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低温学是物理学的一个分支，处理极低温度的产生和影响。已经基于各种与温度相关的特性开发了低温温度传感器。常见的市售传感器包括电阻器，电容器，热电偶和诸如二极管或晶体管的半导体结器件。 主要标准级传感器对热和机械冲击非常敏感，因此不适合普通的实验室或工业温度测量。其他温度测量技术，例如气体，蒸汽压，声学，噪声和磁化率测温需要更大的努力来实施，或者它们严重限制系统设计。 温度范围 了解应用的温度范围至关重要。★端温度范围太低或太高都会损坏大多数传感器。传感器灵敏度还取决于温度，可能会限制传感器的有用范围。对于不同的温度应用，应考虑不同的传感器。用于液氦温度的传感器应用具有非常高的灵敏度和良好的分辨率，对于室温应用可能不需要相同的传感器。传感器连接的仪器非常重要。仪器的范围和分辨率可能会受到限制，具体取决于温度范围。 传感器灵敏度 温度传感器灵敏度测量温度变化时传感器信号的变化程度。不同的传感器在不同温度下具有不同的灵敏度。铂金传感器在较高温度下具有良好的灵敏度，但低于30开尔文。有机硅二极管型传感器灵敏度更好，约为1.4至475开尔文。 环境条件 诸如高真空，磁场，腐蚀性化学品或甚至辐射的环境因素可能限制一些传感器的有效性。磁场实验非常普遍。场依赖性是用于所述应用中的温度传感器的重要选择标准。 测量精度 在检查系统精度时，必须考虑传感器的精度和仪器的精度。传感器精度会随时间而变化。热循环将导致传感器移位。选择特定温度范围的传感器是★好的。传感器和仪器的校准是一种很好的做法。 传感器位置 如果传感器和应用环境处于相同的温度，则传感器的位置问题较小。不幸的是，在许多应用中并非如此。大多数应用中都存在温度梯度。将传感器放置在样品附近有助于防止传感器和样品之间的热量流动。

温度是一个基本的物理量，自然界中的一切过程无不与温度密切相关。温度传感器是最早开发，应用zui广的一类传感器。温度传感器的shi场份额大大超过了其他的传感器。从17世纪初人们开始利用温度进行测量。在半导体技术的支持下，本世纪相继开发了半导体热电偶传感器、PN结温度传感器和集成温度传感器。与之相应，根据波与物质的相互作用规律，相继开发了声学温度传感器、红外传感器和微波传感器。 两种不同材质的导体，如在某点互相连接在一起，对这个连接点加热，在它们不加热的部位就会出现电位差。这个电位差的数值与不加热部位测量点的温度有关，和这两种导体的材质有关。这种现象可以在很宽的温度范围内出现，如果测量这个电位差，再测出不加热部位的环境温度，就可以准确知道加热点的温度。由于它必须有两种不同材质的导体，所以称之为热电偶。不同材质做出的热电偶使用于不同的温度范围，它们的灵敏度也各不相同。热电偶的灵敏度是指加热点温度变化1℃时，输出电位差的变化量。对于大多数金属材料支撑的热电偶而言，这个数值大约在5～40微伏/℃之间。 热电偶传感器 有自己的优点和缺陷，它灵敏度比较低，容易受到环境干扰信号的影响，也容易受到前置放大器温度漂移的影响，因此不适合测量微小的温度变化。由于热电偶温度传感器的灵敏度与材料的粗细无关，用非常细的材料也能够做成温度传感器。也由于制作热电偶的金属材料具有很好的延展性，这种细微的测温元件有ji高的响应速度，可以测量快速变化的过程。 温度传感器是五花八门的各种传感器中最为常用的一种，现代的温度传感器外形非常得小，这样更加让它广泛应用在生产实践的各个领域中，也为我们的生活提供了无数的便利和功能。 温度传感器有四种主要类型：热电偶、热敏电阻、电阻温度检测器（RTD）和IC温度传感器。IC温度传感器又包括模拟输出和数字输出两种类型。 接触式温度传感器 的检测部分与被测对象有良好的接触，又称温度计。 温度计通过传导或对流达到热平衡，从而使温度计的示值能直接表示被测对象的温度。一般测量精度较高。在一定的测温范围内，温度计也可测量物体内部的温度分布。但对于运动体、小目标或热容量很小的对象则会产生较大的测量误差，常用的温度计有双金属温度计、玻璃液体温度计、压力式温度计、电阻温度计、热敏电阻和温差电偶等。它们广泛应用于工业、农业、商业等部门。在日常生活中人们也常常使用这些温度计。随着低温技术在guo防工程、空间技术、冶金、电子、食品、医药和石油化工等部门的广泛应用和超导技术的研究，测量120K以下温度的低温温度计得到了发展，如低温气体温度计、蒸汽压温度计、声学温度计、顺磁盐温度计、量子温度计、低温热电阻和低温温差电偶等。低温温度计要求感温元件体积小、准确度高、复现性和稳定性好。利用多孔高硅氧玻璃渗碳烧结而成的渗碳玻璃热电阻就是低温温度计的一种感温元件，可用于测量1.6～300K范围内的温度。 非接触式温度传感器 的敏感元件与被测对象互不接触，又称非接触式测温仪表。这种仪表可用来测量运动物体、小目标和热容量小或温度变化迅速（瞬变）对象的表面温度，也可用于测量温度场的温度分布。 光纤温度传感器的基本工作原理是将来自光源的光经过光纤送入调制器，待测参数温度与进入调制区的光相互作用后，导致光的光学性质(如光的强度、波长、频率、相位等)发生变化，称为被调制的信号光。再经过光纤送入光探测器，经解调后，获得被测参数。 光纤温度传感器 种类很多，但概括起来按其工作原理可分为功能型和传输型两种。功能型光纤温度传感器是利用光纤的各种特性(相位、偏振、强度等)随温度变换的特点，进行温度测定。这类传感器尽管具有传、感合一的特点，但也增加了增敏和去敏的困难。传输型光纤温度传感器的光纤只是起到光信号传输的作用，以避开测温区域复杂的环境。对待测对象的调制功能是靠其他物理性质的敏感元件来实现的。这类传感器由于存在光纤与传感头的光耦合问题，增加了系统的复杂性，且对机械振动之类的干扰比较敏感。

前言 最近购入了一台示波器，想着示波器到了总得做个小项目，不然怎么发挥示波器的作用。正好用到之前限制下来的一块51单片机的学习板，还有一块DHT11温湿度传感器，所以决定做一个基于51单片机的温度计，然后用oled屏显示出来。所以本期文章会有 DHT11传感器的解析，以及代码全部开源，欢迎大家来参考 下载地址 【源码】 https://mbb.eet-china.com/download/315900.html 【DHT11文档】 https://mbb.eet-china.com/download/315901.html 材料准备 （一）51单片机 （二）DHT11温湿度传感器 （三）0.96OLED屏，4针脚 （四）示波器（选配，用来分析DHT11） DHT温湿度传感器 简介 DHT11数字温湿度传感器是一款含有已校准数字信号输出的温湿度复合传感器。它应用专用的数字模块采集技术和温湿度传感技术，确保产品具有极高的可靠性与卓越的长期稳定性。传感器包括一个电容式感湿元件和一个NTC测温元件，并与一个高性能8位单片机相连接。 引脚 串行通信（理论，文档） 【单总线说明】 DHT11器件采用简化的单总线通信。单总线即只有一根数据线，系统中的数据交换、控制 均由单总线完成。设备（主机或从机）通过一个漏极开路或三态端口连至该数据线，以允许 设备在不发送数据时能够释放总线，而让其它设备使用总线；单总线通常要求外接一个约 4.7kΩ的上拉电阻，这样，当总线闲置时，其状态为高电平。由于它们是主从结构，只有主 机呼叫从机时，从机才能应答，因此主机访问器件都必须严格遵循单总线序列，如果出现序 列混乱，器件将不响应主机。 【单总线传送数据位定义】 DATA用于微处理器与DHT11之间的通讯和同步,采用单总线数据格式，一次传送 40位数据 ， 高位先出。 【数据格式】 8bit湿度整数数据+8bit湿度小数数据+8bit温度整数数据+8bit温度小数数据+8bit校验位 注：其中湿度小数部分为0。 【校验位数据定义】 “8bit湿度整数数据+8bit湿度小数数据+8bit温度整数数据+8bit温度小数数据”8bit校验位等于所得结果的末8位 【数据时序图】 用户主机（MCU）发送一次开始信号后，DHT11从低功耗模式转换到高速模式，待主机开始 信号结束后，DHT11发送响应信号，送出40bit的数据，并触发一次信采集。 【读取步骤】 串行通信（示波器实操） 光看理论肯定没这么通俗易懂，所以我直接上示波器给大家演示一下数据是如何传输的，可能有误，欢迎指正！ （示波器测量的光标可能没对准，但是差的不多，误差1-3us内） （一）开始时，要求MCU将电平拉低18ms以上，我这里拉了20ms （二）当DHT11检测到MCU的低电平信号后，等待低电平信号结束，然后拉高电平，等待DHT11相应 （三）但83us的应答低电平发出后，再发出87us的高电平通知muc准备接收数据 （四）DHT会发送0和1数据，让我们看看如何区分0和1的。每个信号都有两部分组成，54us低电平的主机信号 + 0或1高电平的从机信号，0的高电平为23us，1的高电平为68us 所以数据1的电平为54+68=122us，数据0的电平为54+23=77us （五）数据分析 由图可以分析出5段8bit的数据，湿度高位，湿度低位，温度高位，温度低位，校验位 校验为等于4项相加 0011 0001（湿度高位）0000 0000（湿度低位） 0001 1101（温度高位）0000 1000（温度低位） 0101 0110（校验） 正确数据接收： 0011 0001 + 0000 0000 + 0001 1101 + 0000 1000 = 0101 0110 湿度：0011 0001 = 49（十进制整数部分）0000 0000 = 0（十进制小数部分） 湿度为：49.0 温度：0001 1101 = 29（十进制整数部分）0000 1000 = 8（十进制小数部分） 温度为：29.8 代码解析 【完整的代码在文章开头有下载地址，免费】 （一）延迟函数，一个为us，一个为ms 0;j--); } （二）MCU拉低电平20ms，并等待DHT11响应 void start() { Data=1; //初始拉高电平 delay_us(5); Data=0; //发送开始信号 delay_as(20); //延时18ms以上 Data=1; //拉高等待 delay_us(30); } （三）接收数据，通过延时，判断高电平的数据是0还是1 uchar DHT11_rec_byte() { uchar i,dat=0; for(i=0;i<8;i++) //从高到低依次接收8位数据 { while(!Data); //等待50us低电平过去 delay_us(8); //延时60us，如果还为高则数据为1，否则为0 dat<<=1; //移位使正确接收8位数据，数据为0时直接移位 if(Data==1) //数据为1时，使dat加1来接收数据1 dat+=1; while(Data); //等待数据线拉低 } return dat; } （四）整合数据，并校验，然后保存在变量中 void shou() { uchar R_H,R_L,T_H,T_L,RH,RL,TH,TL,revise; start(); if(Data==0) { while(Data==0); //等待拉高 delay_us(40); //拉高后延时80us R_H=DHT11_rec_byte(); //接收湿度高八位 R_L=DHT11_rec_byte(); //接收湿度低八位 T_H=DHT11_rec_byte(); //接收温度高八位 T_L=DHT11_rec_byte(); //接收温度低八位 revise=DHT11_rec_byte(); //接收校正位 delay_us(25); //结束 if((R_H+R_L+T_H+T_L)==revise) //校正 { RH=R_H; RL=R_L; TH=T_H; TL=T_L; } wendu = TH; shidu = RH; } } （五）通过oled屏幕显示，具体位置可看源码附带的oled函数 void xianshi() { OLED_ShowCHinese(30,5,2); OLED_ShowCHinese(50,5,3); OLED_ShowCHinese(30,10,0); OLED_ShowCHinese(50,10,1); OLED_ShowNum(70,2,wendu,2,16); OLED_ShowNum(70,5,shidu,2,16); } 总结 51单片机温度计，这个项目是非常适合新手朋友的，一方面是51单片机入门很简单，另一方面是学习示波器的使用方法 通过小项目，可以学到很多知识，特别是二进制的计算方法，进制转换也是电子入门必学的 DHT11的分析方法，在任何单片机里面都可以用，不局限51单片机

温度传感器 按测量方式可分为接触式和非接触式两大类， 接触式温度传感器的检测部分与被测对象有良好的接触，又称温度计。 温度计通过传导或对流达到热平衡，从而使温度计的示值能直接表示被测对象的温度。 一般测量精度较高。在一定的测温范围内，温度计也可测量物体内部的温度分布。但对于运动体、小目标或热容量很小的对象则会产生较大的测量误差，常用的温度计有双金属温度计、玻璃液体温度计、压力式温度计、电阻温度计、热敏电阻和温差电偶等。它们广泛应用于工业、农业、商业等 。在日常生活中人们也常常使用这些温度计测量120K以下温度的低温温度计得到了发展，如低温气体温度计、蒸汽压温度计、声学温度计、顺磁盐温度计、量子温度计、低温热电阻和低温温差电偶等。低温温度计要求感温元件体积小、准确度高、复现性和稳定性好。利用多孔高硅氧玻璃渗碳烧结而成的渗碳玻璃热电阻就是低温温度计的一种感温元件，可用于测量1.6～300K范围内的温度。

铑铁温度计 具有广泛的测温范围 ， 且 不受电离辐射影响， 在 77K 温度以上受磁场环境影响小。线绕型铑铁温度计稳定性 强 ， 多 作为二级标准温度计 使用 。铑铁温度计具有正温度系数， 测温 范围内呈现单调 变化 。 100K 到 273K 之间，电阻随温度的变化 具有良好线性特点 。 特点 ※ 长期稳定性 * 好； ※ 100K 以上温度曲线呈线性响应； ※ 测温范围广； ※ 更好的抵抗辐射影响。 参数 ※ 温度范围： 1.2K ~ 325K ※ 标准曲线：无 ※ 推荐激励电流： 1mA ※ 推荐激励下的耗散功率： 3μW@4.2K ， 50μW@273K ※ 响应时间： 10S@273K ※ 辐射影响：可以在电离辐射环境中使用 ※ 磁场影响：不推荐 77K 温度以下的磁场环境中 使用 ※ 重复性： ±5mK@77K （通过 100 次 300K 到 77K 的热冲击测试而来）