚度为1.5mm以下的薄镀锌钢板加工制作而成，所以采取这种安装样式的温度传感器，可采取直接在风道上自攻螺丝安装方式，或采取更为稳妥的方式，先在风道上氩弧焊接固定螺柱再螺丝固定的安装方式等。6系统方案设计基于DS18B20的温度传感器检测仪表，构建中央空调系统的温度检测系统如图3：图3通讯控制器与检测仪表间采

8、取单总线通讯方式，实际是采取DJYVP-1x3x0.5绞线电缆，电缆的其中一芯作为数据通讯线，其余两芯为仪表提供DC5V电源，保证其能够正常工作。各通讯控制器与RS232/485转换器组成RS