温度传感器

关于温度传感器的探究

摘要：温度传感器能将热能转化为电能，它利用敏感元件的电磁参数随温度变化而变化的特性来达到测量目的。通常把被测温度变化转化为敏感元件的电阻变化、电动势的变化，在经过相应的测量电路输出电压或电流，然后由这些参数的变化来检测对象的温度变化。[1] 关键词：温度传感器；实验；HD-SJ5实验装置；应用

Exploration about temperature sensors

Abstract :Temperature sensors can convert heat into electric energy ,it takes advantage of the character that sensitive parts to reach at the purpose of measurement ,it can transform the alteration of the resistance or electron of the sensitive parts.Exporting voltage or current via relevant measurable circuit .then it can detect object's change of temperature with these parameters.

Key words :temperature;experiment:HD-SJ5experiment devices;application 引言

随着科学技术的发展，各个领域都有了突飞猛进的发展。温度传感器领域也不例外，并因为其他技术的发展，其本身也得到的极大的补充。在现实生活中，我们也时时刻刻感受到温度传感器给我们到来的便利。在家用电器中，运用特别广泛，温度传感器广泛应用于家用电器(微波炉、空调、油烟机、吹风机、烤面包机、电磁炉、炒锅、暖风机冰箱、冷柜、热水器、饮水机、洗碗机、消毒柜、洗衣机、烘干机以及中低温干燥箱、恒温箱等场合的温度测量与控制等)、医用/家用体温计，便携式非接触红外温度测温仪等等许多方面；此外，在汽车行业运用也相当普遍，温度传感器主要用于检测发动机温度、吸入气体温度、冷却水温度、燃油温度以及催化温度等。为了更进一步了解有关温度传感器的知识，探究其奥秘，笔者做了一系列有关这方面的实验。

1、实验测量

实验1 热电阻特性实验[5]

实验目的

1、研究Pt100铂电阻、Cu50铜电阻和热敏电阻（NTC 和PTC ）的温度特性及测温原理。

2、研究比较不同温度传感器的温度特性以及测温原理。

3、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。 实验原理

1、Pt100铂电阻的测温原理

金属铂的电阻值随温度的变化而变化，并且具有很好的重现性和稳定性。铂电阻温度传感器精度高，稳定性好，应用温度范围广，Pt100铂电阻的阻值随温度的变化而变化计算公

式：C t ︒<<-0200 ()[]3

201001t t C Bt At R R t -+++= (1) C t ︒<<8500 ()

2

01Bt At R R t ++= (2)

测量铂电阻用三线制，测量的铂电阻的电路一般是不平衡电桥，铂电阻作为电桥的一个桥臂

电阻，将导线一根接到电桥的电源端，其余两根分别接到铂电阻所在的桥臂及与其相邻的桥臂上，当电路平衡时，通过计算可知：

r R rR R R R R t -+=

2

3

231 (3)

2、热敏电阻特性原理

热敏电阻是阻值对温度变化很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的电阻率随着温度的升高而降低，正温度系数的热敏电阻的电

阻率随着温度的升高而升高。在一定范围内，半导体的电阻率ρ和温度T 的关系如下：

T B e A 1=ρ(4)

3、Cu50铜电阻的温度特性原理

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。 ②实验仪器

九孔板，DH -VC1直流恒压源恒流源，DH -SJ 型温度传感器实验装置，数字万用表，电阻箱。

③实验内容与步骤

1、用万用表直接测量法

1）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5KΩ；PTC 温度传感器25℃的阻值350Ω。

2）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R T

－t 曲线。

4）分析比较它们的温度特性。

表一 Pt100铂电阻数据记录 室温16.8˚C

序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 温度 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 R/Ω 110.78 112.01 113.80 115.09 116.92 120.20 121.75 123.52 125.48

127.28 序号 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 温度 75 80 85 90

95

100

105

110

115

120 R/Ω

128.26

130.16

132.22

134.02 135.86 137.60 139.82 142.23 144.12

145.94

序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 温度 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 R/Ω 4587 3795 3168 2591 2324 1986 1697 1412 1203 1025.1 序号

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20