一、课题背景和研究意义

温度是表征物体冷热程度的物理量，是工农业生产过程中一个很重要而普遍的参数。温度的测量及控制对保证产品质量、提高生产效率、节约能源、生产安全、促进国民经济的发展起到非常重要的作用。由于温度测量的普遍性，温度传感器的数量在各种传感器中居首位，约占50%。

随着科技的不断发展，现代社会对各种信息参数的准确度和精确度的要求都有了几何级的增长，而如何准确而又迅速的获得这些参数就需要受制于现代信息基础的发展水平。在信息采集(即传感器技术)、信息传输(通信技术)和信息处理(计算机技术)中，传感器属于信息技术的前沿尖端产品，尤其是温度传感器技术，在我国各领域已经引用的非常广泛，可以说是渗透到社会的每一个领域，人民的生活与环境的温度息息相关，例如最基本的温度计，体温计等；在工业生产过程中需要实时测量温度，例如锅炉反应的温度监测，仓库内的温度监测等；在农业生产中也离不开温度的测量，例如农业大棚温度测试系统，农业气象监测中温度测量等等。可以说无论你生活在哪里，从事什么工作，无时无刻不在与温度打交道，因此研究温度的测量方法和装置具有重要的意义。

二、温度监测的现状及发展

随着现代信息技术的飞速发展和传统工业改造的逐步实现 ，能够独立工作的温度检测和显示系统已经应用于诸多领域。要达到较高的测量精度需要很好的解决引线误差补偿问题、多点测量切换误差问题和放大电路零点漂移误差等问题，使温度检测复杂化。

目前温度测量技术的发展很快，从原始的玻璃温度计发展到了现在热电阻温度计、热电偶温度计、数字温度计、电子温度计等等。目前的温度计中传感器是它的重要组成部分，所以说，传感器的发展决定了测温技术的发展。

我国改革开放在”发展高科技，实现产业化”、”大力加强传感器的开发和在国民经济中的普遍应用”等一些列政策导向和支持下，在蓬勃发展的我国电子信息产业市场的推动下，传感器已形成了一定的产业基础，并在技术创新、自主研发、成果转化和竞争能力等方面有了长足进展，为促进国民经济的发展做出了重要贡献。但由于国内的半导体产业起步较晚，基础比较薄弱，对温度传感芯片的设计和研究才处于起步阶段，与国际先进技术相比还存在相当大的差距。

在集成数字智能温度传感器领域，国内相关的设计和研究尚处于较基础的阶段。目前市场上流行的同类温度传感器诸如DS18B20，AD7416 ，AD7417，AD7418，AD590等F，大多出自国外DALLAS、ADI等大公司。国内公司不仅相关产品少，而且已申请到的相关专利也比较少，除了厦门大学等高校申请的专利外，还有香港应用科技研究院、苏州纳芯微电子、北京中电华大电子设计、上海贝岭等少数研究机构或企业的专利，虽然其专利名称较大，但技术涉及点比较有限。因此，在集成数字温度传感器方面，我国尚有较大的发展空间。

国外情况方面，全世界现在大概有50个国家从事传感器的研制生产工作，研发、生产单位数千余家。在市场上，温度传感器的种类众多，在应用与高精度、高可靠性的场合时DALLAS(达拉斯)公司生产的DS18B20温度传感器当仁不让。DS18B20是美国DALLAS半导体公司继DS1820之后最新推出的一种改进型智能温度传感器。与传统的热敏电阻相比，它能够直接读出被测温度并且可根据实际要求通过简单的编程实现9-12位的数字值读书方式。可以分别在93.75ms和750ms内完成9位和12位的数字量，并且从DS18B20读出的信息或写入DS18B20的信息仅需要一根口线（单线接口）读写，温度变换功率来源于数据总线，总线本身也可以向所挂接的DS18B20供电，而无需额外电源。因而使用DS18B20可是系统结构更趋简单，可靠性更高，而其超小的体积，超低的硬件开消，抗干扰能力强，精度高，附加功能强，使得DS18B20更受欢迎。

在温度测量方面各国均取得了许多可喜的成果,其中前苏联的压电石英频率温度计分辨能力可达0.0001℃,理论上可达0.00001℃,而且在-40℃~230℃范围内具有温度与频率的线性特性;日本利用所谓石英温度频率转换器-80℃~200℃的温度范围,最大分辨率达0.0001℃;美国标准局研制的电阻温度计25欧标准铂电阻温度计,电桥分辨0.00002℃;我国生产的石英温度传感器分辨率达到0.0001℃,误差在0.05℃以内,中国航天工业总公司702所研制的5901(STP-1000)型粘贴式测温片,其静态测温精度为0.5%,快速响应时间小于0.013s。