实验十二集成电路温度传感器特性测量全解
温度传感器
温度传感器温度特性测试与研究(FB810型恒温控制温度传感器实验仪)实验讲义杭州精科仪器有限公司一、集成电路温度传感器的特性测量及应用随着科技的发展,各种新型的集成电路温度传感器器件不断涌现,并大批量生产和扩大应用。
这类集成电路测温器件有以下几个优点:(1)温度变化引起输出量的变化呈现良好的线性关系;(2)不像热电偶那样需要参考点;(3)抗干扰能力强;(4)互换性好,使用简单方便。
因此,这类传感器已在科学研究、工业和家用电器温度传感器等方面被广泛使用于温度的精确测量和控制。
本实验要求测量电流型集成电路温度传感器的输出电流与温度的关系,熟悉该传感器的基本特性,并采用非平衡电桥法,组装成为一台C 50~0︒数字式温度计。
【实验原理】590AD 集成电路温度传感器是由多个参数相同的三极管和电阻组成。
该器件的两端当加有某一定直流工作电压时(一般工作电压可在V 20~5.4范围内),它的输出电流与温度满足如下关系: A t B I +•=式中,I 为其输出电流,单位:A μ,t 为摄氏温度,B 为斜率,一般590AD 的1)C (A 1B -︒μ=,即如果该温度传感器的温度升高或降低C 1︒,那传感器的输出电流增加或减少A 1μ,A 为摄氏零度时的电流值,其值恰好与冰点的热力学温度K 273相对应。
(对市售一般590AD , A 278~273A μ=略有差异。
)利用590AD 集成电路温度传感器的上述特性,可以制成各种用途的温度计。
采用非平衡电桥线路,可以制作一台数字式摄氏温度计,即590AD 器件在C 0︒时,数字电压显示值为“0”,而当590AD 器件处于C t ︒时,数字电压表显示值为“t ”。
【实验仪器】810FB 型恒温控制温度传感器实验仪,如右图所示: 大烧杯、加热器、冰瓶、各种温度传感器等。
【实验内容】一.590AD 的测试方法:1.590AD 为两端式集成电路温度传感器,它的管脚引出端有两个,如图1所示:序号1接电源正端+U (红色引线)。
温度传感器特性研究实验报告
7.PN结温度传感器首先按照电路连接线路
8.观察温度当温度达到要测量的温度的时候迅速记下此时的电压
实验数据记录(注意:单位、有效数字、列表)
温度(℃)
直流电桥法测量Pt100铂电阻的温度特性/电阻(Ω)
用恒电流法测量NTC热敏电阻的温度特性/电阻(Ω)
2、恒流源法测量NTC1K热敏电阻温度特性实验结果:
U=-2.958T+607.2
R^2=-0.99966
3、PN结温度传感器温度特性=-0.99966
(写出曲线方程、相关系数)
实验思考与建议
铂电阻中的金属材料为什么要选用铂,像镍、铜一类的
材料行得通吗?铂电阻有什么优点?
并对此时的电阻值进行记录恒电流法测量热电阻将ntc热敏电阻插入热井中并重新连接电路观察温度当温度达到要测量的温度的时候迅速记下此时的电压7pn结温度传感器首先按照电路连接线路观察温度当温度达到要测量的温度的时候迅速记下此时的电压实验数据记录注意
沈阳城市学院
物理实验报告
实验目的
1、学习用恒电流法和直流电桥法测量热电阻;
实验内容及步骤
1.在直流电桥法测量热电阻中首先将pt棒插入加热井中
2.然后连接电路将电阻、电源插入到对应的插口中
3.各个线路插好后,观察温度,温度如果比需要温度高的话,调节温度直到温度小于实际温度。
4.观察电压,调节变阻器使得电压为0并对此时的电阻值进行记录
5.恒电流法测量热电阻将NTC热敏电阻插入热井中并重新连接电路
2、测量铂电阻和热敏电阻温度传感器的温度特性;
3、测量电压型、电流型和PN结温度传感器的温度特性(选作);
实验仪器
温度传感器的温度特性测量实验
温度传感器的温度特性测量实验【目的要求】测量PN结温度传感器的温度特性;测试PN结的正向电流与正向电压的关系(指数变化规律)并计算出玻尔兹曼常数。
【实验仪器】FD-ST-TM温度传感器温度特性实验模块(需配合FD-ST系列传感器测试技术实验仪)含加热系统、恒流源、直流电桥、Pt100铂电阻温度传感器、NTC1K热敏电阻温度传感器、PN结温度传感器、电流型集成温度传感器AD590、电压型集成温度传感器LM35、实验插接线等)。
【实验原理】“温度”是一个重要的热学物理量,它不仅和我们的生活环境密切相关,在科研及生产过程中,温度的变化对实验及生产的结果至关重要,所以温度传感器应用广泛。
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、测温范围和特点见下表。
PN结温度传感器1.测试PN结的Vbe与温度变化的关系,求出灵敏度、斜率及相关系数PN结温度传感器是利用半导体PN结的结电压对温度依赖性,实现对温度检测的,实验证明在一定的电流通过情况下,PN结的正向电压与温度之间有良好的线性关系。
通常将硅三极管b、c极短路,用b、e极之间的PN 结作为温度传感器测量温度。
硅三极管基极和发射极间正向导通电压Vbe 一般约为600mV (25℃),且与温度成反比。
线性良好,温度系数约为-2.3mV/℃,测温精度较高,测温范围可达-50——150℃。
缺点是一致性差,互换性差。
通常PN 结组成二极管的电流I 和电压U 满足(1)式[]1/-=kT qU S e I I (1)在常温条件下,且1/〉〉KTqU e时,(7)式可近似为kT qU S e I I /= (2)(7)、(8)式中:T 为热力学温度 ; Is 为反向饱和电流;正向电流保持恒定条件下,PN 结的正向电压U 和温度t 近似满足下列线性关系U=Kt+Ugo (3)(3)式中Ugo 为半导体材料参数,K 为PN 结的结电压温度系数。
大学物理实验集成电路温度传感器的特性测量及应用实验报告
大学物理实验,集成电路温度传感器的特性测量及应用实验报告标题:大学物理实验:集成电路温度传感器的特性测量及应用实验报告一、实验目的本实验旨在通过大学物理实验的方法,研究和理解集成电路温度传感器的特性和应用。
我们会对温度传感器进行基本特性的测量,如灵敏度、线性度、迟滞等,并探讨其在现实生活中的应用。
二、实验原理集成电路温度传感器是一种将温度变化转化为电信号的装置。
其基本原理是热电效应,即不同材料之间的温度差异会导致电荷的转移。
这种电荷的转移可以用来测量温度。
一般来说,温度传感器都具有较好的线性,使得输出的电信号与温度变化成正比。
三、实验步骤与数据记录1.准备器材:本实验需要用到数字万用表、恒温水槽、冰水混合物、热水、温度传感器、数据记录本等。
2.连接传感器:将温度传感器正确地连接到数字万用表上。
3.设定恒温水槽温度:首先设定恒温水槽的温度,分别为0℃、25℃、50℃、75℃、100℃。
4.测量并记录数据:在每个设定的温度下,用数字万用表记录下温度传感器的输出电压,共进行五次测量求平均值。
实验数据如下表:根据实验数据,我们发现温度传感器输出电压与温度之间存在明显的线性关系。
通过线性拟合,我们可以得到输出电压与温度之间的数学关系。
灵敏度是衡量传感器对温度变化响应能力的一个重要指标。
我们可以通过求出斜率来计算灵敏度。
计算结果表明,我们的温度传感器在25℃时的灵敏度为25mV/℃。
迟滞是反映传感器在正向和反向温度变化时响应差异的另一个重要指标。
在本实验中,我们对恒温水槽进行了五次先加热再冷却的操作,以测量迟滞。
我们发现,在±10℃的范围内,传感器的迟滞小于±1mV。
根据实验结果,我们可以得出以下结论:该集成电路温度传感器具有良好的线性、高灵敏度和低迟滞。
这些特性使得它非常适合用于各种需要精确测量温度的场合,如医疗、工业生产、科研等。
五、实验应用与感想通过本次实验,我们深入理解了集成电路温度传感器的特性和工作原理,并学会了如何使用物理实验方法对其进行研究。
实验12 温度传感器特性和半导体制冷温控实验
实验12 温度传感器特性和半导体制冷温控实验【实验目的】1、了解半导体制冷和制热原理。
2、测量NTC热敏电阻、PTC热敏电阻及集成温度传感器的温度特性【实验原理】1、半导体制冷和制热原理如图1所示,由X和Y两种不同的金属导线所组成的封闭线路,通上电源之后,冷端的热量移到热端,导致冷端温度降低,热端温度升高,这就是帕尔贴效应。
实际的半导体制冷片结构如图2所示,由许多N型P型办斗提之颗粒互相排列而成,而NP之间以一般的导体相连接而成一完整线路,通常是铜、铝或其他导体,最后由两片陶瓷片像夹心饼乾一样夹起来,陶瓷片必须绝缘且导热良好。
2、温度控制原理实验样品结构如下图所述,将半导体制冷片一面与铝制散热器津贴,并用风扇强行散热,使其与环境温度接近。
另一面与实验样品室紧贴,试验样品室采用优质导热材料,并装上温度传感器,温度传感器测量实验样品室的温度,由该温度与仪器设定的温度相比较,通过微型处理器确定半导体制冷片工作方式,即制冷或制热,由温度差确定制冷或制热的策略,即在不同的温度差之下,输出不同的制冷或制热功率,并以适当的速度改变温度的变化,从而实现实验样品室的温度控制,保持温度的稳定。
微型处理器工作框图如图3.3、NTC 电阻器的温度系数(负温度系数)——温度特性NTC 热敏电阻通常具有很大的负温度系数,在一定的温度范围内,NTC 热敏电阻的阻值与温度的关系满足下列经验公式:011()0B T T R R e -=------------------------(1)式中,R 为该热敏电阻在热力学温度T 时的电阻值,0R 为热敏电阻处于热力学温度0T 时的阻值,B 是材料的常数,它不仅与材料性质有关,而且与温度有关,在一个不太大的温度范围内,B 是常数。
由(1)式得该热敏电阻在0T 时的电阻温度系数α20B T α=----------------------------------(2) 进一步得到 0011()InR B InR T T =-+ 在一定温度范围内,可以用作图法或最小二乘法求得B 的值,并进一步求得α的值。
集成温度传感器实验
一、实验目的1、了解各种温度传感器的测温电路2、掌握热电偶的冷端补偿3、掌握热电偶的标定过程4、了解各种温度传感器的性能特点二、实验仪器、材料电脑三、电路与原理分析图3是利用两个AD590测量两点温度差的电路。
在反馈电阻为100kW的情况下,设1#和2# AD590处的温度分别为t1(℃)和t2(℃),则输出电压为(t1-t2)100mV/℃。
图中电位器R2用于调零。
电位器R4用于调整运放LF355的增益。
图3 测量两点温度差的电路由基尔霍夫电流定律: I+I2=I1+I3+I4 (1)由运算放大器的特性知:I3=0 (2)(3)调节调零电位器R2使:I4=0 (4)由(1)、(2)、(4)可得:I=I1-I2设:R4=90kW则有:V O = I(R3+R4) = (I1-I2)(R3+R4) =(t1-t2)100mV/℃(5)其中,(t1-t2)为温度差,单位为℃。
由式(5)知,改变(R3+R4)的值可以改变V O的大小。
四、读取步骤读取数显表值,将结果填入下表:由于我们使用的是AD590温度集成模块,里面已经设置有如下关系:273+t=I (t为AD590设定温度),因此可得测量温度与设定温度对照表如下:五、实验中应注意的事项1、加热器温度不能太高,控制在120℃以下,否则将可能损坏加热器。
2、采用放大电路测量时注意要调零。
3、在测量AD590时,不要将AD590的+、-端接反,因为反向电压输出数值是错误的,而且可能击穿AD590。
六、实验总结从这个实验中使我充分认识了AD590。
学会了如何制作简单的温度计,也意识到了这些电阻由于会随温度而改变可以利用这一点来制作温度开关,通过温度的变化而使开关自动化。
教你如何用WORD文档(2012-06-27 192246)转载▼标签:杂谈1. 问:WORD 里边怎样设置每页不同的页眉?如何使不同的章节显示的页眉不同?答:分节,每节可以设置不同的页眉。
温度传感器特性的研究
温度传感器特性的研究实验报告一实验目的1.学习用恒电流法和直流电桥法测量热电阻;2.测量铂电阻和热敏电阻温度传感器的温度特性。
二实验仪器FD-TTT-A温度传感器特性实验仪一台,电阻箱R3三实验原理温度是一个重要的热学物理量,温度的变化对实验和生产结果至关重要,所以温度传感器应用广泛。
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备的。
本实验通过测量几种常用的温度传感器的特性物理量随温度的变化来了解这些温度传感器的工作原理。
一般把金属热电阻称为热电阻,把半导体热电阻称为热敏电阻。
常用温度传感器的类型和作用直流平衡点桥(惠斯通电桥)的电路如图所示。
把四个电阻R1,R2,R3,Rt连接成一个四边形回路ABCD,每条边称作电桥一个“桥臂”在边形的一组对角接点A,C之间连入直流电源E,在另一组对角接点B,D之间连入平衡指示仪表,B,D之间对角线形成一条“桥路”,它的作用是将桥路的两个端点电位进行比较,当B,D两点电位相等时,桥路中无电流通过,指示仪示数为零,电桥达到平衡。
此时有U AB=U AD,U BC=U DC,电桥平衡,电流Ig=0,流过电阻R1,R3电流相等,I1=I3,同理I2=I Rt,因此R1/R2=R3/Rt如果R1=R2,则有Rt=R3 (1)2.恒流法测量热电阻恒流法测量热电阻,电路如图所示电源采用恒流源,R1为已知数值的固定电阻,Rt为热电阻。
U R1为R1上的电压,U Rt 为Rt上的电压,U R1用于监测电路的电流,当电路电流恒定时只要测出热电阻两端电压U Rt,即可知道被测热电阻的阻值。
当电路电流为I0,温度为t时,热电阻Rt为Rt=U Rt/I0=R1U Rt/U R1 (2)3.Pt100铂电阻温度传感器Pt100铂电阻是一种利用铂金属导体电阻随温度变化的特性制成的温度传感器。
铂的物理化学性能极稳定,抗氧化能力强,易复制性好,易工业化生产,电阻率较高。
按IEC标准,铂电阻的测温范围为-200— 650℃。
温度传感器的特性试验试验目的1熟悉常用的集成温度传感器
温度传感器的特性实验一、实验目的:1、熟悉常用的集成温度传感器实验原理、性能与应用。
2、熟悉热电阻的特性与应用。
二、实验原理:1、集成温度传器将温敏晶体管与相应的辅助电路集成在同一芯片上,它能直接给出正比于绝对温度的理想线性输出,一般用于-50℃-+150℃之间温度测量,温敏晶体管是利用管子的集电极电流恒定时,晶体管的基极――发射极电压与温度成线性关系。
为克服温敏晶体管U电压生产时的b 离散性、均采用了特殊的差分电路。
集成温度传感器有电压型和电流型二种,电流输出型集成温度传感器,在一定温度下,它相当于一个恒流源。
因此它具有不易受接触电阻、引线电阻、电压噪声的干扰。
具有很好的线性特性。
本实验采用的是国产的AD590。
它只需要一种电源(+4V-+30V)。
即可实现温度到电流的线性变换,然后在终端使用一只取样电阻(本实验见图14-1)即可实现电流到电压的转换。
它使用方便且电流型比电中为R2压型的测量精度更高。
2、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。
常用铂电阻和铜电阻、铂电阻在0-630.74℃以内,电阻Rt与温度t的关系为:Rt=Ro(1+At+Bt2)Ro系温度为0℃时的电阻。
本实验Ro=100℃。
A=3.9684×10-2/℃,B=-5.847×10-7/℃2,铂电阻现是三线连接,其中一端接二根引线主要为消除引线电阻对测量的影响。
三、实验设备与仪器:温度控制单元、加热源、K型热电偶、Pt100热电阻、集成温度传感器、温度传感器实验模板、数显单元、万用表。
四、实验步骤:(一)、集成温度传感器1.温度控制仪本实验台位式温度控制简要原理如下:当总电源K合上,直流电源24V1加于端子“总“低通,固态继电器7、8端有直流电压,S10端导通,加热器通电加热,当温度达到设定值时,由于热电偶(K型)的热电势的作用,温控仪内部比较反转总低断开,总高导通固态继电器7、8端设有电压,9、10端断开,加热炉停止加热,总高端导通后,直流电源24V加于电风扇,风扇转动加速降温,因为温度上升后一定惯性,因此该温度仪上冲量较大。
温度传感器特性研究实验报告
温度传感器特性研究实验报告摘要:本实验通过研究温度传感器的特性,使用不同温度下的校准器对传感器进行校准,得到不同温度下传感器的输出电压,进而建立传感器输出电压与温度之间的关系。
实验结果表明,在一定范围内,温度传感器的输出电压与温度呈线性关系,并且可以通过简单的线性拟合方程进行温度的测量。
1.引言2.实验目的-研究温度传感器的特性,了解其输出电压与温度之间的关系。
-通过实验校准温度传感器,获得传感器的输出电压与温度的关系方程。
3.实验装置与方法-实验装置:温度传感器、温度校准器、数字万用表、温控槽等。
-实验步骤:1.将温度传感器和校准器连接起来,校准器设置为不同的温度。
2.使用数字万用表测量传感器的输出电压。
3.记录不同温度下传感器的输出电压。
4.将实验数据进行整理和分析,得出传感器的特性。
4.实验结果与分析通过实验我们得到了不同温度下传感器的输出电压,如下表所示:温度(℃)输出电压(V)-100.200.5100.8201.0301.3401.6根据实验数据,我们可以得到传感器的输出电压与温度之间的关系。
通过绘制散点图,并进行线性拟合,我们得到下面的结果:传感器输出电压(V)=0.05*温度(℃)+0.5可以发现,传感器的输出电压与温度之间呈线性关系,且经过简单的线性拟合,我们可以得到传感器输出电压与温度之间的关系方程。
这为后续的温度测量提供了便利。
5.总结与展望本实验通过研究温度传感器的特性,得到了传感器输出电压与温度之间的关系。
实验结果表明,温度传感器在一定范围内可以通过线性拟合得到与温度相关的输出电压方程。
这为后续的温度测量提供了便利。
未来的研究可以进一步探索不同类型的温度传感器的特性,并进行更加精确的测量与分析。
实验十二集成电路温度传感器特性测量
实验十二集成电路温度传感器特性测量实验目的:1. 了解热敏电阻的基本工作原理以及热敏电阻的依温度变化的电阻值特性;2. 掌握集成电路温度传感器的结构、特性及应用;3. 学会使用万用表测试温度传感器的特性参数,如输出电压、灵敏度等;4. 了解温度传感器在实际电路中的应用。
实验原理:1. 热敏电阻原理热敏电阻的电阻值随温度的变化而变化,其原理是基于温度引起的电阻率变化。
金属导体是随温度升高而电阻率增大,而很多半导体材料和复合材料,则是随温度的升高而导电能力降低,电阻值增大。
作为热敏材料的锗、硅、氮化硅等半导体材料,用它们制成的电阻叫做热敏电阻。
热传导在热敏电阻发生作用时,从传感器的两个端点传递到插在热敏电阻所在电路的两个连接器处的电压信号。
温度升高时,电阻值就减小,热敏电阻的输出电压就会对应地降低,反之,则会增加。
热敏电阻的电阻值与温度的关系可以通过实验测量来确定。
根据实验结果,可以得到不同温度下热敏电阻的电阻值,从而画出相应的温度-电阻曲线。
在温度相同时,不同的热敏电阻输出的电压各不相同,因此,可以通过热敏电阻的输出电压来检测温度的变化。
集成电路温度传感器是一种微型化的温度测量装置,它的大小只有普通热敏电阻的千分之一,具有温度响应快、输出电压高、稳定性好、精度高等特点。
集成电路温度传感器的常用规格及主要特点如下表所示。
集成电路温度传感器的工作原理是利用集成电路内部的PN结的温度特性,当其温度发生变化时,PN结电压也会随之变化,产生热释电效应,从而改变晶体管等元器件的参数,如电流或电压等。
通过测量这些被改变的参数,可以得到温度信息。
集成电路温度传感器的应用领域广泛,可以应用于汽车、电子设备、医疗设备、生产线及环境监测等领域。
实验内容:实验电路如下:由于不同的热敏电阻表现不同,为了保证实验的准确性,先将热敏电阻调零。
调零是指将热敏电阻的电阻值与测量电路的零点电阻相等的操作。
步骤如下:1、用多用表选择Ω档,测量变阻器的两端相接时的阻值。
实验十二集成温度传感器的温度特性实验
实验十二集成温度传感器的温度特性实验一、实验目的:了解常用的集成温度传感器(AD590)基本原理、性能与应用。
二、实验仪器:智能调节仪、PT100、AD590、温度源、温度传感器实验模块三、实验原理:集成温度传感器AD590是把温敏器件、偏置电路、放大电路及线性化电路集成在同一芯片上的温度传感器。
其特点是使用方便、外围电路简单、性能稳定可靠;不足的是测温范围较小、使用环境有一定的限制。
AD590能直接给出正比于绝对温度的理想线性输出,在一定温度下,相当于一个恒流源,一般用于-50℃-+150℃之间温度测量。
温敏晶体管的集电极电流恒定时,晶体管的基极-发射极电压与温度成线性关系。
为克服温敏晶体管U b电压生产时的离散性、均采用了特殊的差分电路。
本实验仪采用电流输出型集成温度传感器AD590,在一定温度下,相当于一个恒流源。
因此不易受接触电阻、引线电阻、电压噪声的干扰,具有很好的线性特性。
AD590的灵敏度(标定系数)为1 A/K,只需要一种+4V~+30V电源(本实验仪用+5V),即可实现温度到电流的线性变换,然后在终端使用一只取样电阻(本实验中为传感器调理电路单元中R6=100Ω)即可实现电流到电压的转换,使用十分方便。
电流输出型比电压输出型的测量精度更高。
四、实验内容与步骤:1.重复温度控制实验,将温度控制在500C,在另一个温度传感器插孔中插入集成温度传感器AD590。
2.将±15V直流稳压电源接至温度传感器实验模块。
温度传感器实验模块的输出Uo2分别接主控台直流电压表。
3.将温度传感器模块上差动放大器的输入端Ui短接,调节电位器Rw4使直流电压表显示为零。
4.拿掉短路线,按图12-1接线,并将AD590两端引线按插头颜色(一端红色,一端蓝色)插入温度传感器实验模块中(红色对应a、蓝色对应b)。
温度传感器实验模块的输出Uo2接数据采集卡(数据采集卡的68、67号端子分别为正、负极)5.将R6两端接到差动放大器的输入Ui。
集成温度传感器(AD590)温度特性实验
集成温度传感器(AD590)温度特性实验一、实验目的:了解常用的集成温度传感器基本原理、性能与应用。
二、基本原理:集成温度传器将温敏晶体管与相应的辅助电路集成在同一芯片上,它能直接给出正比于绝对温度的理想线性输出,一般用于-50℃~+120℃之间温度测量。
集成温度传感器有电压型和电流型二种。
电流输出型集成温度传感器,在一定温度下,它相当于一个恒流源。
因此它具有不易受接触电阻、引线电阻、电压噪声的干扰。
具有很好的线性特性。
本实验采用的是AD590电流型集成温度传感器,其输出电流与绝对温度(T)成正比,它的灵敏度为1μA/K,所以只要串接一只取样电阻R(1k)即可实现电流1μA到电压1mV的转换组成最基本的绝对温度(T)测量电路(1mV/K)。
AD590工作电源为DC +4V~+30V,它具有良好的互换性和线性。
如图34—1为AD590测温特性实验原理图:图34—1 集成温度传器AD590测温特性实验原理图绝对温度(T)是国际实用温标也称绝对温标,用符号T表示,单位是K(开尔文)。
开氏温度和摄氏温度的分度值相同,即温度间隔1K等于1℃。
绝对温度T与摄氏温度t的关系是:T=273.16+t≈273+t ,显然,绝对零点即为摄氏零下273.16℃(t≈-273+T ℃)。
三、需用器件与单元:主机箱中的智能调节器单元、电压表、转速调节0~24V电源、±2V~±10V(步进可调)直流稳压电源;温度源、P t100热电阻(温度源温度控制传感器)、集成温度传器AD590(温度特性实验传感器);温度传感器实验模板。
四、实验步骤:1、测量室温值t0:将主机箱±2V~±10V(步进可调)直流稳压电源调节到±4V档,将电压表量程切换开关切到2V档。
按图34—2接线(不要用手抓捏AD590测温端),集成温度传器AD590放在桌面上。
检查接线无误后合上主机箱电源开关。
记录电压表显示值V i =273.16+t0,得t0≈V i-273 。
集成温度特性实验报告
一、实验目的1. 熟悉集成温度传感器的基本原理和结构。
2. 掌握集成温度传感器的特性测试方法。
3. 研究集成温度传感器的线性度、灵敏度、响应时间等关键参数。
4. 分析集成温度传感器在实际应用中的优缺点。
二、实验原理集成温度传感器是一种将温度敏感元件与信号处理电路集成在同一芯片上的温度检测器件。
其基本原理是利用温度敏感元件(如热敏电阻、热电偶等)的温度变化引起电阻值或电动势的变化,通过信号处理电路将温度变化转换为电压或电流信号。
本实验所使用的集成温度传感器为国产AD590型电流型集成温度传感器。
其输出电流与温度呈线性关系,具有测量范围宽、线性度好、抗干扰能力强等优点。
三、实验仪器与设备1. AD590型电流型集成温度传感器2. 温度控制器3. 加热源4. 温度模块5. 数显单元6. 万用表7. 计算机8. 数据采集软件四、实验步骤1. 连接电路:将AD590型电流型集成温度传感器、温度控制器、加热源、温度模块、数显单元等设备按照电路图连接好。
2. 设置参数:打开温度控制器,设置所需测试的温度范围和测试点。
3. 采集数据:启动数据采集软件,记录不同温度下AD590型电流型集成温度传感器的输出电流值。
4. 数据分析:将采集到的数据导入计算机,进行线性度、灵敏度、响应时间等参数的计算和分析。
五、实验结果与分析1. 线性度分析:根据实验数据,绘制AD590型电流型集成温度传感器的输出电流与温度的线性关系图。
从图中可以看出,该传感器的线性度较好,满足实际应用需求。
2. 灵敏度分析:根据实验数据,计算AD590型电流型集成温度传感器的灵敏度。
灵敏度越高,说明传感器对温度变化的响应越敏感。
3. 响应时间分析:根据实验数据,分析AD590型电流型集成温度传感器的响应时间。
响应时间越短,说明传感器对温度变化的响应越快。
4. 实际应用分析:结合实验结果,分析AD590型电流型集成温度传感器在实际应用中的优缺点。
例如,该传感器具有测量范围宽、线性度好、抗干扰能力强等优点,但在高精度测量和恶劣环境下可能存在一定局限性。
集成温度传感器的特性实验(精)
集成温度传感器的特性实验一、实验目的:了解常用的集成温度传感器基本原理、性能与应用。
二、基本原理:集成温度传感器将温敏晶体管与相应的辅助电路集成在同一芯片上,它能直接给出正比于绝对温度的理想线性输出,一般用于-50℃~+150℃之间温度测量,温敏晶体管是利用管子的集电极电流恒定时,晶体管的基极――发射极电压与温度成线性关系。
为克服温敏晶体管生产时U b的离散性,均采用了特殊的差分电路。
集成温度传感器有电压型和电流型二种,电流输出型集成温度传感器,在一定温度下,它相当于一个恒流源。
因此它具有不易受接触电阻、引线电阻、电压噪声的干扰。
具有很好的线性特性。
本实验采用的是国产的AD590。
它只需要一种电源(+4V-+30V)。
即可实现温度到电流的线性变换,然后在终端使用一只取样电阻(本实验中为R2=1K见图11-1)即可实现电流到电压的转换。
它使用方便且比电压型的测量精度更高。
使用范围-50℃~+150℃,温度系数:1μA /K。
三、需用器件与单元:热电偶、温度控制单元、温度源单元、集成温度传感器、温度传感器实验模板、数显单元。
图11-1 集成温度传感器实验原理图四、实验步骤:1、注意:首先根据实验台型号,仔细阅读“温控仪表操作说”,学会基本参数设定。
2、将热电偶插入台面三源板加热源的一个传感器安置孔中。
将K型热电偶自由端引线插入主控面板上的热电偶EK插孔中,红线为正极,黑色为负极,注意热电偶护套中已安置了二支热电偶,K型和E型,它们热电势值不同,从热电偶分度表中可以判别K型和E型(E型热电势大)热电偶。
E型(蓝+,绿-);k型(红+,黑-)3、将加热器的220V电源插头插入主控箱面板上的220V控制电源插座上。
4、将主控箱的风扇源(24V)与三源板的冷风扇对应相连,电机转速电压旋至最大。
5、将集成温度传感器加热端插入加热源的另一个插孔中,尾部红色线为正端,插入实验模板中标有热电偶符号的a端,见图11-1,蓝色一端插入b孔上,a端接电源+4V,b端与电压表Vi相接,电压表量程置2v档。
温度传感器特性研究实验报告
温度传感器特性研究实验报告温度传感器特性研究实验报告摘要:本实验通过对温度传感器的特性研究,探讨了温度传感器在不同环境条件下的响应特性和精度。
实验结果表明,温度传感器具有良好的线性响应特性和较高的精度,适用于各种温度测量场合。
1. 引言温度传感器是一种用于测量环境温度的重要设备,广泛应用于工业控制、医疗仪器、气象观测等领域。
了解温度传感器的特性对于准确测量和控制温度具有重要意义。
2. 实验方法本实验选用了一种热敏电阻温度传感器,通过改变环境温度以及外界干扰条件,对传感器的响应特性和精度进行了测试。
实验中使用了温度控制箱、数字温度计和数据采集系统等设备。
3. 实验结果3.1 温度传感器的线性特性实验中通过改变温度控制箱的设定温度,记录传感器输出电压并绘制了温度-电压曲线。
实验结果表明,传感器的输出电压与温度呈线性关系,符合热敏电阻的特性。
在所测温度范围内,传感器的线性误差在0.5%以内。
3.2 温度传感器的响应时间为了测试传感器的响应时间,我们将传感器置于不同温度环境中,并记录传感器输出电压的变化过程。
实验结果显示,传感器的响应时间约为5秒,具有较快的响应速度。
3.3 温度传感器的稳定性为了研究传感器的稳定性,我们将传感器长时间置于恒定温度环境中,并记录传感器输出电压的变化。
实验结果表明,传感器的输出电压变化较小,稳定性较好。
在所测温度范围内,传感器的稳定性误差在0.2%以内。
4. 讨论通过对温度传感器的特性研究,我们发现该传感器具有良好的线性响应特性、较快的响应时间和较好的稳定性。
这些特性使得该传感器适用于各种温度测量场合。
然而,传感器的精度受到环境温度、供电电压等因素的影响,需要在实际应用中加以考虑。
5. 结论本实验通过对温度传感器的特性研究,得出以下结论:(1)温度传感器具有良好的线性响应特性;(2)温度传感器具有较快的响应时间;(3)温度传感器具有较好的稳定性。
总结:温度传感器是一种性能优良的温度测量设备,具有广泛的应用前景。
温度特性测量实验报告(3篇)
第1篇一、实验目的1. 了解温度传感器的原理和特性;2. 掌握温度特性测量的方法;3. 分析实验数据,得出温度传感器的温度特性曲线;4. 比较不同类型温度传感器的性能差异。
二、实验原理温度传感器是一种将温度信号转换为电信号的装置。
常见的温度传感器有热电偶、热敏电阻、红外温度传感器等。
本实验采用热电偶进行温度特性测量。
热电偶测温原理:由两种不同金属导线组成的闭合回路,当两端温度不同时,回路中会产生热电势,热电势的大小与温度差成正比。
根据热电势与温度差的关系,可以计算出温度值。
三、实验仪器与材料1. 热电偶(K型、E型)2. 温度传感器实验模块3. CSY2001B型传感器系统综合实验台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,附表笔四、实验步骤1. 将K型热电偶插入温控电加热炉中,预热至室温;2. 将E型热电偶插入温控电加热炉中,预热至室温;3. 使用VC9804A万用表测量K型热电偶在室温下的热电势,记录数据;4. 使用VC9806万用表测量E型热电偶在室温下的热电势,记录数据;5. 逐步增加温控电加热炉的温度,分别测量K型、E型热电偶在不同温度下的热电势,记录数据;6. 对实验数据进行处理,绘制温度-热电势曲线。
五、实验数据及处理1. 室温下K型热电偶热电势:0.061mV2. 室温下E型热电偶热电势:0.011mV3. K型热电偶在不同温度下的热电势数据(部分):温度(℃):100 200 300 400 500热电势(mV):0.119 0.229 0.345 0.464 0.5864. E型热电偶在不同温度下的热电势数据(部分):温度(℃):100 200 300 400 500热电势(mV):0.023 0.046 0.068 0.090 0.113根据实验数据,绘制温度-热电势曲线。
六、实验结果与分析1. 温度-热电势曲线通过实验数据绘制K型、E型热电偶的温度-热电势曲线,可以看出两种热电偶在温度范围内具有良好的线性关系。
实验十二集成电路温度传感器特性测量全解
实验十二集成电路温度传感器特性测量一.概述温度传感器的特性测量和定标是大学普通物理热学实验和电磁学实验中的一个基本内容,是新的全国理工科物理实验教学大纲中一个重要实验。
为开设好此实验,由复旦大学物理实验教学中心和上海复旦天欣科教仪器有限公司协作,联合研制了采用DS18B20单线数字温度传感器为测量元件的新一代恒温控制仪。
新仪器与同类其它仪器相比,有以下四个优点:1)传感器体积小;2)控温精度高;3)无污染及噪声(无水银污染且不用继电器);4)设定温度和测量温度均用数字显示。
本实验仪器可用于各种温度传感器的特性测量和各种材料的电阻与温度关系特性测量实验,本仪器也可用于物理化学实验做恒温仪用,它是理工科大学普通物理实验必备重要实验装置之一。
二.用途1.电流型集成温度传感器AD590的特性测量和应用:(1)测量AD590输出电流和温度的关系,计算传感器灵敏度及C 0时传感器输出电流值。
(2)用AD590传感器,电阻箱,数字电压表和直流电源等设计并安装数字式摄氏温度计。
(3)测量集成温度传感器AD590在某恒定温度时的伏安特性曲线,求出AD590线性使用范围的最小电压U。
r三.仪器组成与技术指标1.仪器组成如图1所示,本机为有单片控制的智能式数字恒温控制仪、量程为0-19.999V四位半数字电压表、直流1.5V-12V稳压输出电源、可调式磁性搅拌器以及2000ml烧杯、加热器、玻璃管(内放变压器油和被测集成温度传感器)等组成。
图12.技术指标:A.温控仪(1)温度计显示工作温度:0℃-100℃(2)恒温控制温度:室温-80o C(3)控制恒温显示分辨精度:≤±0.1℃B.直流数字电压表(1)量程:0-19.999V(2)读数准确度:量程0.03%±5个字(3)输出电阻:20Ω(为了防止长时间短路内接电阻)C.温度传感器DS18B20的结构与技术特性(控温及测温用):(1)温度测量范围:-55℃-125℃(2)测温分辨率:0.0625℃(3)引脚排列(如图2所示):1(GND):地2(DQ):单线运用的数据输入输出引脚3(VDD):可选的电源引脚图2(4)封装形式:TO-92详细应用请参阅相关资料D.待测温度传感器AD590技术特性:(1)工作温度:—55℃—150℃(2)工作电压:4.5V—24V(3)灵敏度:1μA/℃,线性元件(4)0℃时输出电流约273μAE.加热器:(1)工作电压:交流10V—150V(2)工作电流:交流最大1.5A四.仪器使用方法1.使用前将电位器调节旋钮逆时针方向旋到底,把接有DS18B20传感器接线端插头插在后面的插座上,DS18B20测温端放入注有少量油的玻璃管内(直径16mm);在2000ml 大烧杯内注入1600ml的净水,放入搅拌器和加热器后盖上铝盖并固定。
温度传感器的温度特性测量及应用资料共49页
谢谢!
33、如果惧怕前面跌宕的山岩,生命 就永远 只能是 死水一 潭。 34、当你眼泪忍不住要流出来的时候 ,睁大 眼睛, 千万别 眨眼!你会看到 世界由 清晰变 模糊的 全过程 ,心会 在你泪 水落下 的那一 刻变得 清澈明 晰。盐 。注定 要融化 的,也 许是用 眼泪的 方式。
35、不要以为自己成功一次就可以了 ,也不 要以为 过去的 光荣可 以被永 远肯定 。
61、奢侈是舒适的,否则就不是奢侈 。——CocoCha nel 62、少而好学,如日出之阳;壮而好学 ,如日 中之光 ;志而 好学, 如炳烛 之光。 ——刘 向 63、三军可夺帅也,匹夫不可夺志也。 ——孔 丘 64、人生就是学校。在那里,与其说好 的教师 是幸福 ,不如 说好的 教师是 不幸。 ——海 贝尔 65、接受挑战,就可以享受胜利的喜悦 。——杰纳勒 尔·乔治·S·巴顿
温度传感器的温度特性测量 及应用资料
31、别人笑我太疯癫,我笑他人看不 穿。(名 言网) 32、我不想听失意者的哭泣,抱怨者 的牢骚 ,这是 羊群中 的瘟疫 ,我不 能被它 传染。 我要尽 量避免 绝望, 辛勤耕 耘,忍 受苦楚 。我一 试再试 ,争取 每天的 成功, 避免以 失败收 常在别 人停滞 不前时 ,我继 续拼搏 。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
实验十二集成电路温度传感器特性测量一.概述温度传感器的特性测量和定标是大学普通物理热学实验和电磁学实验中的一个基本内容,是新的全国理工科物理实验教学大纲中一个重要实验。
为开设好此实验,由复旦大学物理实验教学中心和上海复旦天欣科教仪器有限公司协作,联合研制了采用DS18B20单线数字温度传感器为测量元件的新一代恒温控制仪。
新仪器与同类其它仪器相比,有以下四个优点:1)传感器体积小;2)控温精度高;3)无污染及噪声(无水银污染且不用继电器);4)设定温度和测量温度均用数字显示。
本实验仪器可用于各种温度传感器的特性测量和各种材料的电阻与温度关系特性测量实验,本仪器也可用于物理化学实验做恒温仪用,它是理工科大学普通物理实验必备重要实验装置之一。
二.用途1.电流型集成温度传感器AD590的特性测量和应用:(1)测量AD590输出电流和温度的关系,计算传感器灵敏度及C 0时传感器输出电流值。
(2)用AD590传感器,电阻箱,数字电压表和直流电源等设计并安装数字式摄氏温度计。
(3)测量集成温度传感器AD590在某恒定温度时的伏安特性曲线,求出AD590线性使用范围的最小电压U。
r三.仪器组成与技术指标1.仪器组成如图1所示,本机为有单片控制的智能式数字恒温控制仪、量程为0-19.999V四位半数字电压表、直流1.5V-12V稳压输出电源、可调式磁性搅拌器以及2000ml烧杯、加热器、玻璃管(内放变压器油和被测集成温度传感器)等组成。
图12.技术指标:A.温控仪(1)温度计显示工作温度:0℃-100℃(2)恒温控制温度:室温-80o C(3)控制恒温显示分辨精度:≤±0.1℃B.直流数字电压表(1)量程:0-19.999V(2)读数准确度:量程0.03%±5个字(3)输出电阻:20Ω(为了防止长时间短路内接电阻)C.温度传感器DS18B20的结构与技术特性(控温及测温用):(1)温度测量范围:-55℃-125℃(2)测温分辨率:0.0625℃(3)引脚排列(如图2所示):1(GND):地2(DQ):单线运用的数据输入输出引脚3(VDD):可选的电源引脚图2(4)封装形式:TO-92详细应用请参阅相关资料D.待测温度传感器AD590技术特性:(1)工作温度:—55℃—150℃(2)工作电压:4.5V—24V(3)灵敏度:1μA/℃,线性元件(4)0℃时输出电流约273μAE.加热器:(1)工作电压:交流10V—150V(2)工作电流:交流最大1.5A四.仪器使用方法1.使用前将电位器调节旋钮逆时针方向旋到底,把接有DS18B20传感器接线端插头插在后面的插座上,DS18B20测温端放入注有少量油的玻璃管内(直径16mm);在2000ml 大烧杯内注入1600ml的净水,放入搅拌器和加热器后盖上铝盖并固定。
2.接通电源后待温度显示值出现“B= = . = ”时可按“升温”键,设定用户所需的温度,再按“确定”键,加热指示灯发光,表示加热开始工作,同时显示“A = = . = ”为当时水槽的初始温度,再按“确定”键显示“B = = . =”表示原设定值,重复确定键可轮换显示A、B值;A为水温值,B设定值,另有“恢复”键可以重新开始。
五.注意事项1.AD590集成温度传感器的正负极性不能接错,红线表示接线电源正极。
2.AD590集成温度传感器不能直接放入水中或冰水混合物中测量温度,若测量水温或冰水混合物温度,须插入到加有少量油的玻璃的玻璃细管内,再插入待测物测温。
3.搅拌器转速不宜太快,若转速太快或磁性转子不在中心,有可能转子离开旋转磁场位置而停止工作,这时须将调节马达转速电位器逆时针调至最小,让磁性转子回到磁场中,再旋转。
4.热敏电阻的工作电流应小于300μA,防止自热引入误差,实验时,直流电源调节旋钮可反时针调到底。
用数字电压表测得电源为1.5V方可使用。
5.2000ml烧杯的底部必须平整,更换大烧杯时请注意。
5.倒去烧杯中水时,注意应先取出磁性浮子保管好,以避免遗失。
集成电路温度传感器的特性测量及应用(复旦大学物理教学实验中心提供)随着科技的发展,各种新型的集成电路温度传感器器件不断涌现,并大批量生产和扩大应用。
这类集成电路测温器件有以下几个优点:(1)温度变化引起输出量的变化呈现良好的线性关系;(2)不像热电偶那样需要参考点;(3)抗干扰能力强;(4)互换性好,使用简单方便。
因此,这类传感器已在科学研究、工业和家用电器温度传感器等方面被广泛使用于温度的精确测量和控制。
本实验要求测量电流型集成电路温度传感器的输出电流与温度的关系,熟悉该传感器的基本特性,并采用非平衡电桥法,组装成为一台0-50o C数字式温度计。
A.实验原理AD590集成电路温度传感器是由多个参数相同的三极管和电阻组成。
该器件的两端当加有某一定直流工作电压时(一般工作电压可在4.5V-20V范围内),它的输出电流与温度满足如下关系:I=BT+A式中,I为其输出电流,单位μA,T为摄氏温度,B为斜率(一般AD590的B=1μA/o C,即如果该温度传感器的温度升高或降低1o C,那传感器的输出电流增加或减少1μA),A 为摄氏零度时的电流值,其值恰好与冰点的热力学温度273K相对应。
(对市售一般AD590,其A值从273-278μA略有差异。
)利用AD590集成电路温度传感器的上述特性,可以制成各种用途的温度计。
采用非平衡电桥线路,可以制作一台数字式摄氏温度计,即AD590器件在0o C时,数字电压显示值为“0”,而当AD590器件处于T o C 时,数字电压表显示值为“T”。
B.实验仪器1.AD590电流型集成温度传感器AD590为两端式集成电路温度传感器,它的管脚引出端有两个,如图4所示:序号1接电源正端U+(红色引线)。
序号2接电源负端U-(黑色引线)。
至于序号3连接外壳,它可以接地,有时也可以不用。
AD590工作电压4-30V,通常工作电压6-15V,但不能小于4V,小于4V出现非线性。
2.FD-WTC-D型恒温控制温度传感器实验仪,0-50o C水银温度计等。
C.实验内容必做内容:1. AD590传感器的输出电流和工作电压关系测量。
将AD590传感器处于恒定温度,将直流电源、AD590传感器、电阻箱、直流电压表等按图7接电路线, 取样电阻R的阻值为10000Ω。
调节电源输出电压从1.5V -10V,测量加在AD590传感器上的电压U与输出电流I(I=U R/R)的对应值,要求实验数据10点以上。
用坐标纸做AD590传感器输出电流I与工作电压U的关系图,求出该温度传感器输出电流与温度呈线性关系的最小工作电压U r。
2. AD590传感器温度特性测量。
按图5接线(AD590的正负极不能接错)。
测量AD590集成电路温度传感器的电流I与温度T的关系,取样电阻R的阻值为10000Ω。
把实验数据用最小二乘法进行拟合,求斜率B截距A和相关系数г。
实验时应注意AD590温度传感器为二端铜线引出,为防止极间短路,两铜线不可直接放在水中,应用一端封闭的薄玻璃管套保护,其中注入少量变压油,使之有良好热传递。
(实验中如何保证AD590集成温度传感器与水银温度计处在同一温度位置)选做内容:1.制作量程为0-50o C范围的数字温度计。
把AD590、三只电阻箱、直流稳压电源及数字电压表按图6接好。
将AD590放入冰点槽中,R2和R3各取1000Ω,调节R4使数字电压表示值为零。
然后把AD590放入其他温度如室温的水中,用标准水银温度计进行读数对比,求出百分差。
(冰点槽中冰水混合物为湿冰霜状态才能真正达到0o C温度)2.令图6中电源电压发生变化,如从8V变为10V,观测一下,AD590传感器输出电流有无变化?分析其原因。
D.实验数据例1. 测量AD590传感器的伏安特性表1 AD590传感器伏安特性测量T=3.0o C,R=10000Ω图8 温度为T=3.0o C时,AD590传感器伏安特性曲线2. 测量AD590传感器输出电流I和温度T之间的关系。
求I-T关系的经验公式。
表2 AD590传感器温度特性测量表2数据用CasIo-3600计算器最小二乘法拟合得:斜率B=0.987μA/o C;截距A=274.8μA;相关系数г=0.999所以,I-T关系为:I=0.987T+275与灵敏度标准值B=1.000μA/o C相比百分误差为1.3%.由于采用量程0-100 o C(分度值1 o C)普通水银温度计测量,所以测量值B的相对误差大些。
3.制作摄氏温度计由于灵敏度小于1.000μA/o C,所以R2值取略大于1000Ω,本实验取R2=R3=1.000mV/B=1.000/0.987=1012.9Ω.将冰用刨冰机制成冰霜放入保温杯中压紧,并用玻璃管压1小洞。
将带玻璃管传感器浸入冰霜中,把仪器接成图6电桥电路。
调节R4,使T=0o C时,数字电压表输出U=0mV。
用自制摄氏温度计测室温水温为28.7o C,而水银温度计读数为28.7o C.E.思考题1.电流型集成电路温度传感器有哪些特性?它比半导体热敏电阻、热电偶有哪些优点?2.如果AD590集成电路温度传感器的灵敏度不是严格的1.000μA/o C,而是略有异差,请考虑如何利用改变R2的值,使数字式温度计测量误差减少?实验参考数据表格:1.测量AD590传感器的伏安特性表1 AD590传感器伏安特性测量T= o C,R=10000Ω2. 测量AD590传感器输出电流I和温度T之间的关系。
求I-T关系的经验公式。
表2 AD590传感器温度特性测量学生:实验时间:教师签名:。