热电阻测温性能实验

实验三热电阻测温性能实验

1．实验目的：了解热电阻和热电偶测量温度的特性与应用。

2．基本原理：

热电阻测温原理：利用导体电阻随温度变化的特性，热电阻用于测量时，要求其材料电阻温度系数大，稳定性好，电阻率高，电阻与温度之间最好有线性关系。常用的热电阻有铂电阻和铜电阻。铂电阻在0－630.74℃以内测温时，电阻Rt与温度t的关系为：Rt=Ro (1+At+Bt2)，其中，Ro是温度为0℃时的电阻。本实验Ro＝100Ω。A＝3.9684×10－2／℃，B＝－5.847×10－7／℃2，铂电阻采用三线连接，其中一端接二根引线主要为消除引线电阻对测量的影响。

热电偶测温原理：两种不同的导体或半导体组成闭合回路，当两接点分别置于两不同温度时，在回路中就会产生热电势，形成回路电流。这种现象就是热电效应。热电偶就是基于热电效应工作的。温度高的接点就是工作端，将其置于被测温度场配以相应电路就可间接测得被测温度值。

3．需用器件与单元：

①CSY-2000控制台上的：mV表、温度控制仪、直流稳压源+2V，+5V；②实验桌上的：温度源、热电偶（K型或E型）、Pt100热电阻、万用表、温度传感器实验模板、连接导线。

4．实验步骤及说明：

(1)设置温度控制仪的各项参数并测量环境温度：用万用表欧姆档测出Pt100热电阻三根线，并将它的三个端点与主控台上的Pt100三个端点相连（一一对应）。打开主控台上的电源开关、温度开关，温度控制仪开始工作。根据附录一的说明，按下表设定温度控制仪的某些参数值，其余参数按附录一设置。参数设置完成后，PV显示的温度即为环境温度，记录到表4-1中。

注意：测量环境温度时，热电阻不要插入温度源。

（2）连接电路：关闭主控台上的温度开关、电源开关，开始连接电路。将温度源上的Pt100三个端点与主控台上的Pt100三个端点相连（一一对应），作为标准温度读数。将温度源上的风扇电源24V与主控台上风扇源的24V相连。将主控台稳压电源“＋5V”与mV表的“＋5V”相连，“－”与“－”相连（注意极性不要接错）。将热电偶（K型或E型）两端导线连接到主控台上的mV表输入端。用万用表欧姆档测出Pt100三根线，其中短接的二根线都接到温度传感器实验模板的b端，另一根接到a端（参见下图，R t两端的a、b），并在端点a与地之间加直流源2V这样Rt与R3、R1、Rw1、R4组成平衡电桥。

图1 铂电阻测温特性实验

（3）调整零点：打开主控台上的电源开关，若mV表不为零，则存在初始偏差，记录此时的数值到表4-1。用万用表测量上图中的△U，调RW1使电桥平衡即△U＝0mV。

注意：此时，热电偶和热电阻都不要插入温度源。

（4）热电偶和热电阻的测温性能测定：把热电偶和热电阻同时插入到温度源测点上，打开主控台上的温度电源开关。手动操作温度控制仪，使温度源温度稳定到40℃，记录mV表读数和万用表读出的△U。温度每增加5℃记录一次。

（5）测量完成后，关上主控台上的温度开关、电源开关，拔下连接导线。如果此时温度源温度大于40℃，则将温度源上的风扇电源24V连接到主控台上的24V稳压电源上，让风扇运转。

表1－1数据记录表

①测量值（PV）显示器（红）③指示灯

·显示测量值（PV）自整定指示灯（AT 绿）工作时闪烁

·显示参数名称控制输出指示灯（OUT）（绿）

·测量回路异常表示OUT：控制输出,工作时点亮

②设定值（SV）显示器（绿）报警输出指示灯（ALM1）

·显示设定值（SV）ALM1：第一报警输出时点亮

·显示参数内容

④设定键（SET）⑤减数键(∨)

·SV设定：按SET键，PV显示器显示SP,SV显

示器个位小数点闪烁，可用其余二键修改,按·在参数设定状态下，作减数键

SET键确认并返回至正常显示,如果超过20秒⑥加数键(∧)

无键动作,则自动返回至正常显示.

·按住SET键超过3秒或按s ET三秒或同时按住·在参数设定状态下，作加数键

SET+▲即可进入二级菜单，至操作流程完毕后

自动退出.