摘要 介绍了SLST系列不锈钢数字温度传感器的结构性能功能，与热敏电阻相比较的优点，以及在粮情测控系统中的应用
关键词 温度传感器 数字温度传感器 热敏电阻 粮情测控
一．前言。
粮食在储藏过程中，粮情（温度、湿度、害虫等）变化，直接影响到粮食品质的好坏。在“四项”储粮新技术（谷物冷却、机械通风、环流熏蒸、粮情测控）中，粮情测控是基础，是关键，它是各项储粮技术运行状态的观察者和运行结果的真实反映者。粮情测控系统的准确性、可靠性直接关系到储粮技术的运用和应用效果。而温度测量又在粮情测控中占首要地位。而架构测温系统，关键是温度传感器的选择。
二．粮库电子测温技术进程。
1.温度计测量方式.储粮品质与温度密切相关，粮库测温最早使用扦样式玻璃温度计，人工判读等最原始的测温方法，无法形成集中自动测温。目前部分粮库仍在使用玻璃温度计少量抽样试验。
2.采用对温度敏感的元器件，如热敏电阻，当环境如粮堆温度变化时，其电阻值也相应发生变化，用导线将它接上指针式表头(也有数字式)，就可以读取相对应的温度值。这就是电子测温技术的原型。
3.将多个这样的电子测温元件组成集中式测温系统，加上其它如控制风扇功能，便构成粮情测控系统。早期以单板机代表为核心构建测温系统，能够自动巡测多个温度点并显示。随着PC及兼容机的逐步普及，采用热敏电阻等感温元件的粮情测控系统，在大中型粮库普遍运用。系统具有显示、储存、分析、打印等功能,从90年代初直到现在，粮库普通采用。
4.以数字式温度传感器为代表的系统，完全不同于热敏电阻一类的采集方式，测控系统信号处理过程完全不同，而从用户软件功能来看，则较90年代的测温系统更加集成化、模块化和智能化，将测量、控制集于一体的新型监控系统。典型的系统如DWN INSTRUMENTW公司的SLMT3模块与数字传感器组网并于无线终端连接，成为经济适用方案首选。
三．数字温度传感器与热敏电阻
若按传感器分类，目前粮情测控系统主要选用热敏电阻和数字式温度传感器。
1．热敏电阻
顾名思义，它是以温度敏感变化材料制成的电阻，其周围环境温度变化引起阻值变化，但这个变化值是一个微弱的非线性模拟物理量，需要把它进行A/D变换，即模拟—数字转换，才能得到计算机“认识”的数码;并且温度与电阻变化不是按固定比例，还要进行非线性校正才能达到精度要求。
半导体温度传感器（例如PN结）的使用情况跟热敏电阻相类似。
由于A/D采样和非线性校正通常在测控分机里完成，因而热敏电阻都要用电缆连至测控分机，这样连接电缆电阻，便成为热敏电阻的一部分：分线器、多路切换开关、长短不一的电缆等等因素，均会影响其测量精度，尽管可以采取一定的补偿措施，但效果毕竟是有限的，不能够完全消除。并且电缆上传输的是很微弱的电信号，极易受到干扰，这在已建系统中充分表现出来。
2．数字式温度传感器
数字温度传感器，近年来开发出来的新型传感器。目前国内用于粮情测控系统的主要是美国Dallas（达拉斯）公司的DS18B20，温度检测范围为-55℃—+125℃，在-10℃——+85℃温度范围内，测量精度为±0.5℃，而体积只有一粒黄豆般大小。
DS18B20内部可分为4个部分：
① 激光刻蚀全球唯一序列号或称为地址码；即每一只传感器都有一个全球唯一“身份证号码”，便于应用系统管理。
② 集成12位数字温度传感器；温度分辩率最高可达0.0625℃
③ 告警及数据存贮器；可设定超限告警温度
④“一线”总线。多个传感器可接在一条电缆上。
可见DS18B20内部已集成许多电路，科学的设计技术加上精密的生产工艺，是保证其具有较高稳定度、转换精度和一致性的先决条件。它内部完成温度到数字信号的转换，在一线总线上传送的只是数字信号，引线的长短和引线受干扰叠加的小信号电压不影响其测量精度。这点热敏电阻远不能与它相比。
DS18B20的另一个重要特点是具有“一线”总线，一线总线器件最基本的特点是：每个器件都有一个在工厂激光刻制的地址（序列号），任何器件的地址不会重复，也就是说，每个器件的序列号是唯一的。在这条总线上，如一条双芯电缆上，可以并接多个DS18B20温度传感器而互不影响，就像在220V交流电线上并接许多灯泡一样。它甚至不用单独电源供电，用数据线提供能量。这样可以节约大量电缆，接线头也会减少很多，在粮情测控这种电缆较多的应用场合有十分重要意义。
目前已有一线总线的其它功能产品，如多路开关、湿度传感器、多路A/D转换等。随着技术不断发展，以后支持一线总线的产品会不断增多，性能会不断提升，而价格不断降低，因此一线总线测控系统具有很大的发展空间。
3．DS18B20与热敏电阻比较如下
数字温度传感器DS18B20和热敏电阻比较
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DS18B20 |
热敏电阻 |
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测温范围 |
-55℃—+125℃ |
-55℃—+150℃ |
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测量精度 |
±0.5℃ |
±1℃（需较正） |
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系统管理性 |
很好 |
较差 |
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扩充性 |
全球唯一编号,管理容易 |
布线有关(开关位置决定) |
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集成化 |
高 |
无 |
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稳定性 |
很高 |
较差 |
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抗干扰性 |
好 |
较差 |
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寿命 |
长 |
较长 |
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数字化 |
全 |
无 |
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价格 |
较高 |
较低 |
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互换性 |
很好 |
一般 |
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线缆影响精度 |
无 |
有 |
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告警设定 |
有 |
无 |
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测控分机数量 |
少 |
多 |
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线缆用量 |
节省 |
较多 |
需要说明的是，DS18B20的众多优点是保证系统先进性的先决条件之一，同样应用DS18B20，不同的系统设计，效果相差比较大。应针对其特点，充分发挥优势。只有完善的系统总体设计布局,才能将DS18B20的众多优点完全发挥出来。
数字温度传感器拥有众多优点，必将取代热敏电阻等模拟传感器，而价格已逐步降低，DS18B20经不锈钢封装后，在保证其诸多优点时，还有效地防水防潮。SLST系统不锈钢封DS18B20数字温度传感器已有粮库在粮情测控系统中广泛应用并取得了较好的用户反馈。
封装后的传感器如下图所示:
四．应用数字温度传感器的粮情测控系统
1．系统组成。系统主要由PC机及测控软件、组网模块、数字传感器（测温电缆）、分线器、控制器等部分组成。
PC机及测控软件是测控系统的中心部分，温度数据由其显示、分析、打印、存储等。
组网模块负责数据通信接口信号至测控分机上下转换，向下发送命令，向上传送数据。测温电缆，放于粮堆中的电缆，里面装有数字温度传感器，聚氯乙烯或聚乙烯做成绝缘护套，外加特别防护，电缆端头要密封处理。通信线路采用光纤、无线电或双绞线等，是数据命令传送载体。组网模块本系统的关键部分，负责数字温度传感器管理、湿度传感器管理、机械通风控制指令，与中心PC机通过通信线路相连。
分线器是测温电缆管理者，直接采集数字温度传感器数据，并送至测控分机。
控制器按命令开停通风机电源接收测控分机信号，开停通风机电源。
2．系统主要功能
温湿度检测功能，并具备测水、测虫、测气体浓度等扩充功能，具备巡测、定时检测、选测等功能，并以表格或图形方式显示、打印、存贮所测数据或曲线，并具有联网功能。对所测数据进行自动分析处理，设定温、湿度超限值分析，自动找出异常点和异常值。根据温湿度数字模型或人工设置值，分析得出超限报警，并显示或打印记录。根据温湿度数字模型分析，自动控制通风机降温，亦可人工直接控制。具有抗静电、抗雷击、抗电磁场、防潮、防尘、防磷化氢腐蚀等功能。
五．应用实例
全部采用数字温度传感器的粮情测控系统，已在江苏某粮食储备库投入使用。系统采用三千多个数字温度传感器，铺设光纤数据传输网络，实仓比例图形化操作软件，同步嵌入储备粮管理信息，只用鼠标就可以完成所有软件功能操作，大大方便操作人员。经过高温和雷雨季节及磷化氢熏蒸的考验，系统的稳定性、可靠性和准确性得到了充分保证，处于国内领先地位，完全可以替代进口粮情测控系统，且造价低一半以上
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