电子温度计的设计与实现

电子温度计的设计与实现

班级：学号：姓名：联系方式：

实验时间：年月日

摘要：传感器在现实生活中的应用越来越广泛，常用的有力敏传感器、气敏传感器、温度传感器等。用非平衡电桥和铂电阻传感器构成测温电路，并用电表显示读数，从而实现对温度的测量。

关键词：电子温度计、热电阻效应、非平衡电桥、铂电阻、设计性实验。

引言：利用传感器和电阻的配合，可将温度这一热学量转化为电学量，这样在实践应用中便于自控和遥测，为工业自动化创造了有利条件。

一、设计任务

1、利用实验室提供的仪器和用具，测量铂电阻温度特性；

2、在实验室提供的仪器中选择合适的仪器，设计一个以铂电阻作为传感器

的电子温度计，其测温范围为20-70℃，要求非平衡电桥桥端电压为毫伏级，电流为微安级；

3、对温度计进行标定；

4、用标定后的温度计测量室温、人体掌心的温度，并于标准温度计所测结

果进行比较。

二、实验仪器

直流稳压电源（1个），铂电阻传感器（1个），直流电桥（1个），数字万用电表（1个），毫安表（1个），伏特表（1个)，水银温度计（1个），标准电阻箱（3个），若干导线，开关（1个）。

三、实验原理：

用非平衡电桥测量铂电阻的温度系数，平衡电桥准确测量电阻。如果将平衡电桥电路中的待测电阻换成一个电阻型传感器。先调节电桥平衡，当外界条件改变时，传感器阻值会发生相应变化，使电桥失去平衡，桥路两端的电压随之而变。由于桥路的非平衡电压能反映出桥臂电阻的微小变化，因此可以通过测量非平衡电压检测外界物理量的变化。使用非平衡电桥测量铂电阻温度系数的电路如图1所示R1.R2为固定电阻，组成比例电阻；Rp为可调电阻，用作平衡电阻；Rt为铂电阻；Uout为非平衡电桥的输出电压。

图一

图二

四、实验步骤

1、按图1链接电路，取R1=R2=9000Ω，Ro=100Ω，电源电压U=2.9V。

2、改变温度（不断加温），记录数字温度计的度数，用数字式万用电表测量，确定铂电阻的阻值与温度在20~90℃时之间的关系，共测量8个点，温度分布尽量均匀。用万能电表的读数作为温度显示。

3、将图2中的固定电阻换成可调电阻，用非平衡电桥法可以测量铂电阻的组织大小随温度的变化。当Rx在某一温度下，将电桥调平衡后，改变Rx所处的温度，从而电桥失去平衡，这时检流计的示数将是Rx的函数。从而可以设计出温度计

五、数据处理和分析

室温20 30 40 50 60 70 80 90 升温Uout

降温Uout

六、实验误差分析

1、系统误差

2、偶然误差

七、结束语

八、参考文献

[1]书籍：赵丽华等.大学物理实验.中国农业出版社.2013

[2]网页：/view/f40030d4195f31269a5/a.html