热敏电阻特性实验
合集下载
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
6．重新设定温度值为49℃+n〃Δt，Δt=2℃，n=1……10，每隔1n读出数
显电压表指示值与温控仪指示的温度PV（U1）值，并填入表1。
表1：（注意实验要记录温控数显表的PV值和电压表值）
非线性误差δ，ΔL=灵敏度S。K=Δy/ΔxK≈(3.49-0.68)/(65-49)=0.175625
【结论】（结果）
2、实验误差的主要来源是对相应温度点的电阻值的测定的不准确，其误差可以达到几十欧姆，这主要是由于温度计的不精确和热敏电阻对温度变化的敏感性造成的，所以，本实验的精确度并不高。
指导教师评语及成绩：
评语：
成绩： 指导教师签名：
批阅日期：
（3）
上式表示，对负温度系数电阻来说， 在工作温度范围内随温度增加迅速减小。表示温度系数时要注明其温度值，通常以25℃时的值来表示。
对式（2）线性化，可得
（4）
作 ～ 曲线，此直线斜率即为B，截距为lnA。依据式(3)，可算出 。
【实验环境】（使用的软件）
工具：工程实践台、传感器、导线、千分尺、砝码等。
本实验所测试样为负温度系数(NTC)热敏电阻，它的电阻值随温度升高而减小。其电阻温度特性的通用公式为
（1）
式中，Rl为温度Tl时的阻值；R2为温度为T2时的阻值；B为热敏指数，由材料的物理特性决定。
若设T2趋于无穷大，上式可简化成
（2）
热敏电阻温度系数的定义式为
对于负温度系数热敏电阻，其温度系数是温度丁的函数，以 表示。可以得出
黑龙江科技大学
综合性、设计性实验报告
实验项目名称热敏电阻特性实验
所属课程名称传感器工程实践
实 验 日 期2013年月日
班级
学号
姓名
成绩
电气与控制工程学院实验室
实验概述：
【实验目的及要求】
【实验目的】
1通过实验使学生掌握各种传感器的工作原理；
2掌握传感器的特性测试方法；
3掌握传感器的特性实验数据处理方法；
2 画出传感器测量电路图
（a）曲线图 （b）原理图
3 、传感器特性测试系统的工作原理
热敏电阻是一种电阻值随其电阻体的温度变化呈显著变化的热敏感电阻。它多由金属氧化物半导体材料制成，也有由单晶半导体、玻璃和塑料制成的。由于热敏电阻具有体积小、结构简单、灵敏度高、稳定性好、易于实现远距离测量和控制等优点，所以广泛应用于测温、控温、温度补偿、报警等领域。
4培养和提高学生传感器特性测试系统设计和分析的能力；
5通过该课程的学习扩大学生知识面，为今后的研究和技术工作打下坚实的基础。
【设计要求】
1掌握传感器的工作原理、测量电路的原理；
2通过传感器特性系统的Leabharlann Baidu计，多方面知识综合应用，全面提高能力；
3为今后从事传感器工程方面的工作打下基础。
【实验原理】
要求：1画出传感器特性测试系统框图
说明遇到的问题 ，解决的方法等情况即根据实验过程中所见到的现象和测得的数据，做出结论
由所记录的数据和数据分析，不难看出，热敏电阻传感器的线性度和灵敏度都是
比较好的，当温度发生变化时，传感器的输出量都会发生相应的变化，能够检测
出温度较小的变化量。
【小结】
做一总结对本次实验的心得体会、思考和建议
1、在实验过程中，要测量准每个温度点所对应的电阻是相当困难的，一般来讲都有几时欧姆的误差，如果只用50℃附近的电阻值来计算温度系数，不确定度就很大了，而用整体的图象法可以在一定程度上减小这种误差；
4）温度源具有升温快、降温慢的特点，所以在取初始设定值时，应比PV值略高。
5）插传感器接头时注意对正小方形口。 6）在实验前应先对测量电路进行调零。
7）记录数据时应在温度稳定在某一数值后再记录。
设计方案
（1） 由于测量处理电路中存在零位电势，所以在开始实验前先将测量处理
电路得输入端短接并接地（防止输入信号干扰），将增益调至最大值，并将测量电路调零。
软件：特性软件SET2003
实验内容：
【实验方案设计】
设计要点：
1）数显电压表分辨率为：1/1999，即：0.5/1000，并存在“〒1”个字的量化误差，在系统精度范围外的数字跳动属正常现象。
2）通用放大器(Ⅰ)调零时数显电压表需从20V档逐步逐步减小。 3）实验中其他单元的电源应关闭，否则有干扰。
4．打开温控源电源开关，加热和冷却方式置仪表控制位。设定好初始温度
值49℃。
5．将热敏电阻传感器探头插到温度源加热器右边插孔中给传感器加温，开
始热敏电阻特性实验。整个实验过程Rw1、Rw2、Rw4不动。温度控制仪表在温度
控制过程中，可见加热或冷却指示灯闪烁，待温控仪指示的温度稳定在设定值附
近变化后，记录下电压表读数值。
（2） 撤去输入端短接的导线，使传感器的信号能够进入测量电路中。 （3） 记录恒温箱温度的初始值以及传感器输出的初始电压值，然后逐渐改
变恒温箱的温度，再分别记录相应的温度与电压表的示数。（记录数据时应注意，当温度基本稳定后在记录，否则会使误差增大。）
（4）由记录的数据绘制出特性曲线，分析其特性。
【实验过程】（实验步骤、记录、数据、分析）
1．将通用放大器（Ⅰ）单元的输出V0用软线连到数显电压表上。将S6开
关抬起，使电路输出处于用户测量状态，打开通用放大器(Ⅰ)单元电源。温控源电源应先关闭。
2．传感器实践台的温度插座“标准”接Pt100热电阻，热敏电阻插座接热
敏电阻。插入时应注意对正小方形口
3．通用放大器(Ⅰ)的S4开关置热敏电阻档。先不要把热敏电阻传感器的
探头插入温度源的插口（即先不加温），抬起S14开关（此时电路输出为第一级
放大器输出），将Rw1（放大器第一级增益），Rw3（放大器第二级增益）顺时调
至最大，调Rw2（放大器第一级调零）使第一级仪表专用放大器输出Vo3为零。
压下S14开关（此时电路输出为第二级放大器输出），调Rw4（放大器第二级调
零）使Vo4（Vo）为零。
显电压表指示值与温控仪指示的温度PV（U1）值，并填入表1。
表1：（注意实验要记录温控数显表的PV值和电压表值）
非线性误差δ，ΔL=灵敏度S。K=Δy/ΔxK≈(3.49-0.68)/(65-49)=0.175625
【结论】（结果）
2、实验误差的主要来源是对相应温度点的电阻值的测定的不准确，其误差可以达到几十欧姆，这主要是由于温度计的不精确和热敏电阻对温度变化的敏感性造成的，所以，本实验的精确度并不高。
指导教师评语及成绩：
评语：
成绩： 指导教师签名：
批阅日期：
（3）
上式表示，对负温度系数电阻来说， 在工作温度范围内随温度增加迅速减小。表示温度系数时要注明其温度值，通常以25℃时的值来表示。
对式（2）线性化，可得
（4）
作 ～ 曲线，此直线斜率即为B，截距为lnA。依据式(3)，可算出 。
【实验环境】（使用的软件）
工具：工程实践台、传感器、导线、千分尺、砝码等。
本实验所测试样为负温度系数(NTC)热敏电阻，它的电阻值随温度升高而减小。其电阻温度特性的通用公式为
（1）
式中，Rl为温度Tl时的阻值；R2为温度为T2时的阻值；B为热敏指数，由材料的物理特性决定。
若设T2趋于无穷大，上式可简化成
（2）
热敏电阻温度系数的定义式为
对于负温度系数热敏电阻，其温度系数是温度丁的函数，以 表示。可以得出
黑龙江科技大学
综合性、设计性实验报告
实验项目名称热敏电阻特性实验
所属课程名称传感器工程实践
实 验 日 期2013年月日
班级
学号
姓名
成绩
电气与控制工程学院实验室
实验概述：
【实验目的及要求】
【实验目的】
1通过实验使学生掌握各种传感器的工作原理；
2掌握传感器的特性测试方法；
3掌握传感器的特性实验数据处理方法；
2 画出传感器测量电路图
（a）曲线图 （b）原理图
3 、传感器特性测试系统的工作原理
热敏电阻是一种电阻值随其电阻体的温度变化呈显著变化的热敏感电阻。它多由金属氧化物半导体材料制成，也有由单晶半导体、玻璃和塑料制成的。由于热敏电阻具有体积小、结构简单、灵敏度高、稳定性好、易于实现远距离测量和控制等优点，所以广泛应用于测温、控温、温度补偿、报警等领域。
4培养和提高学生传感器特性测试系统设计和分析的能力；
5通过该课程的学习扩大学生知识面，为今后的研究和技术工作打下坚实的基础。
【设计要求】
1掌握传感器的工作原理、测量电路的原理；
2通过传感器特性系统的Leabharlann Baidu计，多方面知识综合应用，全面提高能力；
3为今后从事传感器工程方面的工作打下基础。
【实验原理】
要求：1画出传感器特性测试系统框图
说明遇到的问题 ，解决的方法等情况即根据实验过程中所见到的现象和测得的数据，做出结论
由所记录的数据和数据分析，不难看出，热敏电阻传感器的线性度和灵敏度都是
比较好的，当温度发生变化时，传感器的输出量都会发生相应的变化，能够检测
出温度较小的变化量。
【小结】
做一总结对本次实验的心得体会、思考和建议
1、在实验过程中，要测量准每个温度点所对应的电阻是相当困难的，一般来讲都有几时欧姆的误差，如果只用50℃附近的电阻值来计算温度系数，不确定度就很大了，而用整体的图象法可以在一定程度上减小这种误差；
4）温度源具有升温快、降温慢的特点，所以在取初始设定值时，应比PV值略高。
5）插传感器接头时注意对正小方形口。 6）在实验前应先对测量电路进行调零。
7）记录数据时应在温度稳定在某一数值后再记录。
设计方案
（1） 由于测量处理电路中存在零位电势，所以在开始实验前先将测量处理
电路得输入端短接并接地（防止输入信号干扰），将增益调至最大值，并将测量电路调零。
软件：特性软件SET2003
实验内容：
【实验方案设计】
设计要点：
1）数显电压表分辨率为：1/1999，即：0.5/1000，并存在“〒1”个字的量化误差，在系统精度范围外的数字跳动属正常现象。
2）通用放大器(Ⅰ)调零时数显电压表需从20V档逐步逐步减小。 3）实验中其他单元的电源应关闭，否则有干扰。
4．打开温控源电源开关，加热和冷却方式置仪表控制位。设定好初始温度
值49℃。
5．将热敏电阻传感器探头插到温度源加热器右边插孔中给传感器加温，开
始热敏电阻特性实验。整个实验过程Rw1、Rw2、Rw4不动。温度控制仪表在温度
控制过程中，可见加热或冷却指示灯闪烁，待温控仪指示的温度稳定在设定值附
近变化后，记录下电压表读数值。
（2） 撤去输入端短接的导线，使传感器的信号能够进入测量电路中。 （3） 记录恒温箱温度的初始值以及传感器输出的初始电压值，然后逐渐改
变恒温箱的温度，再分别记录相应的温度与电压表的示数。（记录数据时应注意，当温度基本稳定后在记录，否则会使误差增大。）
（4）由记录的数据绘制出特性曲线，分析其特性。
【实验过程】（实验步骤、记录、数据、分析）
1．将通用放大器（Ⅰ）单元的输出V0用软线连到数显电压表上。将S6开
关抬起，使电路输出处于用户测量状态，打开通用放大器(Ⅰ)单元电源。温控源电源应先关闭。
2．传感器实践台的温度插座“标准”接Pt100热电阻，热敏电阻插座接热
敏电阻。插入时应注意对正小方形口
3．通用放大器(Ⅰ)的S4开关置热敏电阻档。先不要把热敏电阻传感器的
探头插入温度源的插口（即先不加温），抬起S14开关（此时电路输出为第一级
放大器输出），将Rw1（放大器第一级增益），Rw3（放大器第二级增益）顺时调
至最大，调Rw2（放大器第一级调零）使第一级仪表专用放大器输出Vo3为零。
压下S14开关（此时电路输出为第二级放大器输出），调Rw4（放大器第二级调
零）使Vo4（Vo）为零。