热敏电阻和模拟温度传感器感测解决方案

(完整版)基于热敏电阻的数字温度计

基于热敏电阻的数字温度计专业班级：机械1108组内成员：罗良李登宇李海先指导老师：**日期： 2014年6月12日1概述随着以知识经济为特征的信息化时代的到来人们对仪器仪表的认识更加深入，温度作为一个重要的物理量，是工业生产过程中最普遍，最重要的工艺参数之一。

随着工业的不断发展，对温度的测量的要求也越来越高，而且测量的范围也越来越广，对温度的检测技术的要求也越来越高，因此，温度测量及其测量技术的研究也是一个很重要的课题。

目前温度计种类繁多，应用范围也比较广泛，大致可以包括以下几种方法：1)利用物体热胀冷缩原理制成的温度计2)利用热电效应技术制成的温度检测元件3)利用热阻效应技术制成的温度计4)利用热辐射原理制成的高温计5)利用声学原理进行温度测量本系统的温度测量采用的就是热阻效应。

温度测量模块主要为温度测量电桥，当温度发生变化时，电桥失去平衡，从而在电桥输出端有电压输出，但该电压很小。

将输出的微弱电压信号放大，将放大后的信号输入AD转换芯片，进行A/D转换后，就可以用单片机进行数据的处理，在显示电路上，就可以将被测温度显示出来。

2设计方案2.1设计目的利用51单片机及热敏电阻设计一个温度采集系统，通过学过的单片机和数字电路及面向对象编程等课程的知识设计。

要求的功能是能通过串口将采集的数据在显示窗口显示，采集的温度达一定的精度2.2设计要求使用热敏电阻类的温度传感器件利用其温感效应，将随被测温度变化的电压或电流用单片机采集下来，将被测温度在显示器上显示出来。

3系统的设计及实现3.1系统模块3.1.1 AT89C51AT89C51是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器(FPEROM—Falsh Programmable and Erasable Read Only Memory)的低电压，高性能CMOS8位微处理器，俗称单片机。

该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。

温度传感器概述、应用及原理(热敏电阻器、电阻温度探测器、热电偶、固态热传感器)

温度传感器概述、应用及原理（热敏电阻器、电阻温度探测器、热电偶、固态热传感器）热敏电阻器用来测量温度的传感器种类很多，热敏电阻器就是其中之一。

许多热敏电阻具有负温度系数(NTC)，也就是说温度下降时它的电阻值会升高。

在所有被动式温度传感器中，热敏电阻的灵敏度(即温度每变化一度时电阻的变化)最高，但热敏电阻的电阻/温度曲线是非线性的。

表1是一个典型的NTC热敏电阻器性能参数。

这些数据是对Vishay-Dale热敏电阻进行量测得到的，但它也代表了NTC热敏电阻的总体情况。

其中电阻值以一个比率形式给出(R/R25)，该比率表示当前温度下的阻值与25℃时的阻值之比，通常同一系列的热敏电阻器具有类似的特性和相同电阻/温度曲线。

以表1中的热敏电阻系列为例，25℃时阻值为10KΩ的电阻，在0℃时电阻为28.1KΩ，60℃时电阻为4.086KΩ;与此类似，25℃时电阻为5KΩ的热敏电阻在0℃时电阻则为14.050KΩ。

图1是热敏电阻的温度曲线，可以看到电阻/温度曲线是非线性的。

虽然这里的热敏电阻数据以10℃为增量，但有些热敏电阻可以以5℃甚至1℃为增量。

如果想要知道两点之间某一温度下的阻值，可以用这个曲线来估计，也可以直接计算出电阻值，计算公式如下：这里T指开氏绝对温度，A、B、C、D是常数，根据热敏电阻的特性而各有不同，这些参数由热敏电阻的制造商提供。

热敏电阻一般有一个误差范围，用来规定样品之间的一致性。

根据使用的材料不同，误差值通常在1%至10%之间。

有些热敏电阻设计成应用时可以互换，用于不能进行现场调节的场合。

例如一台仪器，用户或现场工程师只能更换热敏电阻而无法进行校准，这种热敏电阻比普通的精度要高很多，也要贵得多。

图2是利用热敏电阻测量温度的典型电路。

电阻R1将热敏电阻的电压拉升到参考电压，一般它与ADC的参考电压一致，因此如果ADC的参考电压是5V，Vref也将是5V。

热敏电阻和电阻串联产生分压，其阻值变化使得节点处的电压也产生变化，该电路的精度取决于热敏电阻和电阻的误差以及参考电压的精度。

基于Pt100_热电阻的简易温度测量系统毕业设计论文1 精品

基于PT100热电阻的简易温度测量仪摘要：本文首先简要介绍了铂电阻PT100的特性以及测温的方法，在此基础上阐述了基于PT100的温度测量系统设计。

在本设计中，是以铂电阻PT100作为温度传感器，采用恒流测温的方法，通过单片机进行控制，用放大器、A/D转换器进行温度信号的采集。

通过对电路的设计，减小了测量电路及PT100自身的误差，使温控精度在0℃～100℃范围内达到±0.1℃。

本文采用STC89C52RC单片机，TLC2543 A/D转换器，AD620放大器，铂电阻PT100及液晶系统，编写了相应的软件程序,使其实现温度及温度曲线的实时显示。

该系统的特点是：使用简便；测量精确、稳定、可靠；测量范围大；使用对象广。

关键词：PT100 单片机温度测量 AD620 TL431AbstractThis article briefly describes the characteristics of PT100 platinum resistance and temperature measurement method, on the basis it describes the design of temperature measurement system based on PT100. In this design, it is use a PT100 platinum resistance as temperature sensor, in order to acquisition the temperature signal, it use of constant-current temperature measurement method and use single-chip control, Amplifier, A / D converter. It can still improve the perform used two-wire temperature circuit and reduce the measurement eror. The temperature precision is reached ±0.1℃ between 0℃～100℃.The system contains SCM(STC89C52), analog to digital convert department (TLC2543), AD620 amplifier, PT100 platinum, LCD12864, write the corresponding software program to achieve real-time temperature display. The system is simple , accurate , stable and wide range. Keywords:PT100 MCU Temperature Measures AD620 TL431目录前言 (4)第一章方案设计与论证 (6)1.1 传感器的选择 (6)1.2 方案论证 (7)1.3 系统的工作原理 (8)1.4 系统框图 (9)第二章硬件设计 (9)2.1 PT100传感器特性和测温原理 (9)2.2 硬件框图以及简要原理概述 (11)2.3 恒流源模块测温模块设计方案 (11)2.4 信号放大模块 (12)2.5 A/D转换模块 (15)2.6 单片机控制电路 (18)2.7 显示模块 (19)第三章软件设计 (19)3.1系统总流程的设计 (19)3.2 主函数的设计 (20)3.3 温度转换流程图的设计 (21)3.4 显示流程图 (21)3.5 按键流程的设计 (22)第四章数据处理与性能分析 (23)4.1采集的数据及数据处理 (23)4.2 性能测试分析 (23)第五章结论与心得 (24)1 结论 (24)2 心得 (24)附录1 原理图 (25)附录2 元器件清单 (26)附录3 程序清单 (27)前言随着科技的发展和“信息时代”的到来，作为获取信息的手段——传感器技术得到了显著的进步，其应用领域越来越广泛，对其要求越来越高，需求越来越迫切。

温度传感器工作原理

温度传感器工作原理温度传感器是一种用于测量环境温度的设备，它可以将温度转化为电信号，以便于数字化处理和显示。

温度传感器的工作原理是基于物质的热学性质，通过测量物质在不同温度下的特定物理性质的变化来实现温度的测量。

常见的温度传感器有热敏电阻、热电偶、红外线传感器等。

下面将分别介绍这些温度传感器的工作原理。

1. 热敏电阻。

热敏电阻是一种电阻值随温度变化而变化的电阻元件。

它的工作原理是基于热敏材料的电阻随温度的变化而变化。

当温度升高时，热敏电阻的电阻值会减小；当温度降低时，电阻值会增加。

这种特性使得热敏电阻可以用来测量温度。

通常情况下，热敏电阻会被安装在一个稳定的电路中，通过测量电阻值的变化来确定环境温度。

2. 热电偶。

热电偶是由两种不同金属或合金材料组成的导线，它的工作原理是基于两种不同材料在温度变化下产生的电动势。

当两种不同材料的接触点处于不同温度时，会产生一个电动势，这个电动势的大小与两种材料的温度差有关。

通过测量这个电动势的大小，可以确定两种材料接触点的温度差，从而得到环境的温度。

3. 红外线传感器。

红外线传感器是一种利用红外线辐射来测量物体表面温度的传感器。

它的工作原理是基于物体表面温度与其红外辐射的关系。

物体的表面温度越高，其红外辐射的能量越大。

红外线传感器通过测量物体表面的红外辐射能量来确定物体的温度。

这种传感器通常被应用于需要远距离、非接触式测温的场合。

综上所述，温度传感器的工作原理是基于物质的热学性质来实现温度的测量。

不同类型的温度传感器通过不同的原理来实现温度的测量，但它们的共同目标是将温度转化为电信号，以便于数字化处理和显示。

温度传感器在工业控制、医疗设备、家用电器等领域都有着广泛的应用，它们的工作原理的深入理解对于提高温度测量的准确性和稳定性具有重要意义。

温度传感器设计及测试技术研究

温度传感器设计及测试技术研究一、引言随着智能制造、物联网等概念的兴起，传感器作为其中的重要组成部分，产生的数据也变得愈加重要。

成为主流的温度传感器，通常采用电压信号或阻值信号来表示温度。

因此，设计一种高精度的温度传感器，并研究其测试技术，对于监测环境温度、控制温度差异、提高产品研制的精度等方面具有重要意义，也是从事传感器相关工作领域的技术人员必须掌握的关键技能之一。

二、温度传感器的工作原理及分类1.工作原理温度传感器通过将温度变化转化为电信号，来检测和控制被测量对象的温度变化。

常用的温度传感器有热敏电阻、热电偶、半导体温度传感器、红外线温度传感器等。

其中，热敏电阻和热电偶是最为常用、最为成熟的温度传感器，其巨大优势在于，它们可以将温度转化为电信号，并在读取时直接使用模拟输入。

2.分类温度传感器主要根据工作方式和安装方式进行分类。

根据工作方式可分为接触式和非接触式，常用的热敏电阻、热电偶、非接触式红外线温度传感器属于接触式，半导体温度传感器属于非接触式；根据安装方式可分为贴片式、插入式、浸润式等，常见的有芯片式温度传感器（芯片式传感器一般用来检测端内部温度）、贴片式热敏电阻、壳体式热电偶、导管式温度传感器等。

对于不同的应用场景，选择适合的传感器，可以更好地保障其工作性能及生命周期。

三、温度传感器设计技术1.传感器元器件的选择传感器的核心元器件选择直接关系到传感器的输出精度和稳定性。

根据所需的测量精度和工作温度范围，选择适合的元器件，对测量精度的提高和温度稳定性的提高都有着非常重要的意义。

以热电偶为例，采用不同的材料，将会对热电偶的伏特值产生不同的影响。

因此，设计者需要综合考虑热电偶两种材料之间的理化性质及其本身特性的优劣，选择出适合的热电偶材料，才能达到更高的精度和稳定性要求。

2.信号的处理由于传感器的信号常常会受到外界电磁干扰、温度漂移干扰等干扰因素的影响，因此传感器信号的处理显得尤为重要。

采用硬件和软件两种方法对传感器信号进行处理，除了充分发挥单片机的计算性能外，还需要引入滤波、放大、增益、采样等技术手段，以提高传感器信号的稳定性和精确度，并保证其输出的准确性。

模拟温度传感器工作原理

模拟温度传感器工作原理模拟温度传感器是一种能够测量环境温度的装置，它的工作原理类似于人体感受温度的方式。

本文将以模拟温度传感器的工作原理为中心，介绍其基本原理和应用。

一、引言温度是物体分子热运动的表现，是描述物体热量状态的物理量之一。

在现代工业生产和科学研究中，准确测量温度是非常重要的。

温度传感器是用于测量和监控温度的关键装置。

二、模拟温度传感器的基本原理模拟温度传感器的基本原理是利用物质的温度敏感性质来测量温度。

其中，最常用的敏感元件是热敏电阻和热电偶。

1. 热敏电阻热敏电阻是一种电阻值随温度变化的电子元件。

它的电阻值随温度的升高而升高，随温度的降低而降低。

当热敏电阻与电路相连接时，通过测量电阻值的变化，我们可以推算出环境的温度。

2. 热电偶热电偶是由两种不同金属导线组成的电偶对。

这两种导线的接触点称为热电接头，当热电接头与环境温度不一致时，就会产生热电动势。

通过测量热电动势的大小，我们可以计算出环境的温度。

三、模拟温度传感器的工作过程模拟温度传感器的工作过程可以分为以下几个步骤：1. 敏感元件感知温度当环境温度发生变化时，热敏电阻或热电偶作为敏感元件，能够感知到温度的变化。

热敏电阻的电阻值会随温度的变化而变化，而热电偶会产生热电动势。

2. 信号转换敏感元件感知到的温度变化信号需要通过信号转换电路进行处理。

信号转换电路可以将敏感元件的电阻值或热电动势转换为符合电路输入要求的信号。

3. 信号放大为了能够更精确地测量温度，信号转换后的信号一般需要经过放大处理。

放大电路可以将转换后的信号放大到合适的范围，以提高测量的精度和灵敏度。

4. 信号处理经过放大的信号还需要进行进一步的处理，以便能够输出符合要求的温度数值。

信号处理电路可以通过运算放大器、滤波器等电路元件对信号进行处理和调整。

5. 数字转换在一些应用中，需要将模拟信号转换为数字信号。

这时，模拟温度传感器会通过模数转换器将模拟信号转换为数字信号，以方便后续的数字处理和存储。

RTD、热电偶、热敏电阻器、IC传感器温度传感器类型的优缺点比较

RTD、热电偶、热敏电阻器、IC传感器温度传感器类型的优缺点比较关键字：RTD热电偶热敏电阻器IC传感器选择温度传感产品也许看似小事一桩，但由于可用的产品多种多样，因此这项任务可能令人颇感畏惧。

在这篇文章中，笔者将介绍四种类型的温度传感器（电阻式温度检测器(RTD)、热电偶、热敏电阻器以及具有数字和模拟接口的集成电路(IC) 传感器）并讨论每种传感器的优点与缺点。

从系统级的立足点来看，温度传感器是否适合您的应用将取决于所需的温度范围、准确度、线性度、解决方案成本、功能、功耗、解决方案尺寸、安装法（表面贴装法与通孔插装法以及电路板外安装法）还有必要支持电路的易设计程度。

RTD当一边测量RTD的电阻一边改变它的温度时，响应几乎是线性的，表现得像一个电阻器。

如图1所示，该RTD的电阻曲线并非完全呈线性，而是有几度的偏差（示出了一条用作参考的直线）——但却是高度可预测并可复验的。

为了对这种轻微的非线性进行补偿，大多数设计人员都会对测得的电阻值进行数字化处理，并使用微控制器内的查找表以便应用校正因子。

这种宽温度范围（大约-250℃至+750℃）内的可复验性和稳定性使RTD在高精度应用（包括在管道和大容器内测量液体或气体的温度）中极为有用。

图1：RTD的电阻与温度用来处理RTD模拟信号的电路的复杂度基本上根据应用而变化。

放大器和模数转换器（ADC）等组件（这些组件会产生它们自己的误差）是不可或缺的。

只有当测量必要时才给传感器供电——通过该方法您也可实现低功耗运行，但这会使该电路复杂得多。

而且，使传感器通电所需的功率还会提高其内部的温度，从而影响测量准确度。

仅仅几毫安的电流，这种自加热效应就会产生温度误差（这些误差是可纠正的，但需要进一步的斟酌考量）。

另外，请谨记：线绕式铂RTD或薄膜RTD的成本可能相当高，尤其当与IC传感器的成本进行比较时。

热敏电阻器热敏电阻器是另一种类型的电阻式传感器。

有多种多样可用的热敏电阻器，从物美价廉的产品到高精度产品，不一而足。

热敏电阻和热电偶的温度特性测量

热敏电阻和热电偶的温度特性研究(FB203型多档恒流智能控温实验仪)热敏电阻是阻值对温度变化非常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，负温度系数它的电阻率随着温度的升高而急剧下降（一般是按指数规律），而正温度系数电阻率随着温度的升高而急剧升高（一般是按指数规律），金属的电阻率则是随温度的升高而缓慢地上升。

热敏电阻对于温度的反应要比金属电阻灵敏得多，热敏电阻的体积也可以做得很小，用它来制成的半导体温度计，已广泛地使用在自动控制和科学仪器中，并在物理、化学和生物学研究等方面得到了广泛的应用。

【实验目的】1．研究热敏电阻、铜电阻；铂电阻、热电偶的温度特性。

2．掌握利用直流单臂电桥与控温实验仪测量热敏元件在不同温度下电阻值的方法。

【实验原理】温度传感器是利用一些金属、半导体等材料与温度相关的特性制成的。

常用的温度传感器的类型、测温范围和特点各不相同，本实验将通过测量几种常用的温度传感器的特征物理量随温度的变化，来了解这些温度传感器的工作原理。

1．热敏电阻温度特性原理：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：/1B TAe ρ= （1）式中1A 和B 是与材料物理性质有关的常数，T 为绝对温度。

对于截面均匀的热敏电阻，其阻值T R 可用下式表示：T lR Sρ= （2）式中T R 的单位为Ω，ρ的单位为cm Ω，l 为两电极间的距离，单位为cm ，S 为电阻的横截面积，单位为2cm 。

将（1）式代入（2）式，令1l A A S=，于是可得：/B TT R Ae = （3）对一定的电阻而言，A 和B 均为常数。

对（3）式两边取对数，则有：1l n l n T R B A T=+ （4）T R ln 与T1成线性关系，在实验中测得各个温度T 的T R 值后，即可通过作图求出B 和A 值，代入（3）式，即可得到T R 的表达式。

式中T R 为在温度)K (T 时的电阻值)(Ω，A 为在某温度时的电阻值)(Ω，B 为常数)K (，其值与半导体材料的成分和制造方法有关。

NTC热敏电阻及温度传感器的用途及应用设计

NTC热敏电阻及温度传感器的用途及应用设计NTC热敏电阻（Negative Temperature Coefficient Thermistor）是一种温度敏感性较强的电阻器件，其电阻值随温度的变化而产生变化。

温度传感器则是利用NTC热敏电阻的温度特性进行温度测量和控制的装置。

NTC热敏电阻及温度传感器在各个领域都有着广泛的应用，下面将介绍其主要的用途和应用设计。

首先，NTC热敏电阻及温度传感器在工业领域中的应用非常广泛。

例如，它可以用于电机的温度保护，通过监测电机的温度来避免电机因过热而损坏。

此外，它还可用于机器设备的温度监控和控制，以确保设备的正常运行和安全性。

在加热系统中，NTC热敏电阻及温度传感器常用于加热器的温度控制，可以通过控制加热器的电源来实现温度的精确调节。

此外，它还可应用于冷却系统中，用于检测冷却介质的温度，以保证冷却系统的效果。

其次，在电子产品中，NTC热敏电阻及温度传感器也有着广泛的应用。

比如，在计算机硬件中，它可以用于CPU和显卡的温度监测和控制，以避免硬件过热导致性能下降或损坏。

此外，它还可以应用于电源模块的温度控制，以确保电源模块的稳定工作和延长寿命。

在家电产品中，NTC热敏电阻及温度传感器可以用于电热水器、空调、洗衣机等的温度控制，实现设备的智能化控制和高效运行。

此外，NTC热敏电阻及温度传感器还可以应用于医疗领域。

例如，在医疗仪器中，它可以用于体温测量，通过测量人体的温度来判断健康状况，并用于感应人体温暖和冷却的治疗设备中。

此外，它还可以应用于药品的储存和运输过程中，通过监测药品的温度来确保药品的质量和有效性。

在设计NTC热敏电阻及温度传感器应用时，需要考虑到以下几个方面。

首先，需要选择适合的NTC热敏电阻，包括电阻值、温度系数、响应时间等参数的选择。

其次，需要设计合适的接口电路，以确保NTC热敏电阻输出的信号能够被准确地读取和处理。

此外，还需要考虑到温度的精度要求、环境条件以及安全性等因素，以设计出可靠且适用的温度传感器系统。

热敏电阻温度传感器工作原理

热敏电阻温度传感器工作原理
热敏电阻温度传感器是一种利用热敏电阻材料的电阻随温度变化的特性来测量温度的装置。

其工作原理如下：
热敏电阻材料是一种电阻值随温度变化的半导体材料，其电阻值随温度的升高而降低，反之亦然。

这是因为在材料内部，随着温度的升高，电子和空穴的浓度也随之升高，导致电流通过材料时的阻力降低。

因此，热敏电阻的电阻值可以通过测量电流经过它时的电压得到。

根据欧姆定律，电阻值可以通过测量电流和电压之间的关系得到。

因此热敏电阻温度传感器会将电流通过热敏电阻，然后测量电阻两端的电压，再根据欧姆定律计算出电阻值。

为了准确测量温度，通常会使用一个补偿电路来消除电线电阻的影响，这样可以提高测量的精度。

补偿电路通常会根据热敏电阻温度特性的知识，调节所加的电压或电流来抵消电线电阻对温度测量的影响。

总之，热敏电阻温度传感器通过测量热敏电阻材料电阻值随温度变化的特性，来间接地测量温度。

模拟温度传感器原理及应用

模拟温度传感器原理及应用温度传感器是一种用于测量温度的装置，能够将温度转换为电信号，从而实现温度的监测和控制。

它在各个领域都有广泛的应用，包括工业自动化、环境监测、医疗设备等。

温度传感器的工作原理主要基于热敏效应，即物质在温度变化时的电阻变化。

常见的温度传感器有热敏电阻、热电偶、热敏电容、红外线传感器等。

其中，热敏电阻温度传感器是最常见的一种。

它采用了热敏材料，例如铂、镍、铜等，作为电阻元件，当环境温度发生变化时，电阻值也会发生相应的变化。

根据这种变化，可以通过测量电阻值的方法来确定温度。

热敏电阻温度传感器具有灵敏度高、响应速度快的优点，但需要通过外部电路转换为电信号。

热电偶温度传感器是另一种常见的温度传感器，它由两种不同金属材料组成的热电偶线，通过两个材料的热电效应来测量温度。

当两个金属材料的连接处受到热量作用时，会产生热电势，通过测量这个热电势的大小可以确定温度。

热电偶温度传感器具有稳定性好、抗干扰能力强等优点，广泛应用于高温和特殊环境条件下的温度测量。

热敏电容温度传感器利用了材料的热敏性质，当温度发生变化时，电容值也会发生变化。

通过测量电容值的变化，来获取温度的信息。

热敏电容温度传感器具有体积小、灵敏度高的特点，在微小温度变化的测量中有很好的应用前景。

红外线温度传感器则是利用物体辐射的红外能量与温度之间的关系来测量温度。

它通过接收物体所辐射的红外能量，计算出物体表面的温度。

红外线温度传感器通常应用于对远程物体的温度测量，例如炉温、地表温度等。

温度传感器在各个行业有着广泛的应用。

在工业自动化领域，温度传感器可以用于监测和控制加热、冷却过程中的温度变化，保证设备的正常运行。

在环境监测中，温度传感器可以用于测量室内外温度、水体温度等，为气象、农业、水利等领域提供重要的数据支持。

在医疗设备中，温度传感器被广泛应用于体温计、体外循环等医疗设备中，用于监测患者的体温变化，保障医疗安全。

总之，温度传感器通过将温度转换为电信号，实现了温度的测量与控制，广泛应用于工业、环境、医疗等领域。

《传感器与检测技术》温度测量和热敏电阻演示实验报告

《传感器与检测技术》温度测量和热敏电阻演示实验报告课程名称：传感器与检测技术实验类型：验证型实验项目名称：温度测量一、实验目的：了解 PN 结温度传感器的特性及工作情况。

二、基本原理：晶体二极管或三极管的 PN 结电压是随温度变化的。

例如硅管的 PN 结的结电压在温度每升高1ºC 时，下降约 2.1mV，利用这种特性可做成各种各样的 PN 结温度传感器。

它具有线性好、时间常数小（0.2~2 秒），灵敏度高等优点，测温范围为-50ºC~+150ºC。

其不足之处是离散性大，互换性较差。

三、需用器件与单元：主、副电源、可调直流稳压电源、+15V 不可调直流稳压电源、差动放大器、电压放大器、电压/频率表、加热器、电桥、液晶温度表、PN 结传感器。

四、实验步骤：1、了解 PN 结、加热器、电桥在实验仪所在的位置及它们的符号。

观察 PN 结传感器结构，用数字万用表“二极管”档，测量 PN 结正反向的结电压，得出其结果。

2、开启主、副电源，将差放输出短接接地调零，关闭主、副电源。

3、可调直流稳压电源调到±4V 档，将 V+插口用所配的专用 51K 电阻线与 PN 结传感器的正向端相连，并根据图 8-1 接好放大电路，差放增益最小（逆时针到底，1 倍），电压/频率表量程置 2V 档，将电压放大器幅度调到 4.5 倍，打开液晶温度计开关。

4、检测无误后开启主、副电源，调节 W1 电位器，使电压/频率表显示为零，同时记下此时液晶温度表显示的室温值 t。

5、将+15V 接入加热器上端，下端接地，打开加热器开关，观察电压/频率表读数的变化。

因为 PN 结温度传感器的温度变化灵敏度约为-2.1Mv/ºC，随着温度的升高，其 PN 结电压将下降ΔV，该ΔV 电压经差动放大器隔离传递（增益为 1），至电压放大器放大 4.5 倍，此时的系统灵敏度S≈10mV/ºC。

待电压表读数稳定后，即可利用这一结果，将电压值转换成温度值，从而演示出加热器在 PN 结温度传感器处产生的温度值（Δt）。

利用温度传感器设计温度测量实验方案

温度变化。
热电偶
基于热电效应原理，将温度差转换为电势差。可测量较宽的温度范围，具有稳定性好、抗干扰能力强等特点，常用于高温测量。
集成温度传感器
将温度敏感元件、信号放大电路和接口电路等集成在一个芯片上，具有体积小、线性度好、使用
方便等优点。
辅助设备与器材
数据采集卡
用于将温度传感器输出的模拟信号转换为数字信号，并传输给计算机
它们的工作原理都是基于物质的物理性质与温度之间的关系，如热电偶的温差电势、热电阻的阻值随温度变化等。
常见的温度传感器有热电偶、热电阻、集成温度传感器等。
02
实验器材与准备
温度传感器选择及特性
热敏电阻
利用材料电阻随温度变化的特性，将温度转换为电信号。具有灵敏度高、响应速度快、体积小等优点，适用于测量较小范围内的
了解温度传感器的工作原理和使用方法。
温度测量原理
温度是表示物体冷热程度的物理量，是物体内分子热运动平均动能的标志。
温度测量通常利用物质的某些物理性质（如热胀冷缩、电阻变化等）与温度之间的对应关系，将这些物理量的变化转换为温度的变化。
温度传感器工作原理
温度传感器是一种将温度变量转换为可传送的标准化输出信号的仪表。
利用温度传感器设计温度
测量实验方案
汇报人：XX
2024-01-11
• 实验目的与原理 • 实验器材与准备 • 实验步骤与方法 • 数据处理与误差分析 • 实验结果展示与应用 • 实验注意事项与改进方向
01
实验目的与原理
实验目的
学习和掌握温度测量的基本原理和方法。
通过实验，掌握利用温度传感器进行温度测量的技能。
隔热措施

热敏电阻温度传感器工作原理和结构

热敏电阻温度传感器工作原理和结构一、热敏电阻温度传感器的工作原理热敏电阻是一种把温度变化转换为电阻变化的传感器，它利用热敏元件的电阻随温度变化的特性，将温度变化转换为电压、电阻或电流变化，从而检测温度变化。

热敏电阻使量测温度变化变得容易，它实现了使温度变化能够被检测、控制和调节的技术原理。

热敏电阻的工作原理是：当温度变化时，热敏元件的电阻会发生变化，这是因为热敏元件中某种特定材料，其电阻随温度变化而变化。

温度升高时，元件中的电阻会升高，而温度降低时，元件中的电阻会降低。

因此，我们可以根据温度变化而调节热敏电阻的电阻值，从而实现温度测量和控制。

二、热敏电阻温度传感器的结构热敏电阻一般由一个有机金属或碳纤维制成，其外形形状为环状，也可能是椭圆形，矩形或其他形状。

热敏电阻的内部结构一般由金属芯、护套、接线线头和绝缘层组成。

金属芯一般是由一种特定的金属组成的环，金属芯的电阻值随温度的变化而变化。

护套一般由烙铁锡或其他金属组成，它的作用是保护金属芯并防止热传导。

接线头一般是铜线或金属片，用于连接热敏电阻和其他设备，以便检测和控制温度。

绝缘层一般是使用胶、纸或其他材料制成的塑料袋，用于保护热敏电阻并防止接线头的接触。

热敏电阻与电子设备接口的结构有多种，比如插头、插座、双头接线端子、碳芯等。

插头一般是直接将金属芯和接线头插入陶瓷、塑料或者有机玻璃中，形成一个水密的插头，以便连接热敏电阻和其他设备。

插座也是一种接口结构，它是将金属芯和接线头插入陶瓷、塑料或者有机玻璃中，形成一个水密的插座，以便连接热敏电阻和其他设备。

双头接线端子结构也是相似的，就是将金属芯和接线头两端分别插入陶瓷、塑料或者有机玻璃中，形成一个水密的接线端子，以便连接热敏电阻和其他设备。

热敏电阻传感器温度检测电路设计

热敏电阻传感器温度检测电路设计摘要随着科技的提高，电子电器飞速发展，人民生活水平有了很大提高。

各种高档家电和贵重物品为许多家庭所拥有。

然而一些不法分子也越来越多。

这点就是因为不法分子看到了大部分人防盗意识不够强所造成的结果。

因此越来越多的居民家庭对财产安全问题十分担忧。

报警系统这时为人们解决了大部分问题。

：本文介绍了一种基于热释电效应的被动式红外报警器的设计，并对其工作原理进行了简要说明关键词：A/D转换器, AT89C51, PT100, ADC0809, 4位共阴数码管目录1 绪论 (1)1.1课题描述 (1)1.2基本工作原理及框图 (1)2 相关芯片及硬件 (1)2.1单片机选型 (2)2.1.1 AT89C51的功能特性 (2)2.2温度传感器选择 (3)2.3模数转换器选型 (3)2.4总体方案 (4)3 硬件电路设计 (4)3.1时钟电路 (4)3.2复位电路 (4)3.3A/D转换设计 (5)3.3.1 位逐次逼近式A/D转换器ADC0809 (5)3.3.2 ADC0809应用注意事项 (5)3.3.3 模数转换模块电路 (5)3.4放大电路设计 (6)3.5显示电路设计 (7)3.6报警电路 (8)4 系统软件设计 (9)4.1主程序设计 (9)4.1.1 程序说明 (9)4.1.2 流程图 (9)4.2AD转换设计 (9)4.2.1 标度变换说明 (9)4.3显示子程序的设计 (10)总结 (11)致谢 (18)参考文献 (19)1绪论1.1课题描述随着科技的提高，电子电器飞速发展，人民生活水平有了很大提高。

各种高档家电和贵重物品为许多家庭所拥有。

然而一些不法分子也越来越多。

这点就是因为不法分子看到了大部分人防盗意识不够强所造成的结果。

因此越来越多的居民家庭对财产安全问题十分担忧。

报警系统这时为人们解决了大部分问题。

但是市场上的报警系统大部分是适用于一些大公司的重要机构。

其价格昂贵，使普通家庭难以承受。

温度传感器的工作原理

温度传感器的工作原理温度传感器是一种能够测量环境温度的设备，它在许多领域都有着广泛的应用，比如工业控制、医疗设备、汽车和家用电器等。

温度传感器的工作原理是基于物质的热传导特性和物理性质的变化，通过测量物体的温度来实现温度的检测和监控。

本文将详细介绍温度传感器的工作原理及其应用。

1. 热敏电阻温度传感器。

热敏电阻温度传感器是一种常见的温度传感器，它的工作原理是基于热敏电阻的电阻值随温度的变化而变化。

热敏电阻的电阻值随温度的升高而下降，反之亦然。

这种特性使得热敏电阻可以用来测量温度。

当热敏电阻暴露在环境中，温度的变化会导致电阻值的变化，通过测量电阻值的变化就可以得到环境的温度。

2. 热电偶温度传感器。

热电偶温度传感器是利用两种不同金属的导体形成的闭合回路，当两种金属的焊点处于不同温度时，就会产生热电势差。

根据热电势差的大小可以推算出温度的变化。

热电偶温度传感器的优点是响应速度快、测量范围广，适用于高温和低温环境。

3. 热电阻温度传感器。

热电阻温度传感器是利用金属或合金的电阻随温度的变化而变化的原理来测量温度的。

常用的热电阻材料有铂、镍、铜等。

热电阻温度传感器的优点是精度高、稳定性好，适用于精密测量。

4. 红外线温度传感器。

红外线温度传感器是利用物体辐射的红外线能量与物体表面温度成正比的原理来测量温度的。

它通过测量物体表面的红外辐射能量来计算物体的温度。

红外线温度传感器的优点是无接触测量、测量速度快，适用于远距离和高温环境。

总之，温度传感器的工作原理是基于物质的热传导特性和物理性质的变化，通过测量物体的温度来实现温度的检测和监控。

不同类型的温度传感器有着不同的工作原理和适用范围，选择合适的温度传感器可以更准确地测量和监控温度，满足不同领域的需求。

热敏电阻温度传感器测温实验

实验二十二热敏电阻温度传感器测温实验一、实验目的：掌握热敏电阻的工作原理及其测温特性。

二、实验原理：用半导体材料制成的热敏电阻具有灵敏度高，可以应用于各领域的优点，热电偶一般测高温时线性较好，热敏电阻则用于200℃以下温度较为方便，本实验中所用热敏电阻为负温度系数。

温度变化时热敏电阻阻值的变化导致运放组成的压/阻变换电路的输出电压发生相应变化。

三、实验所需部件：热敏电阻、温度变换器、电压表、温度计（可用仪器中的P－N结温度传感器或热电偶作测温参考）。

四、实验步骤：1．观察装于悬臂梁上封套内的热敏电阻，将热敏电阻接入温度变换器Rt端口，调节“增益”旋钮，使加热前电压输出Vo端电压值尽可能大但不饱和。

由数字温度计读出环境温度并记录。

将热电偶两端子极性正确地插入数字温度计插孔内。

2. 打开加热器，观察数字温度计的读数变化。

经过足够上的时间后，数字温度计的读数不再升高（或者，电压表示数不再变化），达到一个稳定值，说明此时加热器的加热功率与热量耗散功率达到平衡，从而温度不再变化。

关闭加热器。

3. 观察数字温度计的读数变化，每降温1℃记录一个电压表的输出电压值，并填入以下数据表中。

根据表中数据作出V－T曲线，求出灵敏度S。

S＝△V／△T4.再次打开加热器，重复步骤3.5.观察数字温度计的读数变化，每降温1℃，用万用表测出热敏电阻的电阻值，并填入以下数据表中。

6．负温度系数热敏电阻的电阻温度特性可表示为：Rt ＝Rto exp Bn (1/T –1/To)式中Rt、Rto分别为温度T、To时的阻值，Bn为电阻常数，它与材料激活能有关，一般情况下，Bn=2000~6000K，在高温时使用，Bn值将增大。

由以上实验结果，求出电阻常数Bn的值。

温度传感器原理及测量电路

温度传感器原理及测量电路一、温度传感器的原理1.热电偶热电偶是由两种不同金属组成的线材，当两个金属接触形成电偶时，当电偶的两端温度不同，就会产生一个电动势。

根据热电效应的特性，可以通过测量电动势来确定温度。

2.热电阻热电阻是一种电阻，其电阻值随温度的变化而变化。

常见的热电阻材料包括铂、镍、铜等。

在热电阻元件的两端加入一个电流源，并测量电压或电流值，就可以通过温度系数得到温度值。

3.半导体传感器半导体传感器是基于半导体材料的电阻变化规律来测量温度。

温度的变化会影响半导体材料中的载流子浓度和迁移率，从而改变电阻值。

常见的半导体传感器有热敏电阻、温度传感二极管等。

二、温度传感器的测量电路1.信号采集电路信号采集电路一般用来将温度传感器输出的微弱电信号放大到能被后续电路处理的范围内。

可以使用差动放大电路或运算放大器来实现信号采集。

2.放大增益电路放大增益电路被用来增加温度传感器的信号幅值，从而提高测量的灵敏度。

放大增益电路一般包括放大器、运算放大器等。

3.滤波电路滤波电路用来去除温度传感器输出信号中的噪音和干扰，保证测量结果的准确性和稳定性。

常见的滤波电路有低通滤波、带通滤波和数字滤波等。

4.转换输出电路转换输出电路用来将经过采集、放大和滤波后的信号转换成对应的温度值或电压值。

可以使用计算机处理、模拟电路或数字电路等方法进行。

总结：温度传感器通过不同材料的温度敏感性原理，将温度转换为电信号。

通过信号采集、放大增益、滤波和转换输出等电路，可以得到准确的温度测量结果。

在实际应用中，需要根据具体需求选择合适的传感器和测量电路，以满足精度、稳定性和成本效益的要求。

实验九温度传感器的温度特性测量和研究

实验九温度传感器的温度特性测量和研究一、实验目的：1. 掌握分别使用NTC热敏电阻和热电偶传感器测量温度的方法。

二、实验原理：1. NTC热敏电阻测温原理：NTC热敏电阻是一种非常常见的热敏元件，其具有在不同温度下的不同电阻值，可以通过不同的电阻值来读取温度。

NTC热敏电阻的电阻值随着温度的升高而降低，这与其内部的材料本身的性质有关。

NTC热敏电阻的温度特性可以通过将其电阻值与温度之间的关系绘制成曲线来表示。

热电偶传感器是一种通过测量被测物体与参照物体之间的温差来计算温度的传感器。

热电偶传感器由两个不同材料的金属导线构成，通过将它们连接在一起形成一个“热电偶节”并将其置于被测物体和参照物体之间，当两个材料之间存在温差时，将会产生一个电动势，并通过连接的电路来测量这个电动势来推导出温度。

热电偶传感器的温度特性一般可以通过将其测量值与温度之间的关系绘制成曲线来表示。

三、实验步骤：将NTC热敏电阻安装在一个温度可调的热敏电阻实验装置上。

读取不同温度下的电阻值（在采集设备上读取即可），并将数据记录下来。

然后将读出的电阻-温度数据用Excel 制作成电阻-温度曲线。

2. 使用热电偶传感器测量温度：将实验中得到的电阻-温度数据画出曲线，如图所示：经过求导计算，NTC热敏电阻的B值为3475K。

据此可以得到如下公式：NTC R = R0 * exp(B*(1/T - 1/T0))其中，NTC R是NTC热敏电阻的电阻值，T是温度，T0是参考温度，R0是NTC热敏电阻在T0下的电阻值。

采用最小二乘法，对这个曲线进行拟合，得到拟合函数：T = a*E + b其中，T是热电偶传感器的温度，E是电动势值，a和b是拟合系数。

五、结论通过本次实验，我们学习了如何使用NTC热敏电阻和热电偶传感器测量温度。

我们还研究了它们的温度特性，并绘制了它们的特性曲线。

最后我们得出了使用NTC热敏电阻和热电偶传感器来测量温度的关系式，这将有助于我们在实际应用中使用这些传感器来测量温度。