读数式电子温度计的设计与实验.doc

电子温度计的设计与实验班级：电子信息111 学号：201108090770 姓名：哦(o)哦 联系方式：00000000 实验时间：2012.10.8实验一：读数式电子温度计的设计与实验摘要：利用铂电阻的阻值随温度呈一维线性变化的特性，使万用电表读数与所测温度值有一一对应关系，从而实现直观的将万用电表读数转变为所测温度值。关键词：铂电阻 非平衡 一维线性一、 引言：传感器在现实生活中的应用越来越广泛，常用的有力敏传感器，气敏传感器，温度传感器等。利用温度传感器和电阻配合，可将温度这一热学量转换为电学量，这样在实践中便于自控与遥测，为工业自动化创造了有利条件。本实验用学习过的非平衡电桥和铂电阻传感器构成测温电路，并用电表显示读数，从而实现对温度的测量。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0:100，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，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。2. 铂电阻传感器3. 数字式万用表4. 毫安表5. 标准电阻箱（3个）6. NLKW-12型智能型控温试验仪7. 导线若干8. 开关四、 实验原理： ESR1R铂R2R3mAmV数字式电子温度计设计电路图如图所示其中R1，R2，R3为已知电阻，R铂为铂电阻。在电路全部接通而毫伏表读数为零，称为电桥达到平衡。在电桥达到平衡时，B,D两点的电位相等，与间的电位差相等。而本实验中的为可调的电阻，实际应用的是可调式电阻箱，设为非平衡电桥的输出电压。当电源的输出电压一定时，非平衡电桥桥路的输出电压为（）（）令（）（）则有所以（）另取铂在室温时的阻值，并将上面各式联合，解出可知，如果检测电压表内阻足够大，非平衡电桥输出电压和温度的改变量近似成线性关系。由于和等于千欧姆，电路干路电流调整为.安培，使与比例系数为，便于读数。五、 实验步骤：1. 按上图和实验室提供的实验仪器组装电路（毫伏表选择10毫安档，并要有保护电阻）。2. 将可调式电阻箱R1和R2调到9千欧姆，将R3调到一百欧姆。3. 将直流稳压电源输出电流调到5毫安（开机前要把电压旋钮打到零，将电流档打到最大值）。4. 连接完毕，以及检查无误后，接通电路；观察毫伏表指针，若指针未指到零，则可以调整电源输出电压或者调整平衡电阻箱R3，使得毫伏表指针指到零。5. 打开NLKW-12型智能型控温实验仪，可读取此时温度值为25.7，即为室温。6. 改变NLKW-12型智能型控温实验仪所控温度，以改变铂电阻的阻值，读取稳定后毫伏表读数，并作记录。六、 数据处理与分析：(一) 原始数据表：温度（）输出电压Uout（mV）温度差值3534.70.340455055606570758085909510039.644.148.652.957.161.469.369.573.778.682.586.390.80.40.91.42.12.93.64.75.56.36.47.58.79.2(二) 数据处理： 铂电阻的阻值与温度之间的关系：在0100范围内，R铂的表达式可以近似为R铂=R0（1+A1t）。式中温度系数A1=3.85X10-3（），Pt100铂电阻的阻值，0时为100欧姆，100时为138.5欧姆。 求取相对误差：E = Uout TX100组数相对误差12345678910111213141511234467888991010七、 误差分析：(一) 系统误差：1) 有部分仪器有损坏，例如：毫伏表指针弯曲，造成读数不精确。 (二) 偶然误差：1) 毫伏表以及毫安表在使用前未进行校准。 2) 铂电阻传感器外壳为不锈钢，测量加热井温度时，未使传感器的80%进入井内。3) 温度仪的响应时间间隔较长，未能等到其示数稳定就读取数值，造成误差。实验二：指针式电子温度计的设计与实验摘要：利用铂电阻的阻值随温度呈一维线性变化的特性，使万用电表读数与所测温度值有一一对应关系，从而实现直观的将万用电表读数转变为所测温度值。关键词：热敏电阻 惠斯顿电桥 微安表一、引言：传感器在现实生活中的应用越来越广泛，常用的有力敏传感器，气敏传感器，温度传感器等。利用温度传感器和电阻配合，可将温度这一热学量转换为电学量，这样在实践中便于自控与遥测，为工业自动化创造了有利条件。本实验用学习过的非平衡电桥和铂电阻传感器构成测温电路，并用电表显示读数，从而实现对温度的测量。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，并于标准温度计所测结果进行比较。三、 实验仪器：5. 直流稳压电源。6. 热敏电阻传感器7. 惠斯登电桥8. 微安表9. 标准电阻箱（3个）10. NLKW-12型智能型控温试验仪11. 导线若干12. 开关四、 实验原理：+-电阻箱1电阻箱2热敏电阻直流稳压电源惠斯顿电桥微安表（uA）AB原理同实验一，只是由于用到微安表温度测量值较精确。实验一中的铂电阻换为了热敏传感器，并采用了微安表的指针作为读取温度测量值的标准。由于热敏电阻不具备铂电阻所具有的线性特性，故而微安表上的温度读数不是均匀的。五、 实验步骤：l 按实验所给电路图组装电路；l 调整电阻箱阻值（R1=R2=2691欧姆）；l 微安表保护电阻阻值调为500欧姆；l 直流稳压电源电压调到2毫安；l R1用于校准微安表在室温时指到零刻度；l 校准后用热敏传感器代替R1接入电路；l 分别将NLKW-12型智能型控温实验仪控制温度从100依次降低到35；l 依次记录微安表读数。六、 数据处理和分析： 温度（）微安表读数（uA）温度差值T（）10095100094190900858418075706560555