模拟温度传感器（共8篇）
模拟温度传感器 篇1
1 冷却液温度传感器作用及其工作原理
汽车冷却液温度传感器用于监测发动机循环冷却液的温度,并根据不同的温度情况给汽车电控系统ECU不同的信号,使电控单元能根据实际情况修正喷油量和点火正时。还可对冷却液风扇空调起到控制作用,其对汽车的作用不容小觑。
构成汽车冷却液温度传感器的元件主要是热敏电阻。热敏电阻是一种由半导体材料制成的特殊电阻,它对温度的变化非常敏感,电阻值会随着温度的变化而发生显著改变。若电阻值随温度的升高而增大,即电阻值与温度成正比,则该热敏电阻为正温度系数热敏电阻器(PTC);若电阻值随温度的升高而减小,即电阻值与温度成反比,则该热敏电阻为负温度系数热敏电阻器(NTC)。汽车冷却液温度传感器多采用负温度系数电阻。
汽车冷却液温度传感器与冷却液直接接触,使传感器能够及时监测到冷却液温度的变化,同时传感器与电控系统ECU相连,将冷却液温度的变化通过电路的连接转化为电信号输送到ECU。ECU根据输入的电信号来修正电喷发动机的喷油时间,同时也对空燃比进行调整,使进入发动机内的混合气体能稳定燃烧。根据信号,在冷机时供给浓度较高的可燃混合气体 ;热机时供给浓度较稀的可燃混合气体,使发动机能时刻稳定而良好的工作。
2 设计思路
该模拟实验的电路主要包括两部分,一部分电路模拟冷却液温度的变化,一部分电路模拟冷却液温度传感器。
2.1 冷却液温度变化模拟电路
冷却液温度变化模拟电路要能实现温度的变化,要求温度的变化要明显且易于实现,同时电路结构也要简单。该部分电路的最佳方案是用一个在正常工作不久后便会产生热量的用电设备来实现,类似一个加热源。较理想的用电设备是白炽灯。白炽灯是一种利用热辐射发出可见光的电光源,在正常工作时温度较高,一般通电5分钟就可以感到明显的温度变化,用白炽灯来作为加热源,短时间内温度可大大增加,结构简单、实现方便、效果良好。
2.2 冷却液温度传感器模拟电路
冷却液温度传感器模拟电路是设计的核心部分。设计要求能模拟温度传感器及时感温度的变化,又要能根据不同的温度做出不同的反应以方便观察。冷却液温度传感器的主要构成元件是热敏电阻,故可用一负温度系统的热敏电阻模拟传感器。在实际的应用中,冷却液温度传感器会通过某个转化电路将温度的变化转化为电信号传给电控系统ECU,温度不同给ECU的信号则不同,相应的ECU给出的指示也会不同。转化电路实现起来结构较复杂,为了使该模拟电路整体结构简单化,在设计中省掉了转化电路的部分,直接将热敏电阻的电阻值看作已转化好的电信号。
因为该模拟电路没有电控系统ECU,无法给出指示,故为了能够直观的观察出不同温度下系统的不同反应,可在电路中接一用电设备,通过用电设备的变化来观察,如电灯的亮度、风扇的转速等。在该设计中采用一个小风扇来实现。
3 电路整体设计
根据上述所设计的电路结构框图如图所示 :
3.1 冷却液温度变化模拟电路
3.2冷却液温度传感器模拟电路
3.3 模拟电路工作过程
把两部分模拟电路靠近放置,保证负温度系数热敏电阻能够感应到白炽灯的热量。当冷却液温度变化模拟电路的开关未闭合时,白炽灯不亮,温度低,模拟发动机冷却液温度较低时的情况,这时负温度系数热敏电阻的电阻值较大,小风扇转动较慢。当把冷却液温度变化模拟电路的开关闭合,电路连通白炽灯发亮。因其是利用热辐射发出可见光的,在接通电源大概5分钟时,会较明显的感觉到白炽灯周围有热量产生,可模拟发动机冷却液温度升高时的情况,这时负温度系数热敏电阻的电阻值明显变小,小风扇转速变快。因此,通过小风扇的转动情况,我们可以直观的观察到冷却液温度传感器在不同温度下的工作情况。
3.4 参数选择
本模拟电路结构简单,参数的选择也不复杂。冷却液温度变化模拟电路和冷却液温度传感器模拟电路的电源选20V以下的低压电均可,一般选12伏。白炽灯可选择5瓦的功率。负温度系数热敏电阻的电阻值可选10千欧姆,小风扇用小功率的即可。
4 结束语
本文介绍的汽车冷却液温度传感器模拟实验电路是一个既简单又方便的电路。它由两部分构成,这两部分电路既可以单独作为某个电路使用,也可以放在一起模拟汽车冷却液温度传感器的工作过程。模拟过程不但直观而且形象,对学习了解汽车冷却液温度传感器的工作原理起到很好的辅助作用。教师可用该电路作为教具给学生讲解,能很好的起到演示及模拟作用。因其结构简单、构成元件普通、制作方法简单,也可将其当做一个实训项目让学生自己动手制作。
模拟温度传感器 篇2
当选择一个温度传感器的时候，将不再限制在模拟输出或数字输出装置。与你系统需要相匹配的传感器类型现在又很大的选择空间。市场上供应的所有温度感应器都是模拟输出。热电阻，RTDs和热电偶是另一种输出装置，矽温度感应器。在多数的应用中，这些模拟输出装置在有效输出时需要一个比较器，ADC，或一个扩音器。因此，当更高技术的集成变成可能的时候，有数字接口的温度传感器变成现实。这些集成电路被以多种形式出售，从超过特定的温度时才有信号简单装置，到那些报告远的局部温度提供警告的装置。现在不只是在模拟输出和数字输出传感器之间选择，还有那些应该与你的系统需要相匹配的更广阔的感应器类型的选择，温度传感器的类型：
图一：传感器和集成电路制造商提供的四中温度传感器
在图一中举例说明四种温度感应器类型。一个理想模拟传感器提供一个完全线性的功能输出电压（A）。在传感器（B）的数字I/O类中，温度数据通常通过一个串行总线传给微控制器。沿着相同的总线，数据由温度传感器传到微控制器，通常设定温度界限在引脚得数字输出将下降的时候。当超过温度界限的时候，报警中断微控制器。这个类型的装置也提供风扇控制。
模拟输出温度传感器：
图2 热阻和矽温度传感器这两个模拟输出温度探测器的比较。
热电阻和矽温度传感器被广泛地使用在模拟输出温度感应器上。图2清楚地显示当电压和温度之间为线性关系时，矽温度传感器比热阻体好的多。在狭窄的温度范围之内，热电阻能提供合理的线性和好的敏感特性。许多构成原始电路的热电阻已经被矽温度感应器代替。
矽温度传感器有不同的输出刻度和组合。例如，与绝对温度成比例的输出转换功能，还有其他与摄氏温度和华氏温度成比例。摄氏温度部份提供一种组合以便温度能被单端补给得传感器检测。
在最大多数的应用中，这些装置的输出被装入一个比较器或A/D转换器，把温度数据转换成一个数字格式。这些附加的装置，热电阻和矽温度传感器继续被利用是由于在许多情况下它的成本低和使用方便。数字I/O温度传感器： 大约在五年前，一种新类型温度传感器出现了。这种装置包括一个允许与微控制器通信的数字接口。接口通常是12C或SMBus序列总线，但是其他的串行接口例如SPI是共用的。阅读微控制器的温度报告，接口也接受来自温控制器的指令。那些指令通常是温度极限，如果超过，将中断微控制器的温度传感器集成电路上的数字信号。微控制器然后能够调整风扇速度或减慢微处理器的速度，例如，保持温度在控制之下。
图3：设计的温度传感器可遥测处理器芯片上的p-n结温度
图4。温度传感器可检测它自己的温度和遥测四个p-n结温度。
图5。风扇控制器/温度传感器集成电路也可使用PWM或一个线性模式的控制方案。
在图4中画是一个类似的装置：而不是检测一个p-n结温度，它检测四个结和它的自己内部的温度。因此内部温度接近周围温度。周围温度的测量给出关于系统风扇是否正在适当地工作的指示。
在图5中显示，控制风扇是在遥测温度时集成电路的主要功能。这个部分的使用能在风扇控制的二个不同的模式之间选择。在PWM模式中，微处理控制风扇速度是通过改变送给风扇的信号周期者测量温度一种功能。它允许电力消耗远少于这个部分的线性模式控制所提供的。因为某些风扇在PWM信号控制它的频率下发出一种听得见的声音，这种线性模式可能是有利的，但是需要较高功率的消耗和附加的电路。额外的功耗是整个系统功耗的一小部分。
当温度超出指定界限的时候，这个集成电路提供中断微控制器的警告信号。这个被叫做过热温度的信号形式里，安全特征也被提供。如果温度升到一个危险级别的时候温控制器或软件锁上，警告信号就不再有用。然而，温度经由SMBus升高到一个水平，过热在没有微控制器被使用去控制电路。因此，在这个非逻辑控制器高温中，过热能被直接用去关闭这个系统电源，没有为控制器和阻力潜在的灾难性故障。
装置的这个数字I/O普遍使用在服务器，电池组和硬盘磁碟机上。为了增加服务器的可靠性温度在很多的位置中被检测：在主板（本质上是在底盘内部的周围温度），在处理器钢模之内，和在其它发热元件例如图形加速器和硬盘驱动器。出于安全原因电池组结合温度传感器和使其最优化已达到电池最大寿命。
检测依靠中心马达的速度和周围温度的硬盘驱动器的温度有两个号的理由：在驱动器中读取错误增加温度极限。而且硬盘的MTBF大大改善温度控制。通过测量系统里面温度，就能控制马达速度将可靠性和性能最佳化。驱动器也能被关闭。在高端系统中，警告能为系统管理员指出温度极限或数据可能丢失的状况。
图6。温度超过某一界限的时候，集成电路信号能报警和进行简单的ON/OFF风扇控制。
图7.热控制电路部分在绝对温标形式下，频率与被测温度成比例的产生方波的温度传感器
图8。这个温度传感器传送它的周期与被测温度成比例的方波，因为只发送温度数据需要一条单一线，就需要单一光绝缘体隔离信道。
模拟正温度感应器
“模拟正量”传感器通常匹配比较简单的测量应用软件。这些集成电路产生逻辑输出量来自被测温度，而且区别于数字输入/输出传感器。因为他们在一条单线上输出数据，与串行总线相对。
在一个模拟正量传感器的最简单例子中，当特定的温度被超过的时候，逻辑输出出错：其它，是当温度降到一个温度极限的时候。当其它传感器有确定的极限的时候，这些传感器中的一些允许使用电阻去校正温度极限。
在图6中，装置显示购买一个特定的内在温度极限。这三个电路举例说明这个类型装置的使用：提供警告，关闭仪器，或打开风扇。
当需要读实际温度时，微控制器是可以利用的，在单线上传送数据的传感器可能是有用的。用微处理器的内部计数器，来自于这个类型温度感应器的信号很容易地被转换成温度的测量。图7传感器输出频率与周围温度成比例的方波。在图8中的装置是相似的，但是方波周期是与周围温度成比例的。
图9。用一条公共线与8个温度传感器连接的微控制器，而且从同一条线上接收每个传感器传送的温度数据。
图9，在这条公共线上允许连接达到八个温度传感器。当微控制器的I/O端口同时关闭这根线上的所有传感器的时候，开始提取来自这些传感器的温度数据。微控制器很快地重新装载接收来的每个传感器的数据，在传感器关闭期间，数据被编码。在特定时间内每个传感器对闸口脉冲之后的时间编码。分配给每个感应器自己允许的时间范围，这样就避免冲突。
通过这个方法达到的准确性令人惊讶：0.8 是典型的室温，正好与被传送方波频率的电路相匹配，同样适用于方波周期的装置。
这些装置在有线电线应用中同样显著。举例来说，当一个温度传感器被微控制器隔离的时候，成本被保持在一个最小量，因为只需要一个光绝缘体。这些传感器在汽车制造HVAC应用中也是很有效，因为他们减少铜的损耗数量。温度传感器的发展：
集成电路温度传感器提供各式各样的功能和接口。同样地这些装置继续发展，系统设计师将会看见更多特殊应用就像传感器与系统接口连接的新方式一样。最后，在相同的钢模区域内集成更多的电子元件，芯片设计师的能力将确保温度传感器很快将会包括新的功能和特殊接口。
总结
通过这些天的查找资料，我了解了很多关于温度传感器方面的知识。我的大家都知道温度的一些基本知识，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。利用温度所创造出来的传感器即温度传感器是最早开发，应用最广的一类传感器。并且从资料中显示温度传感器的市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，在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。
这些天,我通过许多的资料了解到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，如果精确测量这个电位差，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，所以称它为“热电偶”。我查找的资料显示数据: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极高的响应速度，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。随着低温技术在国防工程、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。这种仪表可以用来测量运动物体、小目标还有热容量小或温度变化迅速（瞬变）对象的表面温度，也可以用于测量温度场的温度分布。资料显示，最常用的非接触式测温仪表基于黑体辐射的基本定律，称为辐射测温仪表。辐射测温法包括亮度法、辐射法和比色法。各类辐射测温方法只能测出对应的光度温度、辐射温度或比色温度。只有对黑体所测温度才是真实温度。如果想测定物体的真实温度，就必须进行材料表面发射率的修正。而材料表面发射率不仅取绝于温度和波长，而且还与表面状态、涂膜和微观组织等有关连，因此很难精确测量。在自动化生产中我发现往往需要利用辐射测温法来测量或控制某些物体的表面温度，如冶金中的钢带轧制温度、轧辊温度、锻件温度和各种熔融金属在冶炼炉或坩埚中的温度。在这些具体情况下，物体表面发射率的测量是相当困难的。对于固体表面温度自动测量和控制，可以采用附加的反射镜使与被测表面一起组成黑体空腔。附加辐射的影响能提高被测表面的有效辐射和有效发射系数。利用有效发射系数通过仪表对实测温度进行相应的修正，最终可得到被测表面的真实温度。最为典型的附加反射镜是半球反射镜。球中心附近被测表面的漫射辐射能受半球镜反射回到表面而形成附加辐射，这样才能提高有效发射系数。至于气体和液体介质真实温度的辐射测量，则可以用插入耐热材料管至一定深度以形成黑体空腔的方法。通过计算求出与介质达到热平衡后的圆筒空腔的有效发射系数。在自动测量和控制中就可以用此值对所测腔底温度（即是介质温度）进行修正而得到介质的真实温度。现在，我通过这些天的努力，了解了很多温度传感器及其相关的一些传感器的知识。他们在我们生活中的应用及其广泛，我们只有加紧的学习加紧的完成自己所学专业的知识，了解相关的最新信息，我们才能跟上科技前进的步伐。
参考文献：
模拟温度传感器 篇3
为了满足现代工、农业对温度监测和控制的要求, 温度采集器必须朝着小型、高速和高稳定性的方向发展。而传统的温度采集系统一般是基于模拟的温度传感器, 得到模拟信号处理后再经过周A/D转换得到数字信号。一方面, 模拟信号在处理和传输过程中极易受到干扰而影响温度采集的精度和稳定性;另一方面, 高精度A/D转换器价格较高而影响系统的成本, 使得整个温度采集系统的性价比降低。随着现代科学技术的飞速发展, 特别是大规模集成电路设计技术的发展, 微型化、集成化、数字化、智能化正成为温度传感器发展的一个重要方向。针对这种情况, 研究和改进多点温度的监测具有现实的意义。
2. 硬件组成
数字温度传感器可通过串行口, 也可通过其它I/O口线与微机接口, 无须经过其它变换电路, 直接输出被测温度值。因此, 利用数字温度传感器对多点温度进行测量时非常好的解决方案。本设计以AT89S52单片机为控制单元、温度传感器DS18B20为主要检测器件, 实现多路温度的测量、显示、存储和报警。本设计使用C语言进行设计开发, 采用Proteus7.4进行电路的设计并仿真, 实现:八路温度循环检测, 超限自动报警还可固定其中一路检测, 测量温度的同时, 还能记录当时的时间, 并存储到EEPROM中, 温度测量范围为-10℃～+100℃, 精度为±0.5℃。系统设计的总框图如图1所示。
3. 软件设计
系统程序主要包括主程序, 读DS18B20序列号程序, 读出温度子程序, 写温度子程序, 温度换命令子程序, 计算温度子程序, 存储子程序, 液晶显示子程序等。主程序主要是对DS18B20进行匹配, 读取温度, 显示温度, 存储信息以及报警, 系统设计主流程图见图2。
4. 结论
由于温度传感器逐渐向着数字化、智能化的方向发展, 目前基于温度探测的监控或者报警系统也产生了深刻的变化。电路设计得更简单, 也部分简化了软件的编写。另外, 无论是响应速度、系统运行周期、抗干扰能力、支持总线功能等等指标, 都大大优于传统的、基于模拟传感器的测温系统。
参考文献
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模拟温度传感器 篇4
DALLAS公司推出的DS1620是一种具有温度传感、温度控制、温度数据转换等功能的专用集成芯片。与少量外部单元 (如显示、控制器件) 结合可构成温度自动测量和控制系统。测温范围为-55 ℃～125 ℃, 分辨率为0.5 ℃, 转换后的温度值采用9位数字量表示。DS1620可用3线串行接口的方式与单片机相连进行数据的读写操作。可广泛用于温度控制、温度测量及热敏感系统等领域。
1 DS1620简介
DS1620 为8脚DIP或SOIC封装, 表1列出其引脚功能。
DS1620读入温度值为9位二进制数 (补码形式) , 且通过3线串行接口实现数据的读写操作, 在1 s时间内能直接将温度值转换为数字量, 其上下限温度可自定义, 且恒定存储, 工作频率最大为2 MHz。
DS1620通过其专用的片载温度测量技术进行温度测量。原理大致为:对低温系统振荡器的脉冲个数进行计数, 计数脉冲的周期由高温系统振荡器决定。计数器和温度寄存器预先设置为-55 ℃, 如果计数器在脉冲周期结束之前到达0, 则温度寄存器开始增数, 表明温度值在-55 ℃之上, 如此循环增值, 最终温度寄存器中的数字量即为所测温度值。图1为单次转换方式和连续转换方式的工作流程图。
读温度数据 (AAH) :该指令是读取温度寄存器所存储的最后转换的温度数据, 指令输入后的9个移位脉冲将输出寄存器的数据。
写TH (01H) :给高温临界寄存器写入TH数据。指令输入后的9个移位脉冲将9位上限温度值TH写入高温临界寄存器, 用来改变THIGH的输出操作。
写TL (02H) :给低温临界寄存器写入TL数据。指令输入后接下来的9个移位脉冲将9位下限温度值写入寄存器, 用来改变TLOW的输出操作。
读TH (A1H) :读高温临界寄存器TH数据。指令输入后接下来的9个移位脉冲, 9位用来改变THIGH输出操作的上限值将从DS1620输出。
读TL (A2H) :读低温临界寄存器TL数据。指令输入后接下来的9个移位脉冲, 9位用来改变TLOW输出操作的下限值将从DS1620输出。
开始转换T (EEH) :该指令输入后, 很快可将温度转换为可读数据。在单次方式, 本命令将启动一次温度转换, 然后进入空闲状态;在连续方式, 本命令将启动连续的温度转换。
停止转换T (22H) :停止转换温度指令。此指令输入后, DS1620将最后一次转换任务完成并将数据存入温度寄存器后闲置起来, 直至再次输入新的开始转换指令。
写config (OCH) :用来写控制寄存器。该指令输入后的8个时钟周期, 命令字将写入控制寄存器。
读config (ACH) :用来读状态寄存器的值。该指令输入后的8个时钟周期, 状态/控制寄存器的内容将从DS1620输出。
常温下每次写入DS1620存储器需要近10 ms, 所以在写指令之后不能立即对DS1620进行读写操作, 通常加10 ms的延时。
2 由DS1620构成的温度监控系统设计
2.1 温度控制系统结构
温度控制系统结构如图2所示。
2.2 温度控制系统原理
预先写入DS1620控制寄存器操作模式和TH、TL寄存器的温度设定值, CLK/CONV用做转换开始控制端。其中, 状态/控制寄存器的CPU标志位必须设为“0”, 为了使CLK/CONV作转换控制, RST必须为低电平。CLK/CONV被拉低, 且在10 ms以内置高, 则产生一次转换;如果CLK/CONV保持低, 则DS1620连续进行转换。CPU为“0”时, 转换由CLK/CONV控制, 而不受1HOST控制位的限制。
当DS1620的温度高于或等于TH寄存器设定值时, TH输出为高电平;当温度低于或等于TL寄存器设定值时, TL输出高电平;当温度高于TH寄存器设定值时, TCOM输出为高电平, 直到温度下降到TL寄存器设定值以下时才会变低电平。
利用TH和TL的输出电平可以确定温度是否在系统要求范围内, 如果不在, 利用单片机控制加热电路与降温电路对环境温度进行改变, 一直到系统要求的范围内。
2.3 利用DS1620进行温度修正
DS1620温度值由1位符号位、8位数字位共9位二进制补码形式输出, 所以先进行数据位和符号位的区分。第9位即最高位是符号位, “0”表示正温, “1”表示负温。将读取到的数据求补转换成十进制数并除以2, 即可得到-55 ℃～+125 ℃之间的温度值。表2显示了输出数据与被测温度之间的精确关系。
将DS1620温度传感器输出温度的数字量与测量环境内的温度设定值进行比较, 即可得到实际温度和设定温度的偏差。测量环境内的温度设定值由单片机中程序设定, 并与单片机构成的数字控制器进行比较运算, 经过比较后, 输出控制量控制由加热和降温电路构成的温度调节电路对测量环境温度进行调节。
3 结束语
由于DS1620的输出量直接是数字量, 这样就减少了电路中的A/D转换电路, 使得电路更简单, 同时, 整个电路的延时也更加短。如果电路中需要LED (发光二极管) 显示当时温度, 也可直接安装显示驱动电路。
DS1620的外围接口使用灵活, 使用时需要注意它的测量范围及精度能否满足要求。作为继电器使用时必须写入控制寄存器操作模式和TH、TL寄存器的温度设定值。
参考文献
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[5]谢自美.电子线路设计.实验.测试[M].2版.武汉:华中科技大学出版社, 2000.
模拟温度传感器 篇5
20世纪60年代以来,数字信号处理器(Digital Signal Processing,DSP)伴随着计算机和通信技术得到飞速发展,应用领域也越来越广泛。在温度控制方面,尤其是固体激光器的温度控制,受其工作环境和条件的影响,温度的精度要求比较严格,之前国内外关于温度控制基本上都采用温度敏感电阻来测量温度,然后用风冷或者水冷方式来达到温度控制效果,精度不够且体积大。本文基于DSP芯片TMS320F2812与数字温度传感器DS18B20设计出一个温度测量系统,根据测量所得的温度与设定的参量,并利用模糊PID算法计算出控制量,利用该控制量调节由DSP事件管理器产生PWM波的占空比,并作用于半导体制冷器,以达到温度控制效果,实现控制精度高,体积小的温度控制系统[1]。
1 系统硬件组成
1.1 DS18B20功能结构与使用
DS18B20是DALLAS公司生产的一线式数字温度传感器,具有3引脚TO-92小体积封装形式;温度测量范围为-55~+125 ℃;可编程为9~12位A/D转换精度,测温分辨率可达0.062 5 ℃;CPU只需一根埠线就能与诸多DS18B20通信,占用微处理器的端口较少,可节省大量的引线和逻辑电路。以上特点使DS18B20非常适合用于远距离多点温度检测系统中。
DS18B20的管脚排列如图1所示。DQ为数字信号输人/输出端;GND为接地;VDD为外接供电电源输人端(在寄生电源接线方式时接地)。
DS18B20中的温度传感器可完成对温度的测量,用16位符号扩展的二进制补码读数形式提供[2],以0.062 5 ℃/LSB形式表达,其中S为符号位。例如+125 ℃的数字输出为07DOH, +25.062 5 ℃的数字输出为0191H, -25.062 5 ℃ 的数字输出为FF6FH,-55 ℃的数字输出为FC90H。
1.2 DSP介绍
这里所用DSP为TMS320F2812,它是美国TI公司新推出的低价位、高性能的16位定点DSP,是专为控制应用系统而设计的[3],其主频可达150 MHz,本系统中所用晶振为45 MHz,片内集成了外围设备接口,主要起控制和计算作用。
1.3 半导体制冷器简介
半导体制冷器是根据帕尔贴效应制成的,由两种不同金属组成一对热电偶,当热电偶迈入直流电流后因直流电通入的方向不同,将在热电偶结点处产生吸热和放热现象。制冷器结构如图2所示[4]。
把一个N型和P型半导体的粒子用金属连接片焊接成一个电偶对。当直流电流从N极流向P极时,上端产生吸热现象,此端称冷端,下端产生放热现象,此端称热端,如果电流方向反过来,则冷热端相互转换。
1.4 硬件连接
DS18B20与DSP连接主要有两种方式:寄生电源方式和外部供电方式。本文采用外部供电方式,其中18B20的DQ口与F2812的GPIOA0口连接,具体连接如图3所示。
2 温度测量
要进行温度控制,首先要测量所控制目标的温度值,在本系统中,具体使用数字温度传感器DS18B20与DSP结合,并利用CCS编写程序,本系统开发平台为CCS 2.2,前期安装及芯片设置在此省略[5,6],程序流程如图4所示。
DS18B20的控制包括三种时序:复位、写时序、读时序[7]。
复位:主机总线在t0时刻发送一个复位脉冲(最短为480 μs的低电平信号),接着在t1时刻释放总线并进入接收状态;DSl820在检测到总线的上升沿之后等待15~60 μs,接着在t2时刻发出存在脉冲(低电平持续60~240 μs)。
写时序:对于DS18B20的写时序分为写0时序和写1时序两个过程。写0时序和写1时序的要求不同,当要写0时序时,总线要被拉低至少60 μs,保证DS18B20能够在15~45 μs之间正确地采样I/O总线上的“0”电平,当要写1时序时,单总线被拉低之后,在15 μs之内就得释放单总线。写数据持续时间应大于60 μs且小于120 μs,两次写操作时间间隔要大于1 μs。
读时序:对于DS18B20的读时序同样分为读0时序和读1时序两个过程。对于DS18B20的读时序是从DSP把单总线拉低之后,在15 s之内就得释放单总线,以便让DS18B20把数据传输到单总线上。DS18B20在完成一个读时序过程,至少需要60 μs才能完成。
需要注意的是,在程序编写时不管是复位,还是读写,都要注意配置GPIOA0端口的状态(输入或输出),同时时序非常重要,本文中的延时都是经过多次测试后总结出来的,根据DSP芯片的晶振不同,延时程序都会改变,否则DS18B20不会正常工作。
3 温度控制
3.1 脉宽调制PWM输出
TMS320F2812的事件管理模块总共能输出16路PWM信号,文中仅需要输出一路占空比可调的PWM信号,并设计从PWM1引脚输出该方波信号。文中选用通用定时器1(T1) 作为时基;全比较单元1保存调制值;计数方式采用连续增计数模式。PWM占空比值与T1的三角波数据比较,输出PWM信号控制半导体制冷片工作。各寄存器设置如下(高速外设时钟为22.5 MHz)[8,9]:
EvaRegs.ACTR.all=0x0006; //通过对比较方式控制寄存器的配置
EvaRegs.T1PR=5000; //定时器1周期值0.365 μs*N
EvaRegs.T1CMPR=2500; //定时器1比较值
EvaRegs.T1CNT=0; //定时器1初值设为0
EvaRegs.T1CON.all=0x144E; //连续增模式,TRS系数45M/2/16,T1使能
EvaRegs.CMPR1=1500; //占空比
文中设计的PWM周期为1.825 ms,TMS320F2812的计数器记数范围为0~5DC。因此当系统装入CMPR1寄存器的值为0或5DCH时,输出恒为高电平或低电平。现以向CMPR1写入1 500为例,PWM1引脚的输出周期为1.825 ms的方波。
3.2 温度控制软件设计
根据前面叙述,用DS18B20读取温度采样值,再通过参数自整定的Fuzzy-PID算法对数据进行处理[10]:根据E和EC的状况,由模糊控制规律再通过模糊表推导出ΔKP,KI,KD,根据式(1)计算出KP,KI,KD的大小,再计算出U的初值和ΔU,由式(2)实时计算控制量U。通过参数转换,将U转换为PWM参数,修改EvaRegs.CMPR1的数值,改变PWM的占空比,从而控制TEC的制冷/制热功率。
ΔU(k-1)=KP[E(k)-E(k-1)]+KIE(k)+
KD[E(k)-2E(k-1)+E(k-2)] (2)
程序流程图如图5所示[10]。
3.3 实验结果
完成以上程序编写后,首先利用仿真器进行温度测量模拟,在标准温度计所得室温为31.2 ℃时,在CCS软件中利用快速观测窗口检测到的温度值为31.187 5 ℃。通过实验证明,在外界温度为31 ℃,采用默认设置(稳定温度为25 ℃)时,该温度控制系统能使被控物体的温度稳定在25 ℃,温度稳定时间小于100 s,精度可达到0.1 ℃以下,达到了工业控制要求。
4 结 语
利用DSP的高速处理能力,结合DS18B20精准的温度读取能力,以及利用CCS开发出温度控制系统。该温度控制系统中应用了Fuzzy-PID算法。设计目标是:在同样的控制精度条件下,使系统的过渡时间及超调量尽可能减小,以改善控制效果。采用复合控制,使系统能有效抑制纯滞后的影响,当参数变化较大以及有干扰时,仍能取得较好的控制效果。
参考文献
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[8]万山明.TMS320F281XDSP原理及应用实例[M].北京:北京航空航天大学出版社,2007.
[9]Texas Instruments Incorporated.TMS320F281x eventmanager(EV)reference guide(Rev.C)[M].US:TexasInstruments,2004.
CMOS集成温度传感器 篇6
从空调系统、冰箱、电饭煲、电风扇等家电产品直至PC机、服务器、计算机外设、移动电话手机等,都需要具有温度传感功能的器件。集成温度传感器与目前常用的传统的温度传感器,如热电偶、铂电阻、双金属片等相比,具有体积小和高集成等优点,能用于控制电路或计算机接口,更加适合在集成电路系统中应用,为未来温度传感器的发展方向。
本文利用CMOS工艺中寄生PNP晶体管的温度特性,研究和设计了一种全集成的温度传感器,该温度传感器的工作范围为-40oC~120oC,温度误差小于2℃,功耗为0.75m W。
2 总体结构
本文设计的温度传感器的电路结构框图如图1所示,主要包括感温电路、采样比较电路、DAC、逻辑电路等。
集成温度传感器的工作原理:利用带隙基准原理设计获得一个不随温度变化的基准电压Vbg;利用CMOS工艺下的寄生衬底PNP双极型晶体管[1]的温度特性,可以产生一个与温度成反比的Vbe电压。根据两个电压Vbe(三极管be结电压)和Vbg(带隙基准)随温度变化情况,输入到模数转换器(ADC)中,经过模数转换器的处理,输出与温度相关的数字信号存入寄存器。数据处理单元从寄存器中读取温度数据,进行数据拟合,最终得到片内温度。
3关键电路设计
3.1感温电路
有多种传感原理可用于设计CMOS集成温度传感器,比如利用MOS晶体管在弱反型区的温度特性,利用MOS晶体管阈值电压VT的温度特性等[2],其缺点是高温下会产生漏电流、复现能力低、容差大和长期稳定性差,在高性能要求时必须有大范围的微调和校准工作[3]。本次感温电路的设计主要利用在CMOS工艺中寄生双极晶体管作为实现温度传感器功能的器件,其优点是低成本、出色的长期稳定性、可预测性较高、工艺的兼容性较好[4]。其结构如图2所示。
双极型晶体管PNP2的基极-发射级的电压Vbg为:
运算放大器OP、PMOS管P1、电阻R1~R3、双极管PNP1 和PNP2形成基准电压源,产生不随温度变化的电压Vbg为:
电压Vbg和Vbe的仿真结果如图3所示,可以看出,温度范围在-40oC~120oC电压Vbg的电压变化量为2.3m V,电压Vbe与温度成反比,电压变化量为310m V。
3.2采样比较电路
由于温度传感器对ADC的速度要求不高,本设计采用单端结构实现的采样比较器,通过逻辑控制,使比较器在不同的控制逻辑下,分别工作于运算放大、比较器,实现采样、比较的功能。选择这种比较器,可以省略比例放大器,同时能避免一般差分比较器的失调,从而提高传感器的线性度和精确度。其结构如图4所示。
采样电路主要是分别采取与温度成反比的Vbe电压、不随温度变化的基准电压Vbg。工作过程以Vbe为例:
A、采样阶段,控制开关r_h打开、采样开关vdac_h关闭、采样开关vbe_h、rt_sel_h打开,感温电压Vbe输入采样电容c1 的一端,采样电容的另一端VN与基准电压vref相同,采样电容c1的电压差位为
B、比较阶段,控制开关r_h关闭、采样开关vdac_h打开、采样开关vbe_h、rt_sel_h关闭,电压Vdac输入采样电容c1 的一端,由于电容两端的电压不能突变,电容另一端的电压为VN为
比较器比较Vdac与Vbe的大小,若Vbe大于Vdac,比较器输出逻辑高电平VOH;若Vbe小于Vdac,则比较器输出逻辑低电平VOL。Vbg的采样比较过程依次类推。
3.3 DAC电路
DAC电路主要是将逐次逼近型逻辑寄存器的输出值sar_value[9:0]转变为模拟量电压Vdac。DAC主要包括寄存器、电阻网络两部分。结构如图5 所示。寄存器主要实现对sar_value[9:0]的寄存,产生电阻网络的控制信号。
DAC选用加权电阻阵列,采用R-2R与2R电路网络相结合的方式,其结构如图6所示。
输出电压可以表示为:
其中Si代表sar_value<i>的逻辑值,avdd表示输出电压。
3.4 逐次逼近寄存器
逐次逼近寄存器[5]协调DAC比较器共同工作,完成逐次逼近逻辑,主要使用具有复位和置位功能的触发器串行构成的移位寄存器实现逐次逼近寄存器。完成一个数据的转换需要十五个周期,其中启动占用一个周期,对输入的模拟信号进行采样占用二个,逐次逼近转换过程占用十个,逐次逼近寄存器如图7所示,图中EOC表示结束信号,CLK为时钟信号,DVDD、GND表示电源和低电平,R表示复位信号,sar_bit<9:0>表示比较结果,COM表示比较器的比较结果。
10位寄存器首先设置在中间刻度512(即:100000000,MSB位D9=1)。此时,DAC输出(vdac)被设为avdd/2,avdd是提供给ADC的基准电压。然后,比较判断Vbe是小于还是大于Vdac,如果比较器输出逻辑高电平,sar_bit<9>即寄存器的MSB保持为1。相反,如果比较器输出逻辑低电平,sar_bit<9>清为0。随后,逐次逼近控制逻辑移至下一位,并将该位置为高电平,进行下一次比较。这个过程一直持续到最低有效位(LSB)。经过十个周期完成转换,10 位转换结果m1 储存在寄存器内。同理,由Vbg拟合出来的数值m2,与m1不同的是,由于Vbg是带隙基准电压,所以m2基本不随温度的变化而变化。
4 芯片版图和仿真结果
使用tsmc N65 的5X1z工艺文件绘制的CMOS集成温度传感器如图8所示,在版图绘制时,比较器的差分管、DAC的电阻要注意匹配,感温电路要注意隔离。
经过版图参数提取后,本文设计的CMOS集成温度传感器的系统后仿真结果如图9所示,图中的DEC信号表示内部电压Vbe、Vbg的转换结果。
利用恒温箱、开发板、示波器、直流稳压源、温度测量仪等仪器在-40oC~120oC的温度范围内将温度传感器芯片放在恒温箱内,FPGA芯片放在恒温箱外的测试,测量结果如表1 所示,表中T0表示温度传感器放置环境-恒温箱的设定温度,m1、m2分别表示从示波器读取的内部电压Vbe、Vbg的转换结果,T1表示经过数据处理单元得到的片内温度,T’表示温度传感器的温度误差。在-40oC~120oC的温度范围内,不包括数据处理单元,芯片的平均功耗为0.75m W。
5 结论
本文设计了一种CMOS集成温度传感器,感温电路主要利用CMOS工艺下的寄生衬底PNP双极型晶体管的温度特性,产生与温度成反比的电压Vbe和基本不随温度变化的电压Vbg,通过10位逐次逼近型数模转换电路实现温度量的数字信号输出,通过后续的数据处理,实现片内温度的检测。基于65nm CMOS工艺,完成了电路和版图的设计,试验结果表明,该集成温度传感器在-40oC~120oC,温度误差小于2℃,功耗小于0.75mW,满足集成电路系统中温度传感器的需求。
参考文献
[1]江海,吕坚,徐建华,等.基于动态元件匹配的CMOS集成温度传感器设计[J].半导体学报,2007,28(11):1824-1829.
[2]Middelhoek S,Auder S A.Silicon Sensors[M].London:Aca-demic Press,1989.
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[4]陈贵灿,程军,张瑞智.模拟CMOS集成电路设计[M].西安:西安交通大学出版社,2002:309-321.
温度传感器节点软件设计 篇7
在工农业生产、医疗和智能家电中,具有感知、计算、存储和通信能力的无线数据采集系统的应用越来越广泛。无线数据采集系统由传感器将各种复杂环境中的物理量转化成电信号,经过微处理器的信号处理,然后通过无线收发模块将信号发送给PC机等监控设备,实现短距离信号监测和控制。应用无线数据采集系统可以帮助提高工农业生产过程管理的精准性、便捷性和无人值守等。
温度传感器节点的设计应用到Cypress的可编程片上系统芯片CY8C27443,该器件包括一个8位的微处理器、8个可编程的数字模块和模拟模块。应用PSo C1 Designer基于图形化的开发软件,可以直接将系统中需要的各种应用模块拖放到设计区,进行简单的参数设置,即可以完成系统电路的设计。
1 P S o C 1系统全局资源配置
如图一所示,对温度传感器节点中的CY27443进行系统资源参数设计。为了达到低功耗的设计目标,系统的工作时钟选择12MHz,休眠时钟选择64Hz。
2 添加C y Fi S N P模块应用
Cy Fi SNP模块是实现星型网络协议的专用模块。在PSo C1 Designer软件的User Modules窗口中,选择RF→Cy Fi SNP→NODE,在打开的对话框中,选择Node选项,并按图二进行模块的参数设置。
3 添加定时器模块
选择PSo C1系统中的8位定时器模块,并把时钟设定为32KHz,定时器的计数周期值设定为255。其他具体参数设定如图三所示。
4 添加模数转换器
温度采集需要用到模数转换电路。PSo C1芯片中已经集成了可编程的模数转换器,可以直接将其拖放到设计区。本设计选择12位的ADC,具体参数配置如图四所示。
5 添加信号调理放大器模块
为了对温度传感器获得的模拟电压信号进行调理,需要对信号进行放大,因此在系统中需要放置一个PGA模块。本模块的参数设置如图五所示。
6 添加符合8位R S-232数据格式的串行发送器模块
为了实现数据的传送,在PSo C1系统中直接拖放一个TX8模块,并将时钟设定为系统时钟24MHz。具体配置如图六所示。
7 添加数据缓存器模块
PSo C1系统中有专用的数字缓冲器Dig Buffer,便于在进行数据传送时实现稳定、可靠的数据处理。在设计中放置一个简单了两路输入两路输出的数字缓冲器,模块的参数设置如图七所示。
8 芯片引脚配置
PSo C1芯片的引脚功能可灵活配置,根据硬件的PCB设计,可以把系统中各模块电路的输入输出分配到任意的引脚。本设计的芯片CY27443引脚配置如图八所示。
9 系统全局内部网络连接
在放置好各模块电路之后,PSo C1 Designer设计的最后一步是对各模块电路进行内部连接,使各模块电路组建成一个完整的应用系统。本设计温度传感器节点的全局网络连接如图九所示。
1 0 结束语
本文只介绍了单传感器节点的软件设计的具体步骤,对一个网络中有多个传感器节点的应用没有作具体的设计。在多节点的应用设计中,软件设计方面有待进一步研究。
参考文献
[1]刘宁,归奕红.一种安全的无线传感器网络结构设计方案[J].计算机与数字工程,2011,39(01):90-92,120.
一种温度检测传感器的设计 篇8
随着我国公路建设的快速发展,公路状况的监测和维护工作也显得越来越重要。公路路面在实际使用的过程中,温度、水分以及载荷等因素均会对整个路面结构产生不利影响,增大交通事故发生的几率,带来财产和生命损失。利用先进的仪器设备来建立健全交通安全环境,完善道路情报收集与管理,可以为相关管理部门的决策提供依据,也可以对道路使用者进行提示、警告、限制,大大减少交通事故的发生。路面传感器用于检测路面的各种参数,以进行成功的道路气象管理。具体来讲,该类传感器检测道路表面的当前温度和可能的结冰温度以及积水、结冰的厚度,远程监控特定地点如桥梁、问题路段、机场、高速公路等,能够全天候得到路面温度等一系列路面路况的报告,以便于决策和更有效的维护运营[1-3]。
温度检测传感器 是路面传 感器的重 要组成部分,主要完成对道路表面以及道路下方一定深度处的温度检测,并且为路面传感器的其他检测模块提供辅助,如作为路面状态判断的依据以及用作盐度与水膜检测的温度补偿依据等。
1背景知识
温度是表征物体冷、热程度的物理量,是七个基本物理量之一。在日常生活、工农业生产与科学研究的各个领域中,温度的测量都占有重要的地位。常见的温度传感器有基于热电效应的热电偶,基于热电阻效应的热敏电阻以及以半导体P-N结温度特性为理论基础的晶体二极管与晶体三极管感温元件。金属铂具有电阻温度系数大、感应灵敏、电阻率高、元件尺寸小、电阻值随温度的变化基本呈线性关系等特点。在测温范 围内,铂的物理、化 学性能稳定,长期复现性好,测量精度高,是目前公认制造热电阻的最好材料。但是铂在高温下,易受还原性介质的污染,使铂丝变脆并影响电阻与温度之间的线性关系,因此使用时应将铂电阻装在保护套管中。利用铂的此种物理特性制成的传感器称为铂电阻温度传感器[4-6]。
通常使用的铂电阻温度传感器PT100[7],电阻温度系数为3.9/℃,0℃时电阻值为100Ω,电阻变化率为0.3851Ω/℃。铂电阻温度传感器精度高,稳定性好,应用温度范围广,是中低温区(-200~650℃)最常用的一种温度检测器,不仅广泛应用于工业测温,而且被制成各种标准温度计。
铂电阻Pt100感温电阻值与温度间之关系式,可近似表达为:其中R(0)=100Ω,是Pt100在0℃时的电阻值。
温度检测传感器就是基于上述原理而设计的,其工作的基本原理是基于恒流源测电阻的方法,即设定流过铂电阻的电流,通过检测铂电阻两端电压,可以计算出此 时电阻大 小,进而得到 相应的温 度数据。
2传感器原理
温度传感器模块包括3个温度检测部分,即一个内部温度传感器模块和 两个外部 温度传感 器部分。由于3个温度检测模块的原理与结构基本相同,因此这里只对其中一个温度检测模块电路进行介绍。
温度检测模块 的电路结 构[8]如图1所示,U1是一个恒压源,在R1两端产生恒定电压,从而得到恒定电流作为 铂电阻R100的工作电 流。由于铂电阻的阻值 与温度有 着精确对 应的关系,所以就可以根据测得的R100两端的电压得到其阻值,从而检测到当前的温 度值。由U2及其余的 电阻、电容组成的后级电 路用于将R100两端的电 压值进行放大与平 移,使其在整 个量程范 围内都符 合单片机的采样要求。
假设铂电阻上电压为V1,U2的1脚输出电压为V2,7脚输出电压为V3,根据放大器的工作原理及电路结构,可以得到:
最终可得到:其中V3即为单片机采集的电压信号,通过对此信号的采集读取,就可以计算出当前铂电阻上的电压值,从而计算出当前阻值并得出温度数据。
需要说明的是,U1与U2的工作电压由同一个开关控制,在测量周期开始时导通,测量周期结束时断开,这样就避免了铂电阻长期工作的自发热效应对测量结果产生较大影响,同时也降低了系统的功耗,节约了资源。另外,温度检测模块需要测量道路3个不同位置的温度数值,所以需要3个不同的铂电阻,同时对应3套独立的测量电路进行依次检测,从而避免了相互之间的干扰。
3传感器标定数据的采集与处理
3.1温度数据标定
由于实际电路中各元件参数与理论总是会存在差别,所以传感器在使用前必须进行标定。温度检测传感器的标定采用测 量固定温 度点电压 值的方法,将待标定传感器放入温湿度实验箱,从 -40℃至60℃每10℃测量一次,得到每个温度点的电压输出值。表1是一组标定的结果,仅以一个电阻的数据为例。
3.2标定数据的处理
理论上铂电阻的阻值与温度之间的关系是线性的,由标定的数据就可以得出输出电压值与温度之间的线性关系曲线,它应该是一条直线,并且可以根据这一关系曲线测出量程范围内任意点的温度值。但是,由于线路电阻以及控制开关的电阻效应等难以避免,所以标定的结果并不单纯是铂电阻阻值与温度之间的关系,而是包含了其他元件电阻的影响,这就使得最终的 电压温度关 系曲线偏 离了线性。由图2可以看出,使用线性拟合得出的关系曲线,几乎在每个数 据点都存 在误差,最大的误 差接近0.7℃。如果以此曲线为标准进行温度检测,则可能产生较大的偏差,为了尽量减小测量误差,可以采取分段线性拟合的方法。
分段拟合的方法不再用所有数据直接拟合出整体关系曲线,而是将数据分组,分别对每组数据进行拟合,再将所得曲线组合起来,得到整体的关系曲线。由于分组数越多,得到的曲线就越精确,所以我们将相邻的两个数据作为一组,分别进行线性拟合,得到一系列关系线段,这些线段首尾相连,即得到总体的关系曲线图。图3是温度标定数据进行分段线性拟合后得到的温度电压关系曲线,是一条折线。在相邻两个数据点之间的小区间内,关系曲线都是线性的,而在每个数据点处,误差都被消除。这样的拟合方法,既尽可能地符合了铂电阻的温度特性,又尽量避免了线路阻抗的非线性变化对测量结果产生的影响。
利用分段线性拟合方法得到的曲线进行温度检测时,首先要判断所得的数据属于哪个区间,然后再根据该区间的拟合公式得到对应的温度值。实际测试发现,在拟合区间的端点处误差为零,小区间的线性拟合减小了总体的误差。
4结束语