温度传感器实验

温度传感器实验

传感器是将非电信号转换为电信号的装置，因为电信号容易传递和处理。温度是物体冷热程度的标志，温度传感器就是将温度转换成电信号的传感器。

一．测温传感器的分类

电阻式传感器。常用的有铂热电阻、热敏电阻和铜热电阻。其中铂电阻（Pt100）精确度最高，重现性和稳定性很好，不仅应用广泛，而且被制成标准的基准仪。热敏电阻（Thermally Sensitive Resistor，简称Thermistor），是温度敏感的电阻的总称，是属于热电阻的一部分，一般分为负温度系数热敏电阻NTC（Negative Temperature Coefficient）和正温度系数热敏电阻PTC（Positive Temperature Coefficient）。NTC的电阻值随温度的上升而下降；PTC正好相反。

其它传感器。半导体PN结温度传感器，晶体温度传感器，非接触型温度传感器，热电偶温度传感器，光纤温度传感器，液压温度传感器，智能温度传感器。

二．DH－SJ5温度传感器实验装置

DH－SJ5型温度传感实验装置以九孔板为实验平台，包括铂电阻Pt100、热敏电阻（NTC 和PTC）、铜电阻Cu50、铜－康铜热电偶、PN结、AD590和LM35等分离的温度传感器探头，各种电子元件。能提供了多种测温电路和方法。

本装置采用Pt100铂电阻测温，智能温度控制器控温，控温精度高、范围广、可自由设定所需的温度，数字显示；用低电压恒流加热、安全可靠、无污染，加热电流连续可调；分离的温度传感器，形象直观，组合方便，可比较不同传感器的温度特性；降温实验可采用风扇快速降温；整体结构设计新颖，紧凑合理，外型美观大方。

主要技术指标：电源：AC220V±10%（50/60Hz），工作温度0～40℃，相对湿度＜80%，无腐蚀性场合，控温范围：室温～120℃，控温精度：±0.2℃，分辨率：0.1℃。

温控仪与恒温炉的连线如图1，Pt100的插头与温控仪上的插座颜色应当对应连接。

图1DH－SJ5温度传感器实验装置

恒温炉上方有六个插孔，可以插一个测温的Pt100和五个待测量的温度传感器。

警告：在做实验中或做完实验后，禁止手触传感器的钢护套，防止烫伤！

三 热敏电阻特性实验

【实验目的】

研究NTC 和PTC 的温度特性及其测温原理。

【实验原理】

负温度系数（NTC ）的半导体热敏电阻的电阻率一般按指数规律；而正温度系数（PTC ）的金属热敏电阻的电阻率随着温度的升高而缓慢地上升。（NTC ）对温度的反应要比金属电阻灵敏，体积又很小，应用广泛。

在一定的温度范围内，半导体的电阻率ρ和温度T 之间有如下关系：

ρ＝A 1exp(B/T ) （1）

式中A 1和B 是与材料性质有关的常数，T 为绝对温度。其阻值R 可用下式表示：

R ＝A exp(B/T ) （2）

对一定的电阻而言，A （A ≠A 1）和B 均为常数。对（2）式两边取对数，则有：

ln R ＝B

T 1＋ln A （3） ln R 与T

1成线性关系，测得各个温度T 的R 值后，通过作图或计算求出B 和A ，代入（2）式，即可得到R 的具体表达式。

【实验仪器】

DH －SJ5型温度传感器实验装置，九孔板，万用表（两个）。

【实验内容与步骤】

1）按照图1接线，将NTC 和PTC （未画）插入右侧的温炉恒，分别接到万用表。

2）用温控仪的“加热电流调节”控制加热速度，每隔5℃测一个数据，至100℃

3）以摄氏温度t 为横轴，以阻值R 为纵轴，用毫米方格纸或电脑作出R ～t 曲线。 *4）对NTC ，将摄氏温度t 换算成绝对温度T ，作出 ln R ～T

1曲线，用两点法求B 和A ，或用数值拟合法求B 和A 。