【大学物理实验】 温度传感技术 实验报告
大学物理实验-温度传感器实验报告
关于温度传感器特性的实验研究摘要：温度传感器在人们的生活中有重要应用，是现代社会必不可少的东西。
本文通过控制变量法，具体研究了三种温度传感器关于温度的特性，发现NTC电阻随温度升高而减小；PTC电阻随温度升高而增大；但两者的线性性都不好。
热电偶的温差电动势关于温度有很好的线性性质。
PN节作为常用的测温元件，线性性质也较好。
本实验还利用PN节测出了波尔兹曼常量和禁带宽度，与标准值符合的较好。
关键词：定标转化拟合数学软件EXPERIMENTAL RESEARCH ON THE NATURE OF TEMPERATURE SENSOR1.引言温度是一个历史很长的物理量，为了测量它，人们发明了许多方法。
温度传感器通过测温元件将温度转化为电学量进行测量，具有反应时间快、可连续测量等优点，因此有必要对其进行一定的研究。
作者对三类测温元件进行了研究，分别得出了电阻率、电动势、正向压降随温度变化的关系。
2.热电阻的特性2.1实验原理2.1.1Pt100铂电阻的测温原理和其他金属一样，铂(Pt)的电阻值随温度变化而变化,并且具有很好的重现性和稳定性。
利用铂的此种物理特性制成的传感器称为铂电阻温度传感器，通常使用的铂电阻温度传感器零度阻值为100Ω（即Pt100）。
铂电阻温度传感器精度高，应用温度范围广，是中低温区（-200℃～650℃）最常用的一种温度检测器，本实验即采用这种铂电阻作为标准测温器件来定标其他温度传感器的温度特性曲线，为此，首先要对铂电阻本身进行定标。
按IEC751国际标准，铂电阻温度系数TCR定义如下：TCR=(R100-R0)/(R0×100) (1.1)其中R100和R0分别是100℃和0℃时标准电阻值（R100=138.51Ω，R0=100.00Ω），代入上式可得到Pt100的TCR为0.003851。
Pt100铂电阻的阻值随温度变化的计算公式如下：Rt=R0[1+At+B t2+C(t-100)t3] (-200℃<t<0℃) (1.2)式中Rt表示在t℃时的电阻值，系数A、B、C为：A=3.908×10−3℃−1；B=-5.802×10−7℃−2；C=-4.274×10−12℃−4。
最新大学物理实验-温度传感器实验报告
最新大学物理实验-温度传感器实验报告实验目的：1. 了解温度传感器的工作原理及其在物理实验中的应用。
2. 掌握不同类型温度传感器的特性和使用方法。
3. 通过实验测定不同环境下的温度变化，并学会分析实验数据。
实验仪器：1. 数字万用表2. K型热电偶3. PT100温度传感器4. 恒温水槽5. 冰盐混合物6. 热水浴7. 标准温度计（作为参考）实验原理：温度传感器是将温度变化转换为电信号的设备。
本实验主要使用了两种类型的温度传感器：热电偶和PT100。
热电偶是基于塞贝克效应工作的，即当两种不同金属或合金连接在一起形成回路，且两个接点处于不同温度时，就会产生电动势，从而测量温度。
PT100是基于电阻随温度变化的原理，其电阻值与温度之间有确定的关系，通过测量电阻值即可得到温度。
实验步骤：1. 准备实验仪器，确保所有设备处于良好工作状态。
2. 使用数字万用表配置K型热电偶，校准设备。
3. 将PT100温度传感器与数字万用表连接，进行校准。
4. 制备冰盐混合物，建立低温环境。
5. 将热电偶和PT100分别浸入冰盐混合物中，记录并比较两种传感器的读数与标准温度计的读数。
6. 准备热水浴，建立高温环境。
7. 重复步骤5，将传感器浸入热水浴中，记录并比较读数。
8. 分析不同温度下两种传感器的精度和稳定性。
9. 根据实验数据，绘制温度-电阻/温度-电动势的图表。
实验数据与分析：（此处填写实验中收集的数据表格和图表，并对数据进行分析，比如不同温度区间的线性关系，传感器的响应时间，精度对比等。
）实验结论：通过本次实验，我们了解了不同类型温度传感器的工作原理和特性。
通过实际操作和数据比较，我们发现K型热电偶在高温区域的测量效果较好，而PT100在低温区域更为精确。
同时，我们也认识到了温度传感器在实际应用中的局限性和需要注意的误差来源。
通过本次实验，我们增强了对温度测量技术的理解，并为未来的物理实验和研究打下了坚实的基础。
温度传感实验报告大学
一、实验目的1. 了解温度传感器的原理及分类。
2. 掌握常用温度传感器的性能特点及测量方法。
3. 通过实验验证温度传感器的温度特性。
4. 提高对传感器实验的操作技能。
二、实验原理温度传感器是将温度信号转换为电信号的装置，广泛应用于工业、医疗、农业等领域。
根据工作原理，温度传感器主要分为以下几类：1. 热电偶传感器：基于热电效应，将两种不同材料的导体熔接在一起，当两端温度不同时，回路中会产生热电动势。
2. 热敏电阻传感器：基于电阻值随温度变化的特性，分为正温度系数（PTC）和负温度系数（NTC）两种类型。
3. 集成温度传感器：将温度传感器与信号处理电路集成在一起，具有体积小、精度高、稳定性好等优点。
三、实验器材1. 温度传感器实验模块2. 热电偶（K型、E型）3. 热敏电阻（NTC）4. 数字万用表5. 数据采集器6. 连接电缆四、实验步骤1. 热电偶传感器实验1.1 将K型热电偶与数字万用表连接，进行冷端补偿。
1.2 将热电偶放入不同温度的恒温水中，记录对应的温度和电动势值。
1.3 绘制温度-电动势曲线，验证热电偶的温度特性。
2. 热敏电阻传感器实验2.1 将NTC热敏电阻与数据采集器连接。
2.2 改变热敏电阻的温度，记录对应的电阻值。
2.3 绘制温度-电阻曲线，验证NTC热敏电阻的温度特性。
3. 集成温度传感器实验3.1 将集成温度传感器与数据采集器连接。
3.2 改变环境温度，记录对应的温度值。
3.3 验证集成温度传感器的温度特性。
五、实验结果与分析1. 热电偶传感器实验实验结果显示，K型热电偶的温度特性较好，具有较高的精度和稳定性。
但在冷端补偿过程中，需注意温度计的准确度。
2. 热敏电阻传感器实验实验结果显示，NTC热敏电阻的温度特性较好，具有较高的灵敏度。
但在高温区，电阻值变化较大，易受环境因素影响。
3. 集成温度传感器实验实验结果显示，集成温度传感器的温度特性较好，具有较高的精度和稳定性。
大学物理实验报告23-PN结温度传感器特性
天津大学物理实验报告姓名： 专业： 班级： 学号： 实验日期： 实验教室： 指导教师：【实验名称】 PN 结物理特性综合实验 【实验目的】1. 在室温时，测量PN 结电流与电压关系，证明此关系符合波耳兹曼分布规律2. 在不同温度条件下，测量玻尔兹曼常数3. 学习用运算放大器组成电流-电压变换器测量弱电流4. 测量PN 结电压与温度关系，求出该PN 结温度传感器的灵敏度5. 计算在0K 温度时，半导体硅材料的近似禁带宽度 【实验仪器】半导体PN 结的物理特性实验仪 资产编号：××××，型号：×××（必须填写） 【实验原理】1．PN 结的伏安特性及玻尔兹曼常数测量 PN 结的正向电流-电压关系满足：]1)/[ex p(0-=kT eU I I (1)当()exp /1eU kT >>时,(1)式括号内-1项完全可以忽略，于是有：0exp(/)I I eU kT = (2)也即PN 结正向电流随正向电压按指数规律变化。
若测得PN 结I U -关系值，则利用(1)式可以求出/e kT 。
在测得温度T 后，就可以得到/e k ，把电子电量e 作为已知值代入，即可求得玻尔兹曼常数k 。
实验线路如图1所示。
2、弱电流测量LF356是一个高输入阻抗集成运算放大器，用它组成电流-电压变换器(弱电流放大器),如图2所示。
其中虚线框内电阻r Z 为电流-电压变换器等效输入阻抗。
运算放大器的输入电压0U 为：00i U K U =- (3)式(3)中i U 为输入电压，0K 为运算放大器的开环电压增益，即图2中电阻f R →∞时的电压增益（f R 称反馈电阻）。
因而有：00(1)i i s f fU U U K I R R -+== (4) 由（4）式可得电流-电压变换器等效输入阻抗x Z 为001i f f x s U R R Z I K K ==≈+ (5) 由(3)式和(4)式可得电流-电压变换器输入电流s I 与输出电压0U 之间的关系式，即：图1 PN 结扩散电源与结电压关系测量线路图图2 电流－电压变换器i s fr U U I Z R ==- (6) 只要测得输出电压0U 和已知f R 值，即可求得s I 值。
温度传感实验报告
温度传感实验信息技术包括计算机技术、通信技术和传感器技术，计算机相当于人的大脑，通信相当于人的神经，而传感器就相当于人的感官。
作为现代信息技术三大支柱之一，传感器技术已经成为各国在科学技术竞争中的关键。
温度是物理学中七个最基本的物理量之一，与我们人类的生活、生产关系极为密切，是各门学科与工程研究设计中经常遇到和必须精确测量的物理量。
从人体温度、环境温度到工业炉温；从电器、地球到太空，各个领域都离不开测温和控温。
因此，温度传感技术在日常生活、工农业和国防军事等诸多领域都有极其广泛的应用。
【实验目的】熟悉热敏电阻的温度特性和温度传感器的工作机制；熟悉温度传感电路设计的基本思想；掌握温度传感实验的测量方法.【实验原理】传感器（Transducer亦或Sensor）是将能够感受到的被测量按照一定的规律转换成可用输出信号的器件或装置，通常由敏感元件和转换元件组成，其中敏感元件是指传感器中能直接感受或响应被测量（输入量）的部分；转换元件是指传感器中能将敏感元件感受的或响应的被探测量转换成适于传输和（或）测量的电信号的部分。
有的半导体敏感元器件可以直接输出电信号，本身就构成传感器。
敏感元器件就其感知外界信息的原理来讲，可分为：①物理类，基于力、热、光、电、磁和声等物理效应；②化学类，基于化学反应的原理；③生物类，基于酶、抗体、和激素等分子识别功能。
通常据其基本感知功能又可分为热敏元件、光敏元件、气敏元件、力敏元件等十大类。
温度传感器主要由热敏元件组成。
热敏元件常见的有铜热电阻、热电偶和半导体热敏电阻等。
以半导体热敏电阻为探测元件的温度传感器应用广泛，这是因为在元件允许工作条件范围内，半导体热敏电阻器具有体积小、灵敏度高、精度高的特点，而且制造工艺简单、价格低廉（水货也多！）。
一、热敏电阻的温度特性热敏电阻按温度特性可分为两类：随温度上升电阻增加的为正温度系数（PTC）热敏电阻，反之为负温度系数（NTC）热敏电阻。
2023年大学物理实验温度传感器实验报告
有关温度传感器特性旳试验研究摘要：温度传感器在人们旳生活中有重要应用，是现代社会必不可少旳东西。
本文通过控制变量法，详细研究了三种温度传感器有关温度旳特性，发现NTC电阻随温度升高而减小；PTC电阻随温度升高而增大；但两者旳线性性都不好。
热电偶旳温差电动势有关温度有很好旳线性性质。
PN节作为常用旳测温元件，线性性质也很好。
本试验还运用PN节测出了波尔兹曼常量和禁带宽度，与原则值符合旳很好。
关键词：定标转化拟合数学软件EXPERIMENTAL RESEARCH ON THE NATURE OF TEMPERATURE SENSOR1.引言温度是一种历史很长旳物理量，为了测量它，人们发明了许多措施。
温度传感器通过测温元件将温度转化为电学量进行测量，具有反应时间快、可持续测量等长处，因此有必要对其进行一定旳研究。
作者对三类测温元件进行了研究，分别得出了电阻率、电动势、正向压降随温度变化旳关系。
2.热电阻旳特性2.1试验原理2.1.1Pt100铂电阻旳测温原理和其他金属同样，铂(Pt)旳电阻值随温度变化而变化,并且具有很好旳重现性和稳定性。
运用铂旳此种物理特性制成旳传感器称为铂电阻温度传感器，一般使用旳铂电阻温度传感器零度阻值为100Ω（即Pt100）。
铂电阻温度传感器精度高，应用温度范围广，是中低温区（-200℃～650℃）最常用旳一种温度检测器，本试验即采用这种铂电阻作为原则测温器件来定标其他温度传感器旳温度特性曲线，为此，首先要对铂电阻自身进行定标。
按IEC751国际原则，铂电阻温度系数TCR定义如下：TCR=(R100-R0)/(R0×100) (1.1)其中R100和R0分别是100℃和0℃时原则电阻值（R100=138.51Ω，R0=100.00Ω），代入上式可得到Pt100旳TCR为0.003851。
Pt100铂电阻旳阻值随温度变化旳计算公式如下：Rt=R0[1+At+B t2+C(t-100)t3] (-200℃<t<0℃) (1.2)式中Rt表达在t℃时旳电阻值，系数A、B、C为：A=3.908×10−3℃−1；B=-5.802×10−7℃−2；C=-4.274×10−12℃−4。
温度传感实验报告
一、实验目的1. 了解温度传感器的基本原理和种类。
2. 掌握温度传感器的测量方法及其应用。
3. 分析不同温度传感器的性能特点。
4. 通过实验验证温度传感器的测量精度和可靠性。
二、实验器材1. 温度传感器实验模块2. 热电偶（K型、E型）3. CSY2001B型传感器系统综合实验台（以下简称主机）4. 温控电加热炉5. 连接电缆6. 万用表：VC9804A，附表笔及测温探头7. 万用表：VC9806，附表笔三、实验原理1. 热电偶测温原理热电偶是由两种不同金属丝熔接而成的闭合回路。
当热电偶两端处于不同温度时，回路中会产生一定的电流，这表明电路中有电势产生，即热电势。
热电势与热端和冷端的温度有关，通过测量热电势，可以确定热端的温度。
2. 热电偶标定以K型热电偶作为标准热电偶来校准E型热电偶。
被校热电偶的热电势与标准热电偶热电势的误差可以通过以下公式计算：\[ \Delta E = \frac{E_{\text{标}} - E_{\text{校}}}{E_{\text{标}}}\times 100\% \]其中，\( E_{\text{标}} \) 为标准热电偶的热电势，\( E_{\text{校}} \) 为被校热电偶的热电势。
3. 热电偶冷端补偿热电偶冷端温度不为0，因此需要通过冷端补偿来减小误差。
冷端补偿可以通过测量冷端温度，然后通过计算得到补偿后的热电势。
4. 铂热电阻铂热电阻是一种具有较高稳定性和准确性的温度传感器。
其电阻值与温度呈线性关系，常用于精密温度测量。
四、实验内容1. 热电偶测温实验将K型热电偶和E型热电偶分别连接到实验台上，通过调节加热炉的温度，观察并记录热电偶的热电势值。
同时，使用万用表测量加热炉的实际温度，分析热电偶的测量精度。
2. 热电偶标定实验以K型热电偶为标准热电偶，对E型热电偶进行标定。
记录标定数据，计算误差。
3. 铂热电阻测温实验将铂热电阻连接到实验台上，通过调节加热炉的温度，观察并记录铂热电阻的电阻值。
温度传感器实习报告
温度传感器实习报告温度传感器实习报告篇一：温度传感器实训报告《温度传感器实训报告》实训报告课程：信号检测与技术专业：应用电子技术班级：应电1131班小组成员：欧阳主、王雅志、朱知荣、周玙旋、周合昱指导老师：宋晓虹老师 201X年 4 月 23 日一、实训目的了解18b20温度传感器的基本原理与应用二、实训过程1、电路实现功能：由电脑USB接口供电，也可外接6V—16V的直流电源。
通过温度传感器18B20作为温度传感器件，测出改实际温度，再由芯片为ＤＩＰ封装AT89C2051 单片机进行数据处理，通过数码管显示温度值。
温度显示（和控制）的范围为：-55C到125C之间，精度为1C，也就是显示整数。
如果你设定报警的温度为20C，则当环境温度达到21C时，报警发光二极管发光，同时继电器动作。
如果你不需要对温度控制（报警），可以将报警温度值设置高些。
如果控制的是某局部的温度，可将18B20用引线引出，但距离不宜过大，注意其引脚绝缘。
２.电路的构成该电路有电源、按键控制模块、信号处理、驱动模块、显示模块、检测。
３.电路原理图４.电路仿真图五、元件清单及功能介绍6、程序：/*------------------------------- 温度控制器V1.5 显示为三个共阳极LED 温度传感器用单总线DS18B20 CPU为2051，四个按键，分别为UP，DN，SET 温度调节上限为125度，下限为-55度只能用于单只18B20-------------------------------*/ #include AT89X051.H #include intrins.h #define Key_UP P3_0 //上调温度#define Key_DN P3_1 //下调温度 #define Key_SET P1_7 //设定键（温度设定，长按开电源） #define RelayutPrt P3_5 //继电器输出 #define LEDPrt P1 //LED控制口 #define LEDneC P3_2 //LED DS1控制（百位） #define LEDTC P3_3 //LED DS2控制（十位） #define LEDThreeC P3_4 //LED DS3控制（个位） #define TMPrt P3_7 //DS1820 DataPrt unsigned char cdeLEDDis[]={0xC0,0xF9,0xA4,0xB0,0x99,0x92,0x82,0xF8,0x80,0x90,0xFF,0xBF}; //0-9的LED笔划,0xFF为空,0xF7为负号 static unsigned char bdata StateREG; //可位寻址的状态寄存器 sbit DS1820N = StateREG^0; //DS1820是否存在 sbit SetTF = StateREG^1; //是否是在温度设置状态 sbit KeySETDn = StateREG^2; //是否已按过SET键标识 sbit PTF = StateREG^3; //电源电源标识 sbit KeyTF = StateREG^4; //键盘是否允许 //sbit KeySETDning = StateREG^5; //SET是否正在按下 static unsigned char bdata TLV _at_ 0x0029; //温度变量高低位 static unsigned char bdata THV _at_ 0x0028; static signed char TMV; //转换后的温度值 static unsigned char KeyV,TempKeyV; //键值篇二：传感器实习报告非电量电测技术实验报告系（部）名称班级学号 102028237 姓名吕驰课程名称传感器实习指导教师日期：201X 年12月 18日一、传感器的现状与发展趋势传感器（英文名称：transducer/sensr）是一种检测装置，能感受到被测量的信息，并能将检测感受到的信息，按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。
大学物理实验温度传感器实验报告
大学物理实验_温度传感器实验报告大学物理实验报告：温度传感器实验一、实验目的1.学习和了解温度传感器的原理和应用。
2.掌握实验方法，提高实验技能。
3.探究温度变化对传感器输出的影响。
二、实验原理温度传感器是一种将温度变化转换为电信号的装置。
根据热敏电阻的阻值随温度变化的特性，当温度发生变化时，热敏电阻的阻值会相应地改变，从而输出与温度成比例的电信号。
常见的温度传感器有热电偶、热敏电阻等。
本实验采用热敏电阻作为温度传感器。
三、实验步骤1.准备实验器材：热敏电阻、数据采集器、恒温水槽、温度计、导线若干。
2.将热敏电阻置于恒温水槽中，连接导线至数据采集器。
3.将数据采集器与计算机连接，打开数据采集软件。
4.设置实验参数：采样频率、采样点数等。
5.将恒温水槽加热至预设温度，观察并记录实验数据。
6.改变恒温水槽的温度，重复步骤5。
7.对实验数据进行处理和分析。
四、实验结果与分析1.实验数据记录：在实验过程中，记录不同温度下的热敏电阻阻值和数据采集器的输出电压。
如下表所示：温度与数据采集器输出电压的关系图。
结果表明，随着温度的升高，热敏电阻阻值逐渐减小，数据采集器的输出电压逐渐增大。
这符合热敏电阻的特性。
3.误差分析：在实验过程中，可能存在以下误差来源：恒温水槽的温度波动、热敏电阻的灵敏度差异、导线连接不良等。
为了减小误差，可以采取以下措施：使用高精度温度计、提高导线连接的稳定性、多次测量取平均值等。
4.思考题：在本次实验中，我们采用了简单的数据采集器和热敏电阻进行温度测量。
在实际应用中，还可以通过其他方式进行温度测量，如采用单片机结合热敏电阻实现智能温度测量。
请思考：如何将热敏电阻与单片机连接？如何通过程序控制温度测量？如何实现温度数据的实时显示或传输？在实际应用中，还需要考虑哪些因素会影响测量精度？如何减小误差？五、结论与总结本实验通过热敏电阻和数据采集器测量了不同温度下的阻值和输出电压，验证了热敏电阻的阻值随温度变化的特性。
大学物理-温度传感技术实验报告
大连理工大学大学 物理实 验报告院（系）材料学院专业 ______________ 班级 _________________姓 名 ________________ 学号 _________ 实验台号 _______________________ 实验时间 _______ 年 ______ 月_日，第_周，星期 ________________ 第 _________ 节实验目的与要求：（1） 了解P-N 结和AD590温度传感器的电路结构及工作原理。
（2） 学会测量P-N 结和AD590温度传感器的温度特性。
实验原理和内容:1. P-N 结测温元件工作原理及温度特性测试电路根据半导体物理的理论，流过晶体管P-N 结的电流I 和其两端的电压 V 满足一下指数关系I l o [exp （qV/kT ） 1]式中，q 为电子电量；k 为波尔兹曼常量； T 是结温（用热力学温标），因此晶体管P-N 结伏安特性随温度变化如下图所示：实验名称 ___________ 温度传感技术 ________________教师评语 _______________________________________________________________________________________________________阳 io I P（1） P-N 结伏安特性测试电路。
如图 2所示， 图中所示V i 即为作用在P-N 结两端的电压值，V o 值除以取样电阻 R f （ 1K Q ）后得到流经PN 的电流大小。
⑵P-N 结温度特性测试电路。
即P-N 结电压随温度变化的电压跟随器 电路如图3所示。
当把一个阻值为 R c 的负载电阻与P-N 结串联后， 接至电压值为 V c 的外加电压时， P-N 结的电压随温度的变化情况就可由 P-N 结伏安特性和与R 有关的负载线的交点对应的电压值所确定。
2. AD590集成温度传感器工作原理及温度特性测试电路AD590是一种输出电流与温度成正比的集成温度传感器，其内部电路结构复杂，故此略去根据参考文献推导，在电源电压的作用下，该电路总的工作电流I o 为3kT In 8 q （民 R5）确控制R 5和R 6的阻值， 可使上式转化为式中，K0为测温灵敏度常数，一般为 1 A/C不同温度下 AD590的伏安特性如图5所示，从该图可知， 对于某一确定的温度， 当电源电压大于某一值以后，可使输出电流几乎不变（或变化极其微小）（1） AD590伏安特性、温度-电流特性测试电路如图6所示，在图中将 AD590置于恒温条件下（如冰点或室温），调节电路中“负压调节” 旋钮并测出AD590在不同工作电压下的 V 。
温度传感器实验报告
温度传感器实验报告篇一：温度传感器实验报告摘要:单片机系统设计是一门实践性和应用性都很强的课程。
为了充分激发学生的创造力,使学生熟悉单片机应用系统的研制和开发过程,掌握单片机的设计原理和开发步骤,我们开设了单片机系统设计综合实践课程。
本文阐述了此综合实践课程的实施方案,给出了典型的设计范例。
经过几年的教学实践,本课程取得了良好的教学效果。
关键词:单片机系统;综合实践课程;实践教学1 前言2 任务与要求利用伟福Lab6000系列单片机仿真实验系统构成简单实用的单片机系统,要求如下:(1)充分应用MCS-51系列微处理器和伟福Lab6000系列单片机仿真实验系统所提供的硬件资源,自由选题实现一个简单实用的单片机系统。
(2)要求具备必需的人机接口。
(3)可以选用汇编或C51语言进行控制程序开发。
设计的系统性能如下:(1)系统运行稳定,具有一定的抗干扰和故障自测能力。
(2)系统设计安全可靠,具有出错报警和应急关闭能力。
(3)系统精度达到一般民用品的基本要求。
(4)人机接口界面友好、直观、操作简单。
另外,我们提供了一些选题供学生拓展思路,主要有:(1)出租车计价器。
(2)温度控制系统。
(3)可编程交通灯系统。
(4)PWM电机调速系统。
(5)数字温度计。
(6)数字频率计。
3 设计范例3.1 PWM电机调速系统PWM电机调速系统如图1所示,系统包含电机驱动电路和测速电路,两者构成闭环系统。
电机驱动采用脉宽PWM调压电路,测速电路的核心部件是霍尔元件。
霍尔元件是一种磁传感器。
用它可以检测磁场及其变化,可在各种与磁场有关的场合中使用。
在外磁场的作用下,当磁感应强度超过霍尔元件导通阈值BOP时,霍尔元件输出管导通,输出低电平。
若外加磁场的B值降低到BRP时,输出管截止,输出高电平。
在直流电机的转盘上粘贴着一枚小磁铁,霍尔元件安装在转盘附近,每当磁铁靠近霍尔元件时霍尔元件导通,输出低电平,远离时霍尔元件截至,输出高电平。
温度传感器实验实训报告
1. 理解温度传感器的基本工作原理和类型。
2. 掌握温度传感器的应用和配置方法。
3. 通过实验验证不同类型温度传感器的性能和特点。
4. 学会使用温度传感器进行实际测量和数据分析。
二、实验原理温度传感器是一种能够将温度信号转换为电信号的装置，广泛应用于工业、医疗、科研等领域。
根据工作原理，温度传感器主要分为以下几类：1. 热电偶：基于塞贝克效应，将温度差转换为电动势。
2. 热敏电阻：基于温度对电阻值的影响，将温度变化转换为电阻变化。
3. 红外温度传感器：基于物体辐射原理，通过检测物体辐射的红外线强度来测量温度。
4. 数字温度传感器：将温度信号转换为数字信号，便于处理和传输。
三、实验仪器与材料1. 实验仪器：温度传感器（热电偶、热敏电阻、红外温度传感器）、数据采集器、示波器、万用表、电源等。
2. 实验材料：实验电路板、连接线、导线等。
四、实验内容1. 热电偶实验：将热电偶分别插入不同温度的水中，记录对应的电动势值，绘制电动势-温度曲线，分析热电偶的线性度和灵敏度。
2. 热敏电阻实验：将热敏电阻分别插入不同温度的水中，记录对应的电阻值，绘制电阻-温度曲线，分析热敏电阻的线性度和灵敏度。
3. 红外温度传感器实验：将红外温度传感器对准不同温度的物体，记录对应的温度值，分析红外温度传感器的测量范围和精度。
4. 数字温度传感器实验：使用数字温度传感器测量环境温度，记录数据，分析其性能和特点。
1. 热电偶实验：（1）搭建实验电路，连接数据采集器和示波器。
（2）将热电偶分别插入不同温度的水中，记录对应的电动势值。
（3）将数据导入计算机，绘制电动势-温度曲线。
（4）分析热电偶的线性度和灵敏度。
2. 热敏电阻实验：（1）搭建实验电路，连接数据采集器和示波器。
（2）将热敏电阻分别插入不同温度的水中，记录对应的电阻值。
（3）将数据导入计算机，绘制电阻-温度曲线。
（4）分析热敏电阻的线性度和灵敏度。
3. 红外温度传感器实验：（1）搭建实验电路，连接数据采集器和示波器。
大学物理实验报告23——PN结温度传感器特性
天津大学物理实验报告姓名： 专业： 班级： 学号： 实验日期： 实验教室： 指导教师：【实验名称】 PN 结物理特性综合实验 【实验目的】1. 在室温时，测量PN 结电流与电压关系，证明此关系符合波耳兹曼分布规律2. 在不同温度条件下，测量玻尔兹曼常数3. 学习用运算放大器组成电流-电压变换器测量弱电流4. 测量PN 结电压与温度关系，求出该PN 结温度传感器的灵敏度5. 计算在0K 温度时，半导体硅材料的近似禁带宽度 【实验仪器】半导体PN 结的物理特性实验仪 资产编号：××××，型号：×××（必须填写） 【实验原理】1．PN 结的伏安特性及玻尔兹曼常数测量 PN 结的正向电流-电压关系满足：]1)/[exp(0-=kT eU I I (1)当()exp /1eU kT >>时,(1)式括号内-1项完全可以忽略，于是有：0exp(/)I I eU kT = (2)也即PN 结正向电流随正向电压按指数规律变化。
若测得PN 结I U -关系值，则利用(1)式可以求出/e kT 。
在测得温度T 后，就可以得到/e k ，把电子电量e 作为已知值代入，即可求得玻尔兹曼常数k 。
实验线路如图1所示。
2、弱电流测量LF356是一个高输入阻抗集成运算放大器，用它组成电流-电压变换器(弱电流放大器),如图2所示。
其中虚线框内电阻r Z 为电流-电压变换器等效输入阻抗。
运算放大器的输入电压0U 为：00i U K U =- (3)式(3)中i U 为输入电压，0K 为运算放大器的开环电压增益，即图2中电阻f R →∞时的电压增益（f R 称反馈电阻）。
因而有：00(1)i i s f fU U U K I R R -+== (4) 由（4）式可得电流-电压变换器等效输入阻抗x Z 为001i f fx s U R R Z I K K ==≈+ (5)由(3)式和(4)式可得电流-电压变换器输入电流s I 与输出电压0U 之间的关系式，即：图1 PN 结扩散电源与结电压关系测量线路图图2 电流－电压变换器i s fr U U I Z R ==- (6) 只要测得输出电压0U 和已知f R 值，即可求得s I 值。
大学物理-温度传感技术 实验报告
大连理工大学大 学 物 理 实 验 报告院（系） 材料学院 专业 班级 姓 名 学号 实验台号 实验时间 年 月 日，第 周，星期 第 节实验名称 温度传感技术教师评语实验目的与要求：（1） 了解P-N 结和AD590温度传感器的电路结构及工作原理。
（2） 学会测量P-N 结和AD590温度传感器的温度特性。
实验原理和内容：1. P-N 结测温元件工作原理及温度特性测试电路根据半导体物理的理论， 流过晶体管P-N 结的电流I 和其两端的电压V 满足一下指数关系]1)/[ex p(0-=kT qV I I式中， q 为电子电量； k 为波尔兹曼常量； T 是结温（用热力学温标）， 因此晶体管P-N 结伏安特性随温度变化如下图所示：成 绩教师签字(1) P-N 结伏安特性测试电路。
如图2 所示， 图中所示V 1 即为作用在P-N 结两端的电压值，V 0 值除以取样电阻R f （1KΩ）后得到流经PN 的电流大小。
(2) P-N 结温度特性测试电路。
即P-N 结电压随温度变化的电压跟随器 电路如图3 所示。
当把一个阻值为R c 的负载电阻与P-N 结串联后， 接至电压值为V c 的外加电压时， P-N 结的电压随温度的变化情况就可由P-N 结伏安特性和与R 有关的负载线的交点对应的电压值所确定。
2. AD590 集成温度传感器工作原理及温度特性测试电路AD590 是一种输出电流与温度成正比的集成温度传感器， 其内部电路结构复杂， 故此略去 根据参考文献推导， 在电源电压的作用下， 该电路总的工作电流I 0 为)(8ln 3560R R q kT I -=式中， k 为波尔兹曼常量， q 为电子电量， T 为被测温度（绝对温度值）， 在制作过程中， 精确控制R 5 和 R 6 的阻值， 可使上式转化为T K I 00=式中， K0 为测温灵敏度常数，一般为/1A μ℃不同温度下 AD590 的伏安特性如图5 所示， 从该图可知， 对于某一确定的温度， 当电源电压大于某一值以后， 可使输出电流几乎不变（或变化极其微小） （1） AD590伏安特性、温度-电流特性测试电路如图6 所示，在图中将 AD590 置于恒温条件下（如冰点或室温）， 调节电路中“负压调节”旋钮并测出AD590在不同工作电压下的V 0 值（输出电流为f R V I /00=， R f 为取样电阻）， 便可得到元件在这一温度下的伏安特性的实验数据。
大学物理实验-温度传感器实验报告(同名18801)
关于温度传感器特性的实验研究摘要：温度传感器在人们的生活中有重要应用，是现代社会必不可少的东西。
本文通过控制变量法，具体研究了三种温度传感器关于温度的特性，发现NTC电阻随温度升高而减小；PTC电阻随温度升高而增大；但两者的线性性都不好。
热电偶的温差电动势关于温度有很好的线性性质。
PN节作为常用的测温元件，线性性质也较好。
本实验还利用PN节测出了波尔兹曼常量和禁带宽度，与标准值符合的较好。
关键词：定标转化拟合数学软件EXPERIMENTAL RESEARCH ON THE NATURE OF TEMPERATURE SENSOR1.引言温度是一个历史很长的物理量，为了测量它，人们发明了许多方法。
温度传感器通过测温元件将温度转化为电学量进行测量，具有反应时间快、可连续测量等优点，因此有必要对其进行一定的研究。
作者对三类测温元件进行了研究，分别得出了电阻率、电动势、正向压降随温度变化的关系。
2.热电阻的特性2.1实验原理2.1.1Pt100铂电阻的测温原理和其他金属一样，铂(Pt)的电阻值随温度变化而变化,并且具有很好的重现性和稳定性。
利用铂的此种物理特性制成的传感器称为铂电阻温度传感器，通常使用的铂电阻温度传感器零度阻值为100Ω（即Pt100）。
铂电阻温度传感器精度高，应用温度范围广，是中低温区（-200℃～650℃）最常用的一种温度检测器，本实验即采用这种铂电阻作为标准测温器件来定标其他温度传感器的温度特性曲线，为此，首先要对铂电阻本身进行定标。
按IEC751国际标准，铂电阻温度系数TCR定义如下：TCR=(R100-R0)/(R0×100) (1.1)其中R100和R0分别是100℃和0℃时标准电阻值（R100=138.51Ω，R0=100.00Ω），代入上式可得到Pt100的TCR为0.003851。
Pt100铂电阻的阻值随温度变化的计算公式如下：Rt=R0[1+At+B t2+C(t-100)t3] (-200℃<t<0℃) (1.2)式中Rt表示在t℃时的电阻值，系数A、B、C为：A=3.908×10−3℃−1；B=-5.802×10−7℃−2；C=-4.274×10−12℃−4。
大学实验报告系列之温度传感器
二、电压—温度特性的线性化和电路参数的选择
首先根据实验测得的热敏电阻的电阻—温度特性和测温范围（25～650C），按前面所述的原则确定R1、R2、R3、Va和V3，然后把（9）、（10）两式写成以下标准形式：
ARs2+BRs+C=0（A、B、C中含Rf）（9，）
A，Rf2+B，Rf+C，=0（A，、B，、C，中含Rs）（10，）
6、报告内容公式统一用Word公式编辑器编写。
（插入对象公式3.0）
【实验名称】温度传感器
【实验目的】
1．测定负温度系数热敏电阻的电阻—温度特性，并利用直线拟合的数据处理方法，求其材料常数。
2．了解以热敏电阻为检测元件的温度传感器的电路结构及电路参数的选择原则。
3．学习运用线性电路和运放电路理论分析温度传感器电压—温度特性的基本方法。
4．掌握以叠代法为基础的温度传感器电路参数的数值计算技术。
并用叠代法计算电路参数Rs和Rf，在此之后，按（7）式和（11）式计算以上测温范围情况下传感器的电压—温度特性的理论值
三、确定Rs和Rf的数值计算技术
确定Rs和Rf的数值计算
【实验内容】
1．热敏电阻元件电阻—温度特性的测定
在25～750C的温度范围内，从250C开始，每隔50C用数字万用表的电阻档测量这些温度下热敏电阻的阻值，直到750C止。为了使测量结果更为准确，可在降温过程中测量，该项测定完成后，采用直线拟合方法处理实验数据，求出（1）式所表示的热敏电阻电阻—温度特性中的材料常数Bn的实验值。
V0 = V0- +V0+（4）
其中V0-和V0+分别为图1b示电路中ES1和E S2单独作用时对输出电压的贡献。由运算放大器的理论知：
温度传感器实验报告
温度传感器实验报告一、引言温度传感器是现代科技领域中的重要组成部分之一。
它在各行各业中都扮演着至关重要的角色，被广泛应用于环境监测、工业控制、医疗仪器等领域。
本篇实验报告将对温度传感器进行实验研究，探讨其原理和应用。
二、实验目的本实验旨在通过实际操作，深入理解温度传感器的工作原理，掌握其使用方法，并对其在不同环境条件下的性能进行测试。
三、实验原理温度传感器根据物体的热量与温度之间的关系，测量物体的温度。
常见的温度传感器有热敏电阻、热电偶、半导体温度传感器等。
其中，热敏电阻是最常用的一种。
热敏电阻根据温度变化导致的电阻变化，通过测量电阻来间接获取物体的温度。
四、实验材料和仪器1. 热敏电阻2. 电源3. 万用表4. 温度测量仪器五、实验步骤1. 将热敏电阻连接到电源和万用表上，并保持电路完整。
2. 调节电源，确保电流稳定。
3. 使用温度测量仪器将热敏电阻放置在不同温度环境下。
4. 记录不同温度下热敏电阻的电阻值，并记录所对应的温度。
5. 根据实验数据绘制温度与电阻之间的关系曲线。
六、实验结果和分析经过实验，我们得到了多组温度与电阻的数据。
根据这些数据，我们可以绘制温度和电阻之间的关系曲线。
经过分析曲线，我们可以清晰地观察到热敏电阻电阻值随温度的变化情况。
实验结果显示，随着温度的升高，热敏电阻的电阻值逐渐降低。
这是因为温度升高会导致半导体材料内部的载流子浓度增加，从而减小材料的电阻。
这个现象与半导体材料的特性有关，也是热敏电阻能够测量温度的原理之一。
七、实验应用温度传感器作为一种重要的测量装置，被广泛应用于各个领域。
其中最为常见的应用是室内温度控制系统。
通过温度传感器可以精准地测量室内环境的温度，并根据设定值来调节空调、供暖系统等设备的温度。
温度传感器还常用于工业控制领域，可以监测设备的工作温度，确保设备安全运行。
此外，温度传感器在医疗仪器领域也有重要应用。
例如，在体温计和医疗监护仪中，温度传感器被用于测量人体的温度，帮助医护人员进行诊断和监测。
温度传感器实训报告结论
一、引言随着科技的不断发展，传感器技术在各个领域得到了广泛应用。
温度传感器作为其中的一种，其在工业、农业、医疗、家居等领域的应用日益广泛。
为了深入了解温度传感器的工作原理、性能特点及其在实际应用中的价值，我们进行了为期两周的温度传感器实训。
以下是本次实训的结论。
二、实训目的与内容1. 目的本次实训旨在使学生掌握温度传感器的基本原理、性能特点，了解其应用领域，并学会使用温度传感器进行实际测量和数据分析。
2. 内容（1）温度传感器的基本原理与分类（2）常用温度传感器的性能特点与应用（3）温度传感器的选用与安装（4）温度传感器的校准与标定（5）温度传感器的数据处理与分析三、实训过程与结果1. 实训过程（1）理论学习：通过查阅资料、课堂讲解，了解温度传感器的基本原理、分类、性能特点及应用领域。
（2）实验操作：在指导老师的带领下，进行温度传感器的选用、安装、校准与标定实验。
（3）数据分析：对实验数据进行分析，验证温度传感器的性能，并探讨其在实际应用中的优缺点。
2. 实训结果（1）掌握了温度传感器的基本原理、分类、性能特点及应用领域。
（2）熟悉了常用温度传感器的选用、安装、校准与标定方法。
（3）学会了使用温度传感器进行实际测量和数据分析。
（4）了解了温度传感器在实际应用中的优缺点，为今后在相关领域的工作积累了经验。
四、结论1. 温度传感器在各个领域具有广泛的应用前景，其重要性日益凸显。
2. 温度传感器具有精度高、稳定性好、响应速度快等特点，能够满足不同场合的测量需求。
3. 在实际应用中，合理选用、安装、校准与标定温度传感器，可以确保测量结果的准确性和可靠性。
4. 温度传感器的数据处理与分析对于提高测量精度和实际应用价值具有重要意义。
5. 本次实训使我们对温度传感器有了更加深入的了解，为今后在相关领域的工作奠定了基础。
五、建议1. 在后续课程中，应进一步加强对温度传感器原理、性能特点及应用领域的讲解，提高学生的理论水平。
温度传感技术 实验报告——大连理工大学
大连理工大学大 学 物 理 实 验 报告院（系） 材料学院 专业 材料物理 班级 0705 姓 名 xxx 学号 xx 实验台号实验时间 2019 年 10 月 27 日，第10周，星期 一 第 5-6 节实验名称 温度传感技术教师评语实验目的与要求：（1） 了解P-N 结和AD590温度传感器的电路结构及工作原理。
（2） 学会测量P-N 结和AD590温度传感器的温度特性。
实验原理和内容：1. P-N 结测温元件工作原理及温度特性测试电路根据半导体物理的理论， 流过晶体管P-N 结的电流I 和其两端的电压V 满足一下指数关系]1)/[ex p(0-=kT qV I I式中， q 为电子电量； k 为波尔兹曼常量； T 是结温（用热力学温标）， 因此晶体管P-N 结伏安特性随温度变化如下图所示：成 绩教师签字(1) P-N 结伏安特性测试电路。
如图2 所示， 图中所示V 1 即为作用在P-N 结两端的电压值，V 0 值除以取样电阻R f （1KΩ）后得到流经PN 的电流大小。
(2) P-N 结温度特性测试电路。
即P-N 结电压随温度变化的电压跟随器 电路如图3 所示。
当把一个阻值为R c 的负载电阻与P-N 结串联后， 接至电压值为V c 的外加电压时， P-N 结的电压随温度的变化情况就可由P-N 结伏安特性和与R 有关的负载线的交点对应的电压值所确定。
2. AD590 集成温度传感器工作原理及温度特性测试电路AD590 是一种输出电流与温度成正比的集成温度传感器， 其内部电路结构复杂， 故此略去 根据参考文献推导， 在电源电压的作用下， 该电路总的工作电流I 0 为)(8ln 3560R R q kT I -=式中， k 为波尔兹曼常量， q 为电子电量， T 为被测温度（绝对温度值）， 在制作过程中， 精确控制R 5 和 R 6 的阻值， 可使上式转化为T K I 00=式中， K0 为测温灵敏度常数，一般为/1A μ℃不同温度下 AD590 的伏安特性如图5 所示， 从该图可知， 对于某一确定的温度， 当电源电压大于某一值以后， 可使输出电流几乎不变（或变化极其微小） （1） AD590伏安特性、温度-电流特性测试电路如图6 所示，在图中将 AD590 置于恒温条件下（如冰点或室温）， 调节电路中“负压调节”旋钮并测出AD590在不同工作电压下的V 0 值（输出电流为f R V I /00=， R f 为取样电阻）， 便可得到元件在这一温度下的伏安特性的实验数据。
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大连理工大学
大 学 物 理 实 验 报 告
院（系） 材料学院 专业 材料物理 班级 姓 名 学号 实验台号
实验时间 年 10 月 27 日，第10周，星期 一 第 5-6 节
实验名称 温度传感技术
教师评语
实验目的与要求：
（1） 了解P-N 结和AD590温度传感器的电路结构及工作原理。
（2） 学会测量P-N 结和AD590温度传感器的温度特性。
实验原理和内容：
1. P-N 结测温元件工作原理及温度特性测试电路
根据半导体物理的理论， 流过晶体管P-N 结的电流I 和其两端的电压V 满足一下指数关系
]1)/[ex p(0-=kT qV I I
式中， q 为电子电量； k 为波尔兹曼常量； T 是结温（用热力学温标）， 因此晶体管P-N 结伏安特性随温度变化如下图所示：
(1) P-N 结伏安特性测试电路。
如图2 所示， 图中所示V 1 即为作用在P-N 结两端的电压值，
V 0 值除以取样电阻R f （1KΩ）后得到流经PN 的电流大小。
(2) P-N 结温度特性测试电路。
即P-N 结电压随温度变化的电压跟随器 电路如图3 所示。
当
把一个阻值为R c 的负载电阻与P-N 结串联后， 接至电压值为V c 的外加电压时， P-N 结的电压随温度的变化情况就可由P-N 结伏安特性和与R 有关的负载线的交点对应的电压值所确定。
2. AD590 集成温度传感器工作原理及温度特性测试电路
AD590 是一种输出电流与温度成正比的集成温度传感器， 其内部电路结构复杂， 故此略去 根据参考文献推导， 在电源电压的作用下， 该电路总的工作电流I 0 为
)
(8
ln 3560R R q kT I -=
式中， k 为波尔兹曼常量， q 为电子电量， T 为被测温度（绝对温度值）， 在制作过程中， 精
图2
图3
确控制R 5 和 R 6 的阻值， 可使上式转化为
T K I 00=
式中， K0 为测温灵敏度常数，一般为/1A μ℃
不同温度下 AD590 的伏安特性如图5 所示， 从该图可知， 对于某一确定的温度， 当电源电压大于某一值以后， 可使输出电流几乎不变（或变化极其微小） （1） AD590伏安特性、温度-电流特性测试电路
如图6 所示，在图中将 AD590 置于恒温条件下（如冰点或室温）， 调节电路中“负压调节”旋钮并测出AD590在不同工作电压下的V 0 值（输出电流为f R V I /00=， R f 为取样电阻）， 便可得到元件在这一温度下的伏安特性的实验数据。
同理以工作电压为不变量， 改变工作条件温度并测出相应的V 0， 就可以获得其温度-电流特性的实验数据
（2） 由AD590 做探头的数字温度计工作电路如图7 所示
在图7 中把AD590 首先置于0℃或者室温的恒温条件下， 调节W 2使V 0=0, 然后改变AD590的工作环境温度为100℃ ， 调节W 3使V 0=100mV ， 便完成了测温电路的定标工作 （注意： AD590 探头不可直接放入水中， 否则受电解质影响， 测量结果会不准确）
图5
图6
图7
主要仪器设备：
TS-B II 型温度传感技术实验仪，电磁恒温搅拌器，数字万用表，酒精温度计（0~100℃），烧杯，P-N结探头，AD590探头。
步骤与操作方法：
1.P-N结温度特性测试
1.1P-N结伏安特性测试
1.1.1把“电压输出”调至6V 左右（用万用表20V档监测），并用连线接至左侧的“Vc”
插孔。
1.1.2把短路器插在标有记号R 的一侧，使得1KΩ的反馈电阻接在运放电路输出端V0
与反向输入端“-”之间。
同时将双刀开关拨向右侧，使得运放电路构成一个电
流-电压变换电路
1.1.3将画有K 标记的两个黑色接线孔用短线短接
1.1.4将运放电路输出端V0与数字毫伏表（0~200mV）的输入端V i用导线相连接
1.1.5将被测的P-N结接入电路中，注意正负极性对应。
PN结的另一个红色插头接数
字万用表电压输入插孔（2V），同时将万用表的COM端接入TS-B型温度传感技
术综合实验仪的GND端
至此PN结的电压变换电路完成，PN结两端的电压电流可分别从V1 读得和V0 除以
1KΩ电阻后获得。
在某一恒温条件下，调节W1 记录不同的Vi 即可测得其伏安特性曲
线。
1.2PN结的温度特性测试
将上述电路中，短路器接至L一侧，去掉K两端的短接线，双刀开关拨至左侧，就可将电路变换成测试PN结温度特性的电压跟随器。
将确定PN结工作状态的Vc和R的值调节至所需的数值后，可以多次改变温度值而测得其温度特性曲线
2.AD590温度特性测试
断开电源的状态下，用数字万用表电阻档测试该部分运放电路输出V0 与反相输入端“-”之间的电阻值，并调节“量程调节”旋钮，使这一电阻值为1KΩ
开启电源，用数字万用表的20V档测量AD590 两端的电压值是否为本仪器设计的正常值（9V 左右）
确认AD590 两端具有9V 电压之后，把AD590集成温度传感器以红黑对应接入“AD590”插
孔并用数字万用表2V直流电压档接至运放输出V0 和仪器的GND端
完成以上连接后，记下不同温度时数字电压表的读数，即可得到AD590的电流温度特性曲线
数据记录与处理：
在不同温度下测得的PN结的两端电压和取样电阻两端电压，及计算所得的电流值如下：
*U1第一个数据（0.0956）由于明显不正确，故没有在图中出现
在变换温度的条件下，测得PN结两端电压如下：
结果与分析：
讨论、建议与质疑：
1.从伏安特性曲线来看，电流一定时，PN结的工作温度越高，两端电压越小。
工作温度一定
时，电流增大，PN结的电阻减小，且减小的速度越来越缓，最后趋向与电压不变，即电阻为零。
2.从U-T曲线来看，温度升高，PN结两端的电压反而降低。
3.由于UT关系的数据范围有限，故不能明显地观察出变化趋势；因此，可认为线性关系，也
可认为是指数关系等。
图中选择的是乘幂关系的线性回归
4.本次实验的体会是，事先熟悉实验原理与步骤，操作时仔细细心，即可保证快速成功。