温度传感器特性研究--实验报告

沈阳城市学院沈阳城市学院 物理实验报告 实验题目实验题目 温度传感器特性研究 姓姓 名名学学 号号 专业班级专业班级实验室号实验室号 实验成绩实验成绩指导教师指导教师 实验时间实验时间年年 月月 日日 物理实验室制 实验目的实验目的 1 学习用恒电流法和直流电桥法测量热电阻 2 测量铂电阻和热敏电阻温度传感器的温度特性 3 测量电压型 电流型和 PN 结温度传感器的温度特性 选作 实验仪器实验仪器 名称名称型号型号 温度传感器温度特性实验仪 FD TTT A 十进制电阻箱 请认真填写 实验原理实验原理 注意 原理图 测试公式 一 直流电桥法测 Pt100 铂电阻温度特性 直流电桥的原理图如图 根据直流电桥的基本 原理有 因为 R1 R2 所以 R3 Rt Rt 即为铂电阻 31 2t RR RR Pt100 铂电阻是一种利用铂金属导体电阻随温度 变 化 的特性制成的温度传感器 在 0 100 范围内 Rt 的表达式可近似线性为 01 1 t RRAt 二 恒流源法测 NTC 热敏电阻温度特性 恒流源法电路原理图如图 根据串联电路原理 Rt 即为热敏电阻 1 1 R Rt O Rt t U UR I U R 热敏电阻是利用半导体电阻阻值随温度变化的 特性来测量温度的 在一定的温度范围内 小于 450 热敏电阻的电阻 Rt 与温度 T 之间有如下关系 11 0 0 TT B T eRR 三 PN 结温度传感器特性 PN 结温度传感器实验电路如图 PN 结的正向电压 U 和温 度 t 近似满足下列线性关系 U Kt Ugo 式中 Ugo 为半导体材料参数 K 为 PN 结的结电压温度系数 实验内容及步骤实验内容及步骤 一 用直流电桥法测量 Pt100 测量铂电阻的温度特性 连接直流电桥电路 将控温传感器 Pt100 铂电阻插入干井炉中心井 另一只待 测试的 Pt100 铂电阻插入另一井 然后开启加热器 从 30 开始每隔 5 记录 Pt100 电阻值 直至 90 为止 二 用恒电流法测量 NTC 热敏电阻的温度特性 连接恒流源电路 监测 R1上电流是否为 1mA 即 U1 1 00V R1 1 00K 将控温传 感器 Pt100 铂电阻插入干井炉的中心井 另一只待测试的 NTC1K 热敏电阻温度传感 器插入另一井 然后开启加热器 从 30 开始每隔 5 记录 NTC 传感器电阻值 直 至 90 为止 三 电压集成性 LM35 温度传感器温度特性的测试 将控温传感器 Pt100 铂电阻插入干井炉中心井 电压集成性 LM35 温度传感器插 入干井炉一个井内 按要求插好连线 开启加热器 从 30 开始每隔 5 记录 LM35 传感器电阻值 直至 90 为止 实验数据记录实验数据记录 注意 单位 有效数字 列表 温度 直流电桥法测量 Pt100 铂电阻的温 度特性 电阻 用恒电流法测量 NTC 热敏电阻的温 度特性 电阻 电压集成性 LM35 温度传感 器温度特性的测 试 电压 mV 30112 3818 44671 35114 2676 54610 40116 2561 94552 45118 1470 24500 50120 2394 84449 55122 1332 64399 60124 1281 94349 65126 1239 74298 70127 9204 54247 75129 9176 14197 80131 8151 34145 85133 7129 34091 90135 7110 24040 请认真填写 数据处理 误差分析和实验结论数据处理 误差分析和实验结论 1 直流电桥法测 Pt100 铂电阻温度特性实验结果 R 110 62 0 39T 相关系数 r 0 99996 2 恒流源法测量 NTC1K 热敏电阻温度特性实验结果 R 2500 exp x 25 39 相关系数 r 2 0 9999 3 PN 结温度传感器温度特性实验结果 R 4971 14286 10 35495t 相关系数 r 0 95411 写出曲线方程 相关系数 实验思考与建议实验思考与建议 铂电阻中的金属材料为什么要选用铂 像镍 铜一类的 材料行得通吗 铂电阻有什么优点 也可以 但是它没有铂的线性好 请在两周内完成 交教师批阅 附录 30405060708090 110 115 120 125 130 135 直流电桥法测Pt100铂电阻的温度特性图 R 110 62 0 39T r 0 99996 131608630 30405060708090 100 200 300 400 500 600 700 800 900 Data Data1 B Model ExpDec1 Equation y A1 exp x t1 y0 Weighting yNo weighting Chi 2 DoF 5 80913 R 2 0 9999 y039 79282 3 3314 A12500 75477 27 49388 t125 62867 0 28419 土木六班裘斌斌131608630 恒电流法测量NTC热敏电阻的温度特性曲线 30405060708090 4000 41