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1、为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划半导体温度计实验报告管理学院系级学号姓名梁永翔日期实验题目：半导体温度计的设计与制作实验目的：测试温度在2070的范围内，选用合适的热敏电阻和非平衡电桥线路来设计一半导体温度计。进一步理解热敏电阻的伏安特性和惠斯通电桥测电阻的原理，学习非电学量的电测法，了解实验中的替代原理的应用。实验原理：半导体温度计就是利用半导体的电阻值随温度急剧变化的特性而制作的，以半导体热敏电阻为传感器，通过测量其电阻值来确定温度的仪器。这种测量方法为非电量的电测法。由于金属氧化物半导体的电阻值对温度的反应很
2、灵敏，因此可以作为温传感器。为实现非电量的电测法，采用电学仪器来测量热敏电阻的阻值，还需要了解热敏电阻的伏安特性。由图1可知，在V-I曲线的起始部分，曲线接近线性，此时，热敏电阻的阻值主要与外界温度有关，电流的影响可以忽略不计。半导体温度计测温电路的原理图如图2所示，当电桥平衡时，表的指示必为零，此时应满足条件R1R2?R3RT，若取R1=R2，则R3的数值即为RT的数值。平衡后，若电桥某一臂的电阻又发生改变，则平衡将受到破坏，微安计中将有电流流过，微安计中的电流的大小直接反映了热敏电阻的阻值的大小。当热敏电阻的阻值在测温量程的下限RT1时，要求微安计的读数为零，此时电桥处于平衡状态，满足平衡
3、条件。若取R1=R2，则R3=RT1，即R3就是热敏电阻处在测温量程的下限温度时的电阻值，由此也就决定了R3的电阻值。当温度增加时，热敏电阻的电阻值就会减小，电桥出现不平衡，在微安计中就有电流流过。当热敏电阻处在测温量程的上限温度电阻值RT2时，要求微安计的读数为满刻度。由于IT?IG，则加在电桥两端上的电压VCD近似有：VCD?IT(R3?R)根据图2的电桥电路，由基尔霍夫方程组可以求出管理学院系级学号姓名梁永翔日期R2IG?R1?R2RG?RT2R3?RT2?R3RT2R3?RT2(12?RT2RT1?RT2)?2(RG?RT1RT2RT1?RT2)R1R2R1?R2VCD由于R1=R2、
4、R3=RT1，整理后有R1?2VCDIG一般加在电桥两端的电压VCD比所选定的电池的电动势要低些，为了保证电桥两端所需的电压，通常在电源电路中串联一个可变电阻器R，它的电阻值应根据电桥电路中的总电流来选择。实验内容：在坐标纸上绘出热敏电阻的电阻-温度曲线，确定所设计的半导体温度计的下限温度所对应的电阻值RT1和上限温度所对应的电阻值RT2。再由热敏电阻的伏安特性曲线确定最大工作电流IT。根据实验中采用的热敏电阻的实际情况，选取VCD=1V，它可以保证热敏电阻工作在它的伏安特性曲线的直线部分。令R3=RT1，即测量温度的下限电阻值，由式计算出桥臂电阻R1和R2的电阻值。式中RT2为量程上限温度的
5、电阻值；RG为微安表的内阻。熟悉线路原理图和底版配置图，对照实验所用元件、位置及线路的连接方向。注意正确使用电烙铁，学会焊接，防止重焊、虚焊、漏焊、断路。焊接时K1放在1挡，电流计“+”端与E处要最后连接，以免损坏电表。标定温度计1）R1和R2的调节和测量：开关置于1挡，拨下E处接线，断开微安计，用多用表检查R1和R2，使之阻值达到式的计算值。2）将电阻箱接入接线柱A和B，用它代替热敏电阻，开关置于3位置，令电阻箱的阻值为测量下限温度所对应的RT1，调节电位器R3，使电表指示为零。然后，使电阻箱的阻值为上限温度所对应的RT2，调节电位器R，使微安计满量程。3）开关置于2挡，调节电位器，R4，使
6、微安计满量程，这时，R4=RT2。4）开关置于3挡，从热敏电阻的电阻-温度特性曲线上读出温度2070，每隔5读一个电阻值。电阻箱逐次选择前面所取的电阻值，读出微安计的电流读管理学院系级学号姓名梁永翔日期数I。将图4的表盘刻度改成温度的刻度。另外，作出对应的I-T曲线并与表盘刻度比较。用实际热敏电阻代替电阻箱，整个部分就是经过定标的半导体温度计。用此温度计测量两个恒温状态的温度。读出半导体温度计和恒温水浴自身的温度，比较其结果。实验器材：热敏电阻、待焊接的电路板、微安表、电阻器、电烙铁、电阻箱、电池、导线、万用表、恒温水浴实验数据与数据处理：表1给定热敏电阻的的R-T关系T/R/T/R/7498
7、Rg=4141Ig=50AUcd=1V计算得R1=R2=4420图5给定热敏电阻的的R-T曲线热敏电阻的R-T曲线T/。C管理学院系级学号姓名梁永翔日期表2T-R-I三者之间的关系T/6570R/I/A数据处理：根据表2制作温度表盘如下：图6温度表盘管理学院系级学号姓名梁永翔日期实际测量恒温水浴的情况为：(相对误差=T/I/AT/|T箱?T表|T箱)相对误差%表3恒温水浴箱温度与制作的表盘读取温度比较将T-I的关系作曲线如下T/图7T-I曲线根据表3与图7可知，在时，对应的表盘读取温度大约是,相对误差%；在时，对应的表盘读取温度大约是，相对误差%。这两个数据和实际测量所得到的值吻合得比较好，可
8、以认为实验中的温度表盘标定是成功的。实验中误差的来源主要是电桥中对R1和R2电阻标定，和对微安表的读数，而且实验所给的R，T关系中存在一定误差。最大的误差来源于对热敏电阻实际的温度-电阻关系的测定。实验小结：本实验操作中的难点来源于对电路的焊接。我由于没有仔细查看课本的电路图，导致第一次调试时微安表没有反应，调试过程耗费了不少时间，最后终于发现少焊了一条导线，将其焊上后实验基本顺利。我在焊接过程中十分仔细地避免了虚焊等问题，这是本实验成功的一个因素。思考题：1.为什么R1和R2的实际值比计算值小一些而不应比计算值大?答:因为电路中的连接R1和R2的导线也有电阻,如果R1和R2的实际值比计算值大
9、,再加上其邻接的导线电阻,只会比计算值越来越大,从而导致更大的误差。2.在焊接导线时使用松香或焊锡油脂,这有什么用?班级_光电3班_组别_第二组_姓名_邓菊霞_学号_日期_指导教师_刘丽峰_2、掌握非平衡电桥的工作原理；3、了解半导体温度计的结构及使用方法【实验题目】热敏电阻温度特性实验【实验目的】1、研究热敏电阻的温度特性；【实验仪器】直流稳压电源、滑线变阻器、热敏电阻、温度计、电阻箱、微安表、检流计、保温杯、冰块等。11?)TT0式中RT、RT0代表温度为T、T0时热敏电阻的阻值，Bn为热敏电阻的材料系数。上式是一个经验公式，当测温范围不太大时，则负温度系数的热敏电阻的电阻温度特性可写成：
10、RT11?expBn(?)R25TT0RT0是热敏电阻的标称电阻，其大小由热敏电阻材料和几何尺寸决定，对于一个确定的热敏电阻，R25和Bn为常数，可用实验方法求得。将式两边取对数，得：lnRT?lnR25?Bn(11?)T298令x?B1,y?lnRT,A?lnR25?n,则上式可写成：T298式中x、y可通过测量值T、RT求出，利用几组测量值，由图解法或最小乘法可求出参数A、Bn，从而确定热敏电阻的标称值R25和材料常数Bn。由前面的实验可知，可由箱式惠斯通电桥测得某一温度下的RT值，当桥路平衡时，热敏电阻的阻值y?A?BnxRT?R1RR0，其中1为比例臂值，R0为调节臂R2R2阻值。如图
11、2所示。温度t可由温度计测出，注意：T为热力学温标，而温度计测得的为摄氏温标。【实验内容】一、热敏电阻温度特性的研究RT?T曲线的测定在保温杯中加入适量温水值。注意：RT在45左右的阻值约为14000。要求：温度t的变化范围可在4510左右。在测量一组值后，可马上测量不平衡电流it,即要求同时测量、值。二、it?t热敏电阻温度计的标定曲线it?T曲线的测定。将桥路中的检流计换成微安表。将调节臂R0置于RT为50000时的对应值,合上开关，读出微安表示值it及温度计的示数t。在使水温下降后，重复上述测量，可得到一组值。注意：测量是近同时进行的.将数据组输入EXCEL表格，检查测试结果。三、用热敏
12、电阻和温度计测量自己的体温或室温。将测得的it值代入标定曲线，确定对应的T值，并与温度计测得结果比较【原始数据】t(摄氏度）1007720R60V1/-87515449432-27390200XX90164518-16-98.-1427.2432449282-012-109-22.31515【数据处理】B1,y?lnRT,A?lnR25?n,y?A?Bnx，以及LN1/T线性拟合的T298公式可以算出R25=8934欧，Bn=根据x?项目编号：大学生课外开放实验校级普通项目实验报告立项时间：项目名称：数显温度计的设计与制作学生姓名：指导教师：学院：完成时间：设备与实验室管理处制0.引言单片机技
13、术作为计算机技术的一个分支，广泛地应用于工业控制，智能仪器仪表，机电一体化产品，家用电器等各个领域。“单片机原理与应用”在工科院校各专业中已作为一门重要的技术基础课而普遍开设。学生在课程设计，毕业设计,科研项目中会广泛应用到单片机知识，而且，进入社会后也会广泛接触到单片机的工程项目。鉴于此，提高“单片机原理及应用”课的教学效果，让学生参与课程设计实习甚为重要。单片机应用技术涉及的内容十分广泛，如何使学生在有限的时间内掌握单片机应用的基本原理及方法，是一个很有价值的教学项目。为此，我们进行了“单片机的学习与应用”方面的课程设计，锻炼学生的动脑动手以及协作能力。单片机课程设计是针对模拟电子技术，数
14、字逻辑电路，电路，单片机的原理及应用课程的要求，对我们进行综合性实践训练的实践学习环节，它包括选择课设任务、软件设计，硬件设计，调试和编写课设报告等实践内容。通过此次课程设计实现以下三个目标:第一，让学生初步掌握单片机课程的试验、设计方法，即学生根据设计要求和性能约束，查阅文献资料，收集、分析类似的相关题目，并通过元器件的组装调试等实践环节，使最终硬件电路达到题目要求的性能指标；第二，课程设计为后续的毕业设计打好基础，毕业设计是系统的工程设计实践，而课程设计的着眼点是让学生开始从理论学习的轨道上逐渐引向实际运用，从已学过的定性分析、定量计算的方法，逐步掌握工程设计的步骤和方法，了解科学实验的程序和实施方法。第三，培养学生勤于思
