非平衡电桥和铂电阻温度传感器

平衡电桥和铂电阻温度传感器摘要： 利用非平衡电桥和铂电阻温度传感器组成测温电路，测定铂电阻的温度系数。关键词：铂电阻 非平衡电桥 温度一、引言主要说明本设计性实验的背景、做此设计性实验的主要用途等二、 实验任务1利用实验室提供的仪器和用具，测量铂电阻温度特性；2在实验室提供的仪器中选择合适的仪器，设计一个由铂电阻作为传感器的电子温度计，其测温范围为20-70，要求非平衡电桥桥端电压为毫伏级，电流为微安级。3对温度计进行标定。4用标定后的温度计测量室温，人体掌心的温度，并于标准温度计所测结果进行比较。三、 实验仪器1.直流稳压电源一个 2.铂电阻传感器一个3. 直流电桥一个 4数字万用表一个5微安表一个 6毫安表一个7伏特表一个 8检流计一个9数字温度计一个 10水银温度计一个11标准电阻箱两个 12电热杯一个13保温杯一个 14导线若干15开关一个四、实验原理1. 用非平衡电桥测量铂电阻的温度系数平 衡 电 桥 可 以 准 确 测 量 电 阻 。 如 果 将 平 衡 电 桥 电 路 中 的 待 测 电 阻 换 成 一 个 电 阻 型 传感 器 。 先 调 节 电 桥 平 衡 ， 当 外 界 条 件 改 变 时 ， 传 感 器 阻 值 会 发 生 相 应 变 化 ， 使 电 桥 失 去平 衡 ， 桥 路 两 端 的 电 压 随 之 而 变 。 由 于 桥 路 的 非 平 衡 电 压 能 反 映 出 桥 臂 电 阻 的 微 小 变 化 ，因 此 可 以 通 过 测 量 非 平 衡 电 压 检 测 外 界 物 理 量 的 变 化 。使 用 非 平 衡 电 桥 测 量 铂 电 阻 温 度 系 数 的 电 路 如 图 1 所 示 。 、 为 固 定 电 阻 ，1R2组 成 比 例 电 阻 ； 为 可 调 电 阻 ， 用 作 平 衡 电 阻 ； 为 铂 电 阻 ； 为 非 平 衡 电 桥 的PRToutU输 出 电 压 。当 电 源 的 输 出 电 压 一 定 时 ， 非 平 衡 电 桥 桥 路 的 输 出 电 压EoutU（ 2）12()TPoutRU令 （3）1TI（4）2PEIR则有 （5）12outTUI如果取 ，且 ， ，则有 （6）1TR?2P12I（7）1()outTPI另 取铂电阻在 0时的阻值 ，并将（1）式代入上式，则有PR0（8）10outUIA?可知，如果检测 的 电 压 表 内 阻 足 够 大 ， 非 平 衡 电 桥 输 出 电 压 和 温 度 的 改 变 量out outU近 似 成 线 性 关 系 。T五、实验内容（或步骤）（一）根据实验任务，查阅有关资料，设计实验方案。1. 按图 1 连接电路，取 R1=R2=9000V，R0=99 欧，电源电压 U=2.7V。2. 标定测温范围下限。将数字温度计和铂电阻传感器放入冰水混合物中，在 T=0时，调节电桥平衡，记录 ， 和 数 值 ， 由 此 确 定 铂 电 阻 的 数 值 。ToutUPR0R3 改 变 温 度 （ 不 断 加 温 ） ， 记 录 数 字 温 度 计 的 读 书 ， 用 数 字 式 万 用 电 表 测 量 ，ToutU直 至 接 近 水 沸 腾 （ ） ， 共 测 量 15 个 点 ， 温 度 分 布 尽 量 均 匀 。10六、数据处理和分析 表 1 不同温度 T 与 Uout 值T/Uout/mVT/Uout/mVT/Uout/mVT/ Uout/mV 七、实验误差分析（注意分类）1、 系统误差 保温杯保温效果不好。2、偶然误差由于温度变化慢而使得在记录温度相对应的 Uout 相对应的温度与实际温度有差别。八、结束语 该实验误差是由保温杯以及人为不能准确控制温度确实变化的时间引起的，故我们如果可以耐心等待，知道温度不再变化，这样实验误差可能就会小一点。九、参考文献1 期刊：郭雷仿真物理实