电子温度计的设计与实现

1、电子温度计的设计与实现班级:计算机112班学号:201105070615姓名:章程浩摘要:用非平衡电桥发测量温度，利用温度变化改变电阻的阻值来测量温度。关键词:温度电流非平衡电桥一、引言利用温度传感器和电阻配合，将温度这一热学量转换为电学量，便于测量温度。二、实验任务1. 利用实验室提供的仪器和用具测量铂电阻和热敏电阻的温度特性。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20:100?，要求用非平衡电桥桥端电压为毫安级，电流为微安级。3. 对温度计进行标定。三、实验仪器直流稳压电源（1个），铂电阻传感器（1个），直流电桥（1个），数字万用电表（

2、1个），微安表（1个），伏特表（1个），检流计（1个），水银温度计（1个），标准电阻箱（3个），NLKW型智能型控温试验仪（1个），导线若干，开关（1个）。四、实验原理（一）铂电阻温度计物质的电阻率随温而变化的现象称为热电阻效应。在一定温度范围内，可以通过测量电阻值的变化而进行温度变化的测量。将平衡电桥中的待测电阻换成一个电阻型传感器。先调节电桥平衡，当外部条件改变时，传感器的阻值会发生相应变化，使电桥失去平衡，电桥两端的电压随之改变。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铝电阻温度系数的电路如图1所示，R,R为固定电

3、阻，组成比12例电阻;R为可调电阻，用作平衡电阻;R为铂电阻;U为非平衡电桥的输出电压。ptout当输出电压一定时非平衡电桥桥路的输出电压U为outU=Rt/(R+R)-R/(R+R)Eout1TP2P令I=E/(R+R)11tI=E/(R+R)22p则有U=IR-IRout1t2p如果R=R且R?R,R?R则有I?I121t2P12U=I(R-R)out1tp另R取铝电阻在室温时的阻值R,代入上式，则有ppU=IRA?T=1/2IRA?Tout100令1/2IRA=1mA，调零时，室温时电压等于电流示数，0则电压等于所测温度(二)热敏电阻温度计实验用惠斯登电桥，接线如图2所示，AB是一根粗细

4、均匀的电阻丝，被放置于1m长的米，尺上，图中斜线部分是导体片，电阻可略，R是保护电阻，保护微安表，C是滑动触头，兼开关作用，按下时检流计支路才通，接入待测电阻R与标准电阻R后，适当调节触头Cxs的位置，使检流计指零，此时，AC段电阻为R;CB段电阻为R,由电阻定律，12得R/R=L/L1212式中L,L分别为AC段和BC段电阻丝长度。12于是有R=（L/L）*Rx12s式中R由标准电阻箱读出。sE1Hili1五、实验内容（一）铝电阻温度计1 .按图1连接线路，取R=R=9Q电源电压U=3V用万用表测量电流。122 .将铝电阻传感器放入加热井（此时不要加热），在T为室温时（从控温仪面板上读出室温

5、），调节电桥平衡，记录T,U和R数值，并校准，使电流表显示数值等于室温。outp3 .根据需要温度，设置好加热井温度（具体方法参见实验仪器介绍），待温度稳定时记录T,用数字万用电表测量U,测量温度范围从35?至100?,每隔5?取一个点。out（二）热敏电阻温度计1 .按图2连接线路，取R=R=9k!。122 .将检流计换成微安表。将R换成标准电阻箱，电阻为热敏电阻室温时的电阻，R为xs热敏电阻室温时的电阻，调零。再将R的电阻调为80?时的电阻，使指针指向100uA.x3 .根据需要的温度，设置好加热井温度(具体方法参见实验仪器介绍)，待温度稳定时记录T,并计录微安表的值，测量温度范围从35?

6、至80?,每隔5?取一个点。六、数据处理和分析原始数据:T27.35404550556065707580859095100327.3438.43.47.52.5760.6469.73.77.81.86.91.Uout372832447765T27.335404550556065707580I(uA0172839485668758896100)处理结果:(1)U=Rt/(R+R)-R/(R+R)Eout1TP2PI=E/(R+R)11tI=E/(R+R)22p则有U=IR-IRout1t2p如果R=R且R?R,R?R则有I?I121t2P12U=I(R-R)out1tp另R取铝电阻在室温时的阻值R,代入上式，则有ppU=IRA?T=1/2IRA?Tout100令1/2IRA=1mA，调零时，室温时电压等于电流示数，0则电压等于所测温度(2)七、实验误差分