温度计的制作

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1、0 AMALH ilZHEJIANG NORMAL UNIVERSITYAk I95fi A题目：温度计的制作学 院：数理与信息工程学院专业：物理学姓 名:郑天翔魏兴波鲍仙阳凯迪尔丁二0四年九月温度计的制作郑天翔 12180337 魏兴波 12180334 鲍仙阳 12640122 凯迪尔丁 12180327摘要：根据所用测温物质的不同和测温范围的不同，温度计可分为煤油温度计、 酒精温度计、水银温度计、气体温度计、电阻温度计、温差电偶温度计、辐射温 度计和光测温度计、双金属温度计等。本次制作，学生将结合简单的电路知识与 手工制作，完成能进行基础测温的电阻温度计。关键词： 电阻温度计一、实验背景

2、温度计的制作是浙江师范大学为物理系大二学生开设的实践课程之一。 此实验重在提高学生的创新思维，动手能力以及理论与实践相结合的能力。根据使用目的的不同，人们已设计制造出多种温度计。其设计的依据有： 利用固体、液体、气体受温度的影响而热胀冷缩的现象；在定容条件下，气 体（或蒸汽）的压强因不同温度而变化；热电效应的作用；电阻随温度的变 化而变化；热辐射的影响等。一般说来，一切物质的任一物理属性，只要它 随温度的改变而发生单调的、显著的变化，都可用来标志温度而制成温度计。电阻温度计是根据导体电阻随温度而变化的规律来测量温度的温度计。 分为金属电阻温度计和半导体电阻温度计，都是根据电阻值随温度的变化这

3、一特性制成的。金属温度计主要有用铂、金、铜、镍等纯金属的及铑铁、磷 青铜合金的；半导体温度计主要用碳、锗等。电阻温度计使用方便可靠，已 广泛应用。它的测量范围为-260C至600C左右。电阻温度计有高精度、低 漂移、适用范围宽、适宜高精密的应用等优点。本次实验制作的是简易的电阻温度计，能够实现大致的温度测量。主要 制作过程有电源电路的搭建，电表表头的制作，工作电路的搭建，温度计的 定标。二、实验目的1、制作简易的电阻温度计本次实验以完成自制温度计为目标，要求实现30C60C的温度测量。2、增强动手能力，提升实践创新能力。此次实验要求三人一组，学生需要自行动手制作温度计。本次实验重在 操作，对学

4、生的实践能力有一定的要求，考验学生的实践经验。在实验中， 学生进一步提升动手实践能力。3、巩固电路知识，将知识与实践相结合。本实验需要运用一定的电路知识，学生可以从理论上得到一定的指导， 所以要求学生能够灵活运用所学的理论知识，并有一定的查找知识能力，将 理论付之于实践中，在实践中检验理论的可靠性，做到知识与实践相结合。三、实验器材电器元件：变压器二极管、电容、稳压管、电阻、LED、热敏电阻、可调电阻、导线、表头各组件。实验工具：电路板、电烙铁、镊子、螺丝刀、尖嘴钳、平嘴钳。实验原理图1家用220V交流电源电源先通过变压器降为7.5V,再经由上图电路，实现7.5V 交流电向5V直流电的转换。第

5、一部分桥式电路的作用是将交流变压电路输出的 交流电转换成单向脉动性直流电。再通过两个电容（一个普通电容与电解电容） 的滤波，减少电流中的交流部分。后续的稳压管将脉动性直流电稳定为5V的直 流电，并联的电容再次滤波得到所需的5V直流电。发光二极管用于检验电路是 否工作。该电路得到的5V电压将作为后续结构的电源使用。2、表头的制作图2本次制作的表头为磁电式电表。永久磁铁的两个极上连着 带圆筒孔腔的极掌，极掌之间装有圆柱形软铁芯，它的作用是 使极掌和铁芯间的空隙中磁场很强，并且磁力线是以圆柱的轴 为中心呈均匀辐射状。在圆柱形铁芯和极掌间空隙处放有长方 形线圈，线圈上固定一根指针，当有电流流通时，线圈

6、就受电 磁力矩而偏转，直到跟游丝的反扭力矩平衡。线圈偏角的大小 与所通入的电流成正比，电流方向不同，偏转方向也不同，这 是磁电式电表的工作原理。我们要做的就是游丝（即图中的螺旋弹簧）与线圈的焊接，完成表头的拼装。3、工作电路的搭建根据所给元器件数据，搭建合适的电路，实现30C与60C温度范围内，指 针的偏转属于测量范围，且偏转差别明显。4、温度计的定标 将热敏电阻至于不同温度的热水中，以液体温度计为标准，刻划不同温度的刻度线。反复实验，避免误差。五、 实验步骤1、根据图 1 电路，在电路板上用电烙铁搭建电路。用万用表检验电路是否正常工作，避免出现虚焊的情况。2、将游丝内端与指针线圈焊接，根据指

7、针转动方向合理放置游丝绕向。将 焊有游丝的指针线圈放置于铁芯外围，焊接游丝外端与极掌。完成后检 查指针在偏转后能否正常恢复原位，并用万用表检测其电阻，避免在焊 接中出现短路与断路的情况。3、用万用表检测各元器件的数据，根据数据搭建合理的电路。有以下结果：图3各元器件数据 表头：1.566 kQ 满偏电流 约200 口 A热敏电阻：常温（30） 1.846 kQ 高温（60C） 0.631 kQ可调电阻：调节范围分别为R1 ：0 100 Q 与 R2 ：0 2000 Q 如上图所示，将表头与 R1 并联 ，然后与热敏电阻和 R2 串联。闭合开关观察表头的偏转。适当调节R1与R2的阻值，实现30C

8、与60C温度范围内， 指针的偏转属于测量范围，且偏转差别明显。4、电热器加热热水，用液体温度计测量水温。同时，将热敏电阻浸于热水 中，使其与液体温度计的玻璃泡出于同一高度。 记下个各温度时指针指 向刻度。有以下结果：温度/C30354045505560对应刻度40444956616880在刻度盘对应刻度线上标明摄氏度。六、 实验总结本次实验主要考验学生的动手能力，尤其在游丝的焊接这一步骤。我们小组 也在这个步骤上耽搁了相当多的时间，最终经由组员的相互合作，我们克服了表 头制作的难题。通过这次实验，我们有以下的经验总结：在使用 220V 交流电时，注意自身安全。尤其是在与变压器相连接的部分， 要做好十足的安全措施。在电路焊接时，极易出现虚焊现象。要学会用万用表发现与排查问题，确 保电路的正常工作。此外，由于电烙铁在工作状态下温度极高，与其接触 的金属也处于高温，在使用时应注意使用的安全。由于金属的导热性好，注意先前焊好的电路出现脱落情况。在游丝的焊接步骤中，应有多名人员协助完成。尽量选用头部尖锐的镊子 与电烙铁，以此来完成细微的操作。在工作电路的搭建时，能明显体会到理论计算与实际的差别。电阻的阻值需要进行多次调节才能达到要求。