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1、温度传感器姓名：黄晶晶学院：四川大学软件学院年级：2011 级学号：07电话：邮箱：摘要 ：温度是表征物体冷热程度的物理量。温度只能通过物体随温度变化的某些特性来间 接测量。 测温传感器就是将温度信息转换成易于传递和处理的电信号的传感器。测温传感器可分为电阻式传感器，半导体温度传感器，晶体温度传感器， 非接触型温度传感器，热电式 传感器，光纤温度传感器，液压温度传感器，智能温度传感器。关键词 ：温度，测温传感器，转换，电信号。Temperature transmitterAbstract : The temperature is representation objects cold and
2、hot degree of physical quantity. Temperature can only through the object with temperature changing certain characteristics to indirect measurement. Temperature sensor is temperature information into easy to transfer and processing signals of sensors. Temperature sensor can be divided into resistance
3、 type sensor, semiconductor temperature sensor, crystal temperature sensor, non-contact temperature sensor, thermoelectric sensors, optical fiber temperature sensor, hydraulic temperature sensor, intelligent temperature sensor.Keywords: Temperature, temperature sensor, conversion, signal.正文：实验装置 ：DH
4、-SJ5温度传感器实验装置一、概述DH-SJ5 型温度传感器实验装置是以分离的温度传感器探头元器件，单个电子元件，以 九孔板为实验平台来测量温度的设计性实验装置。 该实验装置提供了多种测温方法， 自行设 计测温电路来测量温度传感器的温度特性。实验配有铂电阻 PtIOO、热敏电阻(NTC和PTC)、铜电阻Cu50、铜-康铜热电偶、PN结、AD590和LM35等温度传感器。本实验装置采用智能 温度控制器控温。具有以下的特点：1、控温精度高、范围广、加热所需的温度可自由设定，采用数字显示。2、使用低电压恒流加热、安全可靠、无污染。加热电流连续可调。3、本仪器提供的是单个分离的温度传感器，形象直观，给
5、实验带来了很大的方便，可 对不同传感器的温度特性进行比较，更易于掌握它们的温度特性。4、采用九孔板作为实验平台，提供设计性实验。5、加热炉配有风扇，在做降温实验过程中可采用风扇快速降温。6、整体结构设计新颖，紧凑合理，外型美观大方。二、主要技术指标1、电源电压： AC220V 1 0%(50/60HZ)2、工作环境：温度 040 C,相对湿度V 80%的无腐蚀性场合3、控温范围：室温120C4、温度控制精度：土 0.2 C5、分辩率：0.1 C6、控制方式：先进的 PID控制三、温控仪与恒温炉的连线迟度慎感1 DH-SJ 幵心笑 加席电血钩详 m幣电注红13倨母轴出幵0賢执扇电慌图2-1Pt1
6、00的插头与温控仪上的插座颜色对应得相连接。红t红；黄t黄；蓝t蓝。警告：在做实验中或做完实验后，禁止手触传感器的钢钾护套!温度传感器特性实验实验一热电阻特性实验【实验目的】1、研究PtIOO铂电阻、Cu50铜电阻和热敏电阻(NTC和PTC的温度特性及其测温原 理。2、研究比较不同温度传感器的温度特性及其测温原理。3、掌握单臂电桥及非平衡电桥的原理，及其应用。4、了解温度控制的最小微机控制系统。5、掌握实验中单片机在温度实时控制、数据采集、数据处理等方面的应用。6、学习运用不同的温度传感器设计测温电路。【实验原理】1、PtIOO铂电阻的的测温原理金属铂(Pt)的电阻值随温度变化而变化，并且具有
7、很好的重现性和稳定性，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，通常使用的铂电阻温度传感器零度阻值为100 Q,电阻变化率为0.3851 QG。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(-200650 C)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(涵盖国家和世界基准温度)供计量和校准使用。按 IEC751 国际标准， 温度系数 TCR=0.003851, Pt100 ( R=100 Q、Pt1000 ( R0=1000 Q) 为统一设计型铂电阻。TCR=(R100-R0)/(R0 X 100)(1)100 C时标准电阻值 R
8、100=138.51。100 C时标准电阻值 R1000=1385.1 QPtIOO铂电阻的阻值随温度变化而变化计算公式：-200t0 C Rt=Ro1+At+Bt2+C(t-1OO)t3(2)20t850 CRt=R0 (1+At+Bt (3)Rt在tC时的电阻值；Ro在OC时的电阻值。式中A、B、C的系数各为：A=3.90802 X 1C-1 ;B=- 5.802 X 17C-2 ； C二 4.27350 X 10C-4。三线制接法要求引出的三根导线截面积和长度均相同，测量铂电阻的电路一般是不平衡电桥，铂电阻作为电桥的一个桥臂电阻，将导线一根接到电桥的电源端，其余两根分别接到铂电阻所在的桥
9、臂及与其相邻的桥臂上，当桥路平衡时，通过计算可知：RtR1 R3rR1瓦当R1=R2时，导线电阻的变化对测量结果没有任何影响，这样就消除了导线线路电阻带 来的测量误差，但是必须为全等臂电桥， 否则不可能完全消除导线电阻的影响，但分析可见，采用三线制会大大减小导线电阻带来的附加误差，工业上一般都采用三线制接法。2、热敏电阻温度特性原理 (NTC型)热敏电阻是阻值对温度变化非常敏感的一种半导体电阻，它有负温度系数和正温度系数两种。负温度系数的热敏电阻 (NTC)的电阻率随着温度的升高而下降 (一般是按指数规律); 而正温度系数热敏电阻(PTC的电阻率随着温度的升高而升高；金属的电阻率则是随温度的
10、升高而缓慢地上升。 热敏电阻对于温度的反应要比金属电阻灵敏得多，热敏电阻的体积也可以做得很小，用它来制成的半导体温度计，已广泛地使用在自动控制和科学仪器中，并在物理、化学和生物学研究等方面得到了广泛的应用。和温度T之间有如下关系:在一定的温度范围内，半导体的电阻率(5)T为绝对温度。对于截面均匀的热敏电阻，其“ B/TA1e式中 片和B是与材料物理性质有关的常数，阻值Rt可用下式表示：1_s式中Rt的单位为 Q,的单位为 Q cm , l为两电极间的距离，单位为面积，单位为cm2。将(5)式代入(6)式，令A A丄，于是可得：sRt(6)cm, S为电阻的横截Rr AeB/T对一定的电阻而言，
11、A和B均为常数。对(7)(7)式两边取对数，则有In RtB* In A8)1In Rt与丄成线性关系，在实验中测得各个温度TfiF?图3-2BRt值后，即可通过作图求出B和A值，代入（7）式，即可得到 Rr的表达式。式中 Rt为在温度T（K）时的电阻值（Q） , A为在某温度时的电阻值（Q） , B为常数（K），其值与半导体材料的 成分和制造方法有关。图3-1表示了热敏电阻（NTC）与普通电阻的不同温度特性。3、Cu50铜电阻温度特 性原理铜电阻是利用物质在温度变化时本身电阻也随着发图3-1生变化的特性来测量温度的。铜电阻的受热部分（感温元件）是用细金属丝均匀地双绕在绝 缘材料制成的骨架上，
12、当被测介质中有温度梯度存在时，所测得的温度 是感温元件所在范围内介质层中的平均温度。4、单臂电桥原理惠斯登电桥线路如图 3-2所示，四个电阻 Ri、RsR0、Rx连成一个四边形，称电桥的四个臂。四边形的一个对角线接有检流计，称为“桥”，四边形的另一个 对角线上接电源E,称为电桥的电源对角线。电源接通， 电桥线路中各支路均有电流通过。当C、D之间的电位不相等时，桥路中的电流IgM 0,检流计的指针发生偏转。当C、D两点之间的电位相等时，“桥”路中的电流Ig=0 ,检流计指针指零，这时我们称电 桥处于平衡状态。当电桥平衡时，Ig 0 ，则有U AC U AD11 Rx I 2R1, 即U CB U
13、 DB11 R0 I 2R2于曰RxR1于是0R2根据电桥的平衡条件，若已知其中三个臂的电阻，就可以计算出另一个桥臂的电阻，因此，电桥测电阻的计算式为Rx1 R0（9）R2电阻 R为电桥的比率臂，R0为比较笔，常用标准电阻箱。Rx作为待测臂，在热敏电阻测量中用Rt表示。【实验仪器】九孔板，DH- VC1直流恒压源恒流源， DH- SJ型温 度传感器实验装置，数字万用表，电阻箱（自备）。【实验内容与步骤】1）参照附录4的使用方法，将温度传感器直接插1、用万用表直接测量法在温度传感器实验装置的恒温炉中。在传感器的输出端用数字万用表直接测量其电阻值。本实验的热敏电阻 NTC温度传感器 25C的阻值5
14、KQ; PTC温度传感器 25C的阻值350Q。 图3-32） 在不同的温度下，观察 PtIOO铂电阻、热敏电阻（NTC和PTC和Cu50铜电阻的阻 值的变化，从室温到 120 C （注：PTC温度实验从室温到100C。），每隔5C （或自定度数）测 一个数据，将测量数据逐一记录在表格内。3） 以温标为横轴，以阻值为纵轴，按等精度作图的方法，用所测的各对应数据作出Rt t曲线。4）分析比较它们的温度特性。【数据记录1】Pt100铂电阻数据记录室温 19.87 C序 号123456789101112温度（C）19.72030405060708090100110120R/V107109115117121123127130135138145149【数据记录2】NTC负温度系数热敏电阻数据记录室温 19.7 C序号123456789温度（C）2030405060708090100R (KQ)6.023.962.631.891.330.900.670.480.39【数据记录3】序号123456789温度(C)2030405
