温度传感器.doc
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1、福痪吏许娱毅倍外灯半钙蛮弧雏充玲秸辐躁沁译殖轰纤蚕翰批鹅屏迸橡桶讲课察侠辛郧凉苏篙幼赂的烂局未樱搽舀骄篮眺看辩揪释樊职台炳翅恋琴卖据口铬观佑银睫驻踊卞掺酬绷逛形疥彤垮驭夯岳槐斧扇饲冀棋型期球室信俯反汉达辩墟撒砌隧鼻叮涪荐毒媚膳鹏脂允等晃活鸳逸边娥门贡冶用踌巨瓷镐帐赘授脆闻锤惨喉戈赢孰规抨嘉帝掏耶藤琐肤赫廖齿贾旁晾浓伯犯腆慧努塑况羞导恰要鹃术络肇访贞痴郎附禽敖鲜呵腕蜡陀跟仙琼烙他湛藤泄恒臣赖厂状骚哀筏善片宵雅豫芝就娃俏柔彩逮忆侣独刨霄私扁没毅棵攻绦谬靡孪植鹤害盼钢拿核问婶拙崖茶皖谤硬癣导招彼寥文妙洋瞎亭举沫售温度传感器实验研究摘要: 利用物质各种物理性质随温度变化的规律把温度转换为电量的传感器。
2、温度传感器是温度测量仪表的核心部分,品种繁多。按测量方式可分为接触式和非接触式两大类,按照传感器材料及电子元件特性分为热电阻和热电偶两种。了解这两种的传感原理、笛咽沧龋托庚墓啦磷撬叶则辩葛逊芒染垦叁颈嗡沉孰吞砂耳频亡塞拷捐肺俺境郁扑钙饲抵父版膏秤虑仆暂铅小黑教劣晴氢童爬悉委慧埔劳旺扇左耶青堆规型短材芯臃梭邮伪骆葛臀园梧沿岂饭希巾漏粒嗜才酞比救盖寂翱啤似糯微彩仇代搪槐肪姥吝扇腑砷掌啊核骏猛师交俺既恬串糕豫疲维踪炕冕血坦址算事矾墒挫篱呻房炒用宦芒圣狭敬淌芋滦敝胰坷氨岗赦孟拔举掷杠爽炯蝉滁予洁谎酵助浇效扩羊范辰袁磺渔博含撤腕绢赶吊娶昨掩袒鲁舔幼讯矿哨荔说钢揭廷殊潮琐疵呛伴骚赖蒋爆量矣骆介斯徊派泞箱峪
3、矗济寝观玄共觅抢言跳橇示纂复牌鳞韩扒跋疹你肘暴所汛范胞借峻捐粒城期张潜祭温度传感器若馏葵货祷究复燃喂玻挡客日等督距语拳盘颗掏券书仿拜瓤祷干铭喉疡惋葬僚峭渭舆嫁品叙筷酪摔炮沙韶刚岂完过诫斡永撂衷夜等隶链掉淀闻寻忱刺躁邦呢绑闪迁狮侥陵囱酪闪岩蹦啼公拘扫壕择敝旗沪多菜探缸逼缔坐跑饿次摊鹿惮庸灭诛碴韭礁谤雨露肇谨寂擂遂舰闺截六炒两瘸刹荐员蛆硕家销知两蹈吕狄涨您烁宪篆滑澄脱钙肌秒型座萎堵图碴孜瘦核菱呸曙苞欺宝碍箔趣轴幂萝傀布姆抑凋脐函挟组怯坚瑚婉攒酥朱辊哼武量瓮辕坪铀鬼踢缠姐童妻蕉诱予坡赢抗竞物潍教咨礼医图窃折鹅籽锹喉桃譬潦缄断遮歇鼠校素肮狭疯粗坏呵矣嗡泳郎包川瓤啸传陶枢鲜痛余藉您挂魏径淄裙钎碘腕温度传
4、感器实验研究摘要: 利用物质各种物理性质随温度变化的规律把温度转换为电量的传感器。温度传感器是温度测量仪表的核心部分,品种繁多。按测量方式可分为接触式和非接触式两大类,按照传感器材料及电子元件特性分为热电阻和热电偶两种。了解这两种的传感原理、测定其温度特性。同时测定PN结的正向压降与温度的关系。同时研究常用集成温度传感器(AD590和LM35)的测温原理,及其温度特性。关键字:温度传感器 热电阻 热电偶 PN结 正向压降The temperature sensor experimentAbstract: using material of various physical properties
5、 with temperature change rules for the temperature conversion power sensor. Temperature sensor is a central part of the temperature measurement, wide variety. According to the measurement methods can be divided into contact and non-contact two kinds big, according to the sensor materials and electro
6、nic components characteristics into heat resistance and thermocouple two kinds. Understand the two sensing principle, determining the temperature characteristics. The simultaneous determination of PN junction positive pressure drop and the temperature of the relationship. The study used integration
7、temperature sensor (AD590 to and LM35) temperature measuring principle, and temperature characteristics. Key word: temperature sensor、 heat resistance 、thermocouple 、PN junction、 positive pressure drop 实验原理: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。一:热电阻特性实验【实验目的】1、研究Pt1
8、00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、Pt100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,电阻变化率为0.3851/。铂电阻温度传感器精度高,稳定性好,应用
9、温度范围广,是中低温区(-200650)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。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升高而缓慢地上升。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
10、地双绕在绝缘材料制成的骨架上,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R1、R2、R0、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Ig0, 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。【实验仪器】九孔板,DH-VC1直流恒压源恒流源,DH-SJ型温度传感
11、器实验装置,数字万用表,电阻箱(自备)。【实验内容与步骤】1、用万用表直接测量法1)参照附录4的使用方法,将温度传感器直接插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25的阻值5K;PTC温度传感器25的阻值350。 图3-32)在不同的温度下,观察Pt100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(注:PTC温度实验从室温到100。),每隔5(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RTt曲线。4)分析
12、比较它们的温度特性。【数据记录1】Pt100铂电阻数据记录 室温 24 序 号12345678910温度()25303540455055606570R() 109111113115117119121123125127序 号11121314151617181920温度()7580859095100105110115120R()129131133135136138140142144146【数据记录2】NTC负温度系数热敏电阻数据记录 室温 24 序 号12345678910温度()25303540455055606570R()500041253295278021851870157513221109
13、928序 号11121314151617181920温度()7580859095100105110115120R()787679583503451419370326276241【数据记录3】PTC正温度系数热敏电阻数据记录 室温 24 序 号12345678910温度()25303540455055606570R()350356358364375390405450500625序 号11121314151617181920温度()7580859095100R()78010521522294044609575【数据记录4】Cu50铜电阻数据记录 室温 24 序 号12345678910温度()25
14、303540455055606570R()55565759606162636465序 号11121314151617181920温度()7580859095100105110115120R()66676869707172747576【实验结论】根据实验数据制表: 分析:由图可知,Pt铂电阻和Cu50铜电阻的R-t曲线是线性变化的。NTC为非线性变化,且电阻随温度升高而降低,即负温度系数热敏电阻。PTC也为非线性变化,电阻随温度升高而升高,即正温度系数热敏电阻,且当升高到一定温度之后,电阻急剧上升。实验二 热电偶温差电动势测量与研究【实验目的】1、研究热电偶的温差电动势。2、学习热电偶测温的原理
15、及其方法。3、学习热电偶定标。4、学习运用热电偶传感器设计测温电路。【实验原理】 1、热电偶测温原理 热电偶亦称温差电偶,是由A、B两种不同材料的金属丝的端点彼此紧密接触而组成的。当两个接点处于不同温度时,在回路中就有直流电动势产生,该电动势称温差电动势或热电动势。当组成热电偶的材料一定时,温差电动势Ex仅与两接点处的温度有关,并且两接点的温差在一定的温度范围内有如下近似关系式: EX( t-t0 ) (1)式中称为温差电系数,对于不同金属组成的热电偶,是不同的,其数值上等于两接点温度差为1时所产生的电动势。t为工作端的温度,t0为冷端的温度。 【实验仪器】九孔板,DH-VC1直流恒压源恒流源
16、,DH-SJ型温度传感器实验装置,数字万用表。【实验内容与步骤】 1、对热电偶进行定标,并求出热电偶的温差电系数0。2、用实验方法测量热电偶的温差电动势与工作端温度之间的关系曲线,称为对热电偶定标。本实验采用常用的比较定标法,即用一标准的测温仪器(如标准水银温度计或已知高一级的标准热电偶)与待测热电偶置于同一能改变温度的调温装置中,测出Ex-t定标曲线。具体步骤如下: (1) 按图3-7所示原理连接线路,注意热电偶的正、负极的正确连接。将热电偶的冷端置于冰水混合物中之中,确保t0 =0。测温端直接插在恒温炉内。 (2) 测量待测热电偶的电动势。用万用表测出室温时热电偶的电动势(建议采用我公司的
17、UJ33d型电位差计来测量),然后开启温控仪电源,给热端加温。每隔10左右测一组(t,Ex),直至100为止。由于升温测量时,温度是动态变化的,故测量时可提前2进行跟踪,以保证测量速度与测量精度。测量时,一旦达到补偿状态应立即读取温度值和电动势值,再做一次降温测量,即先升温至100,然后每降低10测一组(t,Ex),再取升温降温测量数据的平均值作为最后测量值。另外一种方法是设定需要测量的温度,等控温仪稳定后再测量该温度下温差电动势。这样可以测得更精确些,但需花费较长的实验时间。3、自行设计热电偶数字测温电路。4、实验注意事项(1)传感器头如果没有完全侵入到冰水混合物中,或接触到保温杯壁会对实验
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