Slusaj dobro:
4k7 (eventualno 2k2) pullup, DVOZICNO napajanje DS-a i nema samogrejanja. Ako procitas datasheet od DS18x20 videces sta je to 'parazitno napajanje'.
Ovako, kao sto ti je VRadule napisao, najverovatnije da dolazi do Latch-Up izlaza/ulaza DA-a, a posto imas TROZICNO napajanje (dakle +5 i 0V) svasta od struje moze da prodje kroz jadnicka

. Sa 4k7 pullup-om max strija koja moze da protrci kroz senzor je 1.06 mA, a sa 2k2 je 2.27 mA sto na relativno malom Rds izlaznog/ulaznog senzora nema sanse da disipira toliko da se senzor ugreje na 40 stepeni vise od okline.
HTH