实验3 温度传感器特性实验
3-1温度传感器特性实验
二、实验接线
电源5V
+
AD590 图1 AD590
-
电阻1K
输出 接T4
0V
图2 管脚图
图3
二、实验接线
+
AD590
-
电阻1K
输出 接T4
0V 图3
二、实验设备
1、实验平台主板
二、实验设备
2、温度测量模块
AD590集成温度传感器模块
实验平台主板
二、实验设备
1、实验平台主板
二、实验设备
1、实验平台主板
15V电源 开关 + 0.0 0 0 电压表
IN
调零
增益
实验步骤
2、调悬臂梁水平。测微头装于悬臂梁前端的永久 磁钢上,并调节使应变梁处于水平状态。然后按图 2接线,连接成单臂桥测试量电路。直流激励电源 为±4V,R4用电阻应变片代替。
+4V
R1
R
R´
+
差放
电压表
Wb R2
全桥电路
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
V
+
R3
-4V
图2
图5 传感器特性实验集成环境
图6 称重传感器制作集成环境
二、实验设备
1、实验平台主板
图5 传感器特性实验集成环境
图6 称重传感器制作集成环境
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+C(t-100)] (-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×;B=-5.802×;C=-4.274×。
温度传感器特性研究实验报告
物理实验报告
实验题目
温度传感器特性研究
姓名
学号
专业班级
实验室号
实验成绩
指导教师
实验时间
年月日
物理实验室制
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;
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
名称
型号
温度传感器温度特性实验仪
三、电压集成性LM35温度传感器温度特性的测试
将控温传感器Pt100铂电阻插入干井炉中心井,电压集成性LM35温度传感器插入干井炉一个井内。按要求插好连线。开启加热器,从30℃开始每隔5℃记录LM35传感器电阻值,直至90℃为止。
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)
电压集成性LM35温度传感器温度特性的测试/电压(mV)
30
112.3
818.4
4671
35
114.2
676.5
4610
40
116.2
561.9
4552
45
118.1
470.2
4500Biblioteka 50120.2394.8
4449
55
122.1
332.6
4399
60
124.1
281.9
4349
65
126.1
239.7
4298
70
127.9
204.5
4247
75
129.9
物理实验教案:温度传感器特性综合实验
温度传感器特性综合实验实验目的1.掌握PT100热电阻的工作原理和特性2. 掌握热敏电阻NTC的工作原理和特性3. 掌握PN结传感器的工作原理和特性实验仪器HLD-WD-III温度传感器特性综合实验仪,铂热电阻PT100,NTC传感器,PN结传感器,数字万用表实验原理:一、PT100热电阻传感器热电阻传感器是利用金属或非金属的电阻随温度变化而变化的特性,来实现温度测量的。
热电阻分为金属热电阻和半导体热电阻两大类,一般称金属热电阻为热电阻,称半导体热电阻为热敏电阻。
热电阻材料的特点作为测量温度用的热电阻材料,必须具备以下特点:(1)电阻温度系数а要尽可能大,且稳定;(2)电阻率p 要高;(3)比热小,亦即热惯性小;(4)电阻值随温度变化关系最好是线性关系;(5)在较宽的测量范围内具有稳定的物理化学性质;(6)良好的工艺性,即特性的复现性好,便于批量生产。
由于铂热电阻的物理化学性能在高温和氧化性介质中很稳定,重复性好,测量精度高,其电阻值与温度之间的关系近似线性关系,它既能作为工业用测温元件,又能作国际温度标准,按国际温标IPTS-68规定,在-259.39~630.74℃温度范围内,用铂热电阻温度计作为基准器。
二、NTC热敏电阻的工作原理热敏电阻是利用半导体电阻值随温度变化而显著变化的一种热敏元件。
热敏电阻的主要特点是:(1)电阻温度系数大,灵敏度高。
通常温度变化1℃,阻值变化1%~6%,电阻温度系数绝对值比一般金属电阻大10~100倍。
(2)结构简单,体积小。
珠形热敏电阻探头的最小尺寸为0.2mm,能测量热电偶和其它温度传感器无法测量的空隙、腔体、内孔等处的点温度。
如人体血管内温度等。
(3)电阻率高,热惯性小,不像热电偶需要冷端补偿,适宜动态测量。
(4)使用方便。
热敏电阻阻值范围在10~105 之间可任意挑选,不必考虑线路引线电阻和接线方式,容易实现远距离测量,功耗小。
(5)阻值与温度变化呈非线性关系。
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。
温度特性实验报告
一、实验目的1. 了解温度传感器的基本原理和种类。
2. 掌握热电偶、热敏电阻等常用温度传感器的温度特性测量方法。
3. 研究不同温度传感器在不同温度范围内的响应特性。
4. 分析实验数据,评估温度传感器的准确性和可靠性。
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,常用的温度传感器有热电偶、热敏电阻、热敏晶体管等。
本实验主要研究热电偶和热敏电阻的温度特性。
1. 热电偶测温原理热电偶是一种基于塞贝克效应的温度传感器,由两种不同材料的导体构成。
当两种导体的自由端分别处于不同温度时,会产生热电势,其大小与温度有关。
通过测量热电势,可以确定温度。
2. 热敏电阻测温原理热敏电阻是一种基于半导体材料的电阻值随温度变化的温度传感器。
根据电阻值随温度变化的规律,可以将温度信号转换为电信号。
热敏电阻分为正温度系数热敏电阻(PTC)和负温度系数热敏电阻(NTC)。
三、实验仪器与设备1. 热电偶(K型、E型)2. 热敏电阻(NTC、PTC)3. 温度控制器4. 数字多用表(万用表)5. 数据采集器6. 实验平台7. 温度传感器实验装置四、实验步骤1. 热电偶温度特性测量(1)将K型热电偶和E型热电偶分别接入实验装置,调节温度控制器,使温度逐渐升高。
(2)使用数字多用表测量热电偶两端的热电势,记录数据。
(3)将热电势与温度对应,绘制热电偶的温度特性曲线。
2. 热敏电阻温度特性测量(1)将NTC热敏电阻和PTC热敏电阻分别接入实验装置,调节温度控制器,使温度逐渐升高。
(2)使用数字多用表测量热敏电阻的电阻值,记录数据。
(3)将电阻值与温度对应,绘制热敏电阻的温度特性曲线。
五、实验结果与分析1. 热电偶温度特性曲线通过实验数据绘制出K型和E型热电偶的温度特性曲线,可以看出热电偶的温度特性与温度之间呈线性关系,但在低温区域可能存在非线性。
2. 热敏电阻温度特性曲线通过实验数据绘制出NTC和PTC热敏电阻的温度特性曲线,可以看出热敏电阻的温度特性与温度之间呈非线性关系,且NTC热敏电阻的电阻值随温度升高而减小,PTC热敏电阻的电阻值随温度升高而增大。
温度传感器特性的研究实验报告
温度传感器特性的研究实验报告温度传感器特性研究实验报告一、实验目的本实验旨在研究温度传感器的特性,包括其灵敏度、线性度、迟滞性以及重复性等,通过对实验数据的分析,以期提高温度传感器的性能并为相关应用提供理论支持。
二、实验原理温度传感器是一种将温度变化转化为电信号的装置,其特性受到材料、结构及环境因素的影响。
本次实验将重点研究以下特性:1.灵敏度:温度传感器对温度变化的响应程度;2.线性度:温度传感器输出信号与温度变化之间的线性关系;3.迟滞性:温度传感器在升温与降温过程中,输出信号与输入温度变化之间的关系;4.重复性:温度传感器在多次重复测量同一温度时,输出信号的稳定性。
三、实验步骤1.准备材料与设备:包括温度传感器、恒温水槽、加热装置、数据采集器、测温仪等;2.将温度传感器置于恒温水槽中,连接数据采集器与测温仪;3.对温度传感器进行升温、降温操作,并记录每个过程中的输出信号;4.在不同温度下重复上述操作,收集足够的数据;5.对实验数据进行整理与分析。
四、实验结果及数据分析1.灵敏度:通过对比不同温度下的输出信号,发现随着温度的升高,输出信号逐渐增大,灵敏度整体呈上升趋势。
这表明该温度传感器具有良好的线性关系。
2.线性度:通过对实验数据的线性拟合,得到输出信号与温度之间的线性关系式。
结果表明,在实验温度范围内,输出信号与温度变化之间具有较好的线性关系。
3.迟滞性:在升温与降温过程中,发现输出信号的变化存在一定的差异。
升温过程中,输出信号随着温度的升高而逐渐增大;而在降温过程中,输出信号却不能完全恢复到初始值。
这表明该温度传感器具有一定的迟滞性。
4.重复性:通过对同一温度下的多次测量,发现输出信号具有良好的重复性。
这表明该温度传感器在重复测量同一温度时具有较高的稳定性。
五、结论与建议本次实验研究了温度传感器的特性,发现该传感器具有良好的灵敏度和线性度,但在降温过程中存在一定的迟滞性。
此外,该温度传感器具有良好的重复性。
传感器特性系列实验报告
一、实验目的1. 了解各类传感器的基本原理、工作特性及测量方法。
2. 掌握传感器实验仪器的操作方法,提高实验技能。
3. 分析传感器在实际应用中的优缺点,为后续设计提供理论依据。
二、实验内容本次实验主要包括以下几种传感器:电容式传感器、霍尔式传感器、电涡流式传感器、压力传感器、光纤传感器、温度传感器、光敏传感器等。
1. 电容式传感器实验(1)实验原理:电容式传感器利用电容的变化来测量物理量,其基本原理为平板电容 C 与极板间距 d 和极板面积 S 的关系式C=ε₀εrS/d。
(2)实验步骤:搭建实验电路,将传感器安装在实验台上,调整传感器与测量电路的连接,进行数据采集,分析传感器特性。
2. 霍尔式传感器实验(1)实验原理:霍尔式传感器利用霍尔效应,将磁感应强度转换为电压信号,其基本原理为霍尔电压 U=KBIL。
(2)实验步骤:搭建实验电路,将霍尔传感器安装在实验台上,调整传感器与测量电路的连接,进行数据采集,分析传感器特性。
3. 电涡流式传感器实验(1)实验原理:电涡流式传感器利用涡流效应,将金属导体中的磁通量变化转换为电信号,其基本原理为电涡流电压 U=KfB。
(2)实验步骤:搭建实验电路,将电涡流传感器安装在实验台上,调整传感器与测量电路的连接,进行数据采集,分析传感器特性。
4. 压力传感器实验(1)实验原理:压力传感器利用应变电阻效应,将力学量转换为易于测量的电压量,其基本原理为应变片电阻值的变化与应力变化成正比。
(2)实验步骤:搭建实验电路,将压力传感器安装在实验台上,调整传感器与测量电路的连接,进行数据采集,分析传感器特性。
5. 光纤传感器实验(1)实验原理:光纤传感器利用光纤的传输特性,将信息传感与信号传输合二为一,其基本原理为光纤传输的损耗与被测物理量有关。
(2)实验步骤:搭建实验电路,将光纤传感器安装在实验台上,调整传感器与测量电路的连接,进行数据采集,分析传感器特性。
6. 温度传感器实验(1)实验原理:温度传感器利用电阻或热电偶的特性,将温度变化转换为电信号,其基本原理为电阻或热电偶的电阻或电动势随温度变化。
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。
实验3 温度传感器特性实验
实验3 温度传感器特性实验【实验目的】1、研究Pt100铂电阻、Cu50铜电阻的温度特性及其测温原理。
2、研究比较不同温度传感器的温度特性及其测温原理。
3、掌握单臂电桥及非平衡电桥的原理,及其应用。
4.研究热电偶的温差电动势。
5.、学习热电偶测温的原理及其方法。
【实验仪器】九孔板,DH-VC1直流恒压源恒流源,DH-SJ5型温度传感器实验装置,数字万用表,电阻箱。
【实验原理】1、Pt100铂电阻的测温原理金属铂(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,电阻变化率为0.3851Ω/℃。
铂电阻温度传感器精度高,稳定性好,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,不仅广泛应用于工业测温,而且被制成各种标准温度计(涵盖国家和世界基准温度)供计量和校准使用。
2、Cu50铜电阻温度特性原理铜电阻是利用物质在温度变化时本身电阻也随着发生变化的特性来测量温度的。
铜电阻的受热部分(感温元件)是用细金属丝均匀地双绕在绝缘材料制成的骨架上,当被测介质中有温度梯度存在时,所测得的温度是感温元件所在范围内介质层中的平均温度。
3.热电偶测温原理热电偶亦称温差电偶,是由A、B两种不同材料的金属丝的端点彼此紧密接触而组成的。
当两个接点处于不同温度时,在回路中就有直流电动势产生,该电动势称为温差电动势或热电动势。
当组成热电偶的材料一定时,温差电动势Ex仅与两接点处的温度有关,并且两接点的温差在一定的温度范围内有如下近似关系式:EX ≈α( t-t) (1)式中α称为温差电系数,对于不同金属组成的热电偶,α是不同的,其数值上等于两接点温度差为1℃时所产生的电动势。
t为工作端的温度,t为冷端的温度。
为了测量温差电动势,就需要在图中的回路中接入电位差计,但测量仪器的引入不能影响热电偶原来的性质,例如不影响它在一定的温差t-t0下应有的电动势EX值。
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3 温度传感器特性实验
实验3 温度传感器特性实验【实验目的】1、研究Pt100铂电阻、Cu50铜电阻的温度特性及其测温原理。
2、研究比较不同温度传感器的温度特性及其测温原理。
3、掌握单臂电桥及非平衡电桥的原理,及其应用。
4.研究热电偶的温差电动势。
5.、学习热电偶测温的原理及其方法。
【实验仪器】九孔板,DH-VC1直流恒压源恒流源,DH-SJ5型温度传感器实验装置,数字万用表,电阻箱。
【实验原理】1、Pt100铂电阻的测温原理金属铂(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,电阻变化率为0.3851Ω/℃。
铂电阻温度传感器精度高,稳定性好,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,不仅广泛应用于工业测温,而且被制成各种标准温度计(涵盖国家和世界基准温度)供计量和校准使用。
2、Cu50铜电阻温度特性原理铜电阻是利用物质在温度变化时本身电阻也随着发生变化的特性来测量温度的。
铜电阻的受热部分(感温元件)是用细金属丝均匀地双绕在绝缘材料制成的骨架上,当被测介质中有温度梯度存在时,所测得的温度是感温元件所在范围内介质层中的平均温度。
3.热电偶测温原理热电偶亦称温差电偶,是由A、B两种不同材料的金属丝的端点彼此紧密接触而组成的。
当两个接点处于不同温度时,在回路中就有直流电动势产生,该电动势称为温差电动势或热电动势。
当组成热电偶的材料一定时,温差电动势Ex仅与两接点处的温度有关,并且两接点的温差在一定的温度范围内有如下近似关系式:EX ≈α( t-t) (1)式中α称为温差电系数,对于不同金属组成的热电偶,α是不同的,其数值上等于两接点温度差为1℃时所产生的电动势。
t为工作端的温度,t为冷端的温度。
为了测量温差电动势,就需要在图中的回路中接入电位差计,但测量仪器的引入不能影响热电偶原来的性质,例如不影响它在一定的温差t-t0下应有的电动势EX值。
传感器系列实验实验报告(3篇)
第1篇一、实验目的1. 理解传感器的基本原理和分类。
2. 掌握常见传感器的工作原理和特性。
3. 学会传感器信号的采集和处理方法。
4. 提高实验操作能力和数据分析能力。
二、实验设备与器材1. 传感器实验平台2. 数据采集卡3. 信号发生器4. 示波器5. 计算机及相应软件6. 传感器:热敏电阻、霍尔传感器、光电传感器、电容式传感器、差动变压器等三、实验内容及步骤1. 热敏电阻实验(1)目的:了解热敏电阻的工作原理和特性。
(2)步骤:1. 将热敏电阻连接到实验平台上,并设置信号发生器输出一定频率的正弦波信号。
2. 通过数据采集卡采集热敏电阻的输出信号。
3. 使用示波器观察热敏电阻输出信号的波形和幅度。
4. 分析热敏电阻输出信号与温度的关系。
2. 霍尔传感器实验(1)目的:了解霍尔传感器的工作原理和特性。
1. 将霍尔传感器连接到实验平台上,并设置信号发生器输出一定频率的正弦波信号。
2. 通过数据采集卡采集霍尔传感器的输出信号。
3. 使用示波器观察霍尔传感器输出信号的波形和幅度。
4. 分析霍尔传感器输出信号与磁场强度的关系。
3. 光电传感器实验(1)目的:了解光电传感器的工作原理和特性。
(2)步骤:1. 将光电传感器连接到实验平台上,并设置信号发生器输出一定频率的正弦波信号。
2. 通过数据采集卡采集光电传感器的输出信号。
3. 使用示波器观察光电传感器输出信号的波形和幅度。
4. 分析光电传感器输出信号与光照强度的关系。
4. 电容式传感器实验(1)目的:了解电容式传感器的工作原理和特性。
(2)步骤:1. 将电容式传感器连接到实验平台上,并设置信号发生器输出一定频率的正弦波信号。
2. 通过数据采集卡采集电容式传感器的输出信号。
3. 使用示波器观察电容式传感器输出信号的波形和幅度。
4. 分析电容式传感器输出信号与电容变化的关系。
5. 差动变压器实验(1)目的:了解差动变压器的工作原理和特性。
1. 将差动变压器连接到实验平台上,并设置信号发生器输出一定频率的正弦波信号。
温度传感器特性研究报告实验报告
温度传感器特性研究报告实验报告一、实验目的本实验旨在研究温度传感器的基本特性,包括其电阻值与温度的关系、响应时间以及长期稳定性等。
通过了解这些特性,我们可以更好地理解温度传感器的运行原理,为实际应用提供理论支持。
二、实验原理温度传感器是一种将温度变化转化为电信号的装置。
其电阻值随温度变化的规律通常符合PTC或NTC效应。
响应时间是衡量传感器对温度变化反应速度的指标,而长期稳定性则反映了传感器在长时间工作后的性能变化。
三、实验步骤1.准备材料:选择一款温度传感器,将其与数据采集器连接,准备测试。
2.测试电阻值与温度的关系:在设定的温度点,测量传感器的电阻值,并记录数据。
分析数据,了解电阻值与温度的关系。
3.测试响应时间:记录传感器在温度突变时的响应时间,分析响应速度。
4.测试长期稳定性:在设定的温度范围内,对传感器进行多次加热和冷却,记录数据并分析长期稳定性。
四、实验结果及数据分析1.电阻值与温度的关系:实验数据显示,传感器的电阻值随着温度的升高而降低,符合NTC效应。
对实验数据进行分析,可得到电阻值与温度的函数关系式。
2.响应时间:实验结果表明,传感器在温度突变时的响应时间为10秒,表现出较好的响应性能。
进一步分析发现,响应速度受加热/冷却速度、传感器热容量以及环境温度等因素影响。
3.长期稳定性:经过多次加热和冷却循环后,传感器的电阻值未发生显著变化,长期稳定性良好。
但在高温条件下长时间工作后,传感器性能略有下降。
这可能是由于高温下材料性能的变化导致的。
五、结论本实验研究了温度传感器的特性,得出以下结论:1.传感器的电阻值随温度变化符合NTC效应,可通过实验数据得到电阻值与温度的函数关系式。
2.传感器具有较好的响应性能,能在短时间内对温度变化作出反应。
但加热/冷却速度、传感器热容量以及环境温度等因素会影响响应速度。
3.传感器具有良好的长期稳定性,但在高温条件下长时间工作后,性能略有下降。
这可能是由于高温下材料性能的变化导致的。
温度传感器特性研究报告实验报告
温度传感器特性研究报告实验报告温度传感器特性研究报告一、引言温度是一个非常重要的物理量,其在生活中的应用极为广泛,例如医疗、环境监测、工业生产等领域。
而温度传感器作为感知温度的重要工具,成为了生产和科研中不可或缺的设备之一。
本报告主要针对温度传感器的特性进行探究,并引述最新研究和专家观点。
二、温度传感器的分类根据感知温度的原理,温度传感器主要有热电偶、热敏电阻、红外线温度传感器等多种类型。
热电偶是利用两种不同的金属在两端形成温差电势,从而测量被测物体温度的一种传感器。
它的优点是测温范围广、测量精度高、响应速度快,但它不仅需要与外界保持良好的接触,并且在使用过程中会受到一定的电磁干扰。
热敏电阻则是利用材料在不同温度下电阻值的变化,从而测量被测物体温度的一种传感器。
它的优点是使用方便、响应时间短,但存在测量精度受环境影响的问题。
红外线温度传感器是利用被测物体发射的红外线辐射强度与温度成正比,通过激光瞄准目标进行测量的一种传感器。
它的优点是无接触、测温范围广、精度高,但在测量低温时易受环境湿度、目标表面涂层等因素的影响。
三、温度传感器的特性温度传感器的特性包括测量范围、精度、响应时间、重复性等。
其中,测量范围是指温度传感器可以测量的温度范围,对于不同的应用场景,需要选择不同测温范围的传感器。
精度是指温度传感器所提供的温度值与被测物体实际温度之间的误差,是衡量温度传感器性能的重要指标之一。
通常用°C或±%来表示。
响应时间是指温度传感器从检测到温度变化到输出信号的时间,是衡量温度传感器快速性能的指标。
重复性是指温度传感器重复测量同一物体所得到的数据的一致性,是衡量温度传感器稳定性的指标。
四、最新研究随着新材料、新技术的应用,温度传感器正逐步实现更小型号、更高精度、更快速响应、更好的环境适应性等方向发展。
研究表明,采用纳米复合材料制作的温度传感器,不仅具有很高的灵敏度和响应速度,还有着其他材料所比不上的独特特性。
温度传感器特性的研究实验报告
温度传感器特性的研究实验报告温度传感器特性的研究实验报告1. 引言温度传感器是一种广泛应用于工业、农业、医疗等领域的重要传感器。
它能够将温度转化为电信号,实现温度的测量和监控。
本实验旨在研究不同类型的温度传感器的特性,分析其优缺点,为实际应用提供参考。
2. 实验方法本实验选择了三种常见的温度传感器进行研究:热电偶、热敏电阻和红外线温度传感器。
实验中,我们使用了温度控制装置和数据采集仪器,通过改变温度控制装置的设置,记录下不同温度下传感器的输出信号,并进行数据分析。
3. 实验结果与分析3.1 热电偶热电偶是一种基于热电效应的温度传感器。
实验中,我们将热电偶与温度控制装置接触,通过测量热电偶产生的电压信号来确定温度。
实验结果显示,热电偶具有较高的灵敏度和较宽的测量范围,但其响应时间较长,不适合对温度变化较快的场景。
3.2 热敏电阻热敏电阻是一种基于材料电阻随温度变化的原理的温度传感器。
实验中,我们通过测量热敏电阻的电阻值来确定温度。
实验结果显示,热敏电阻具有较好的线性特性和较快的响应时间,但其精度受到环境温度的影响较大。
3.3 红外线温度传感器红外线温度传感器是一种基于物体发射的红外辐射功率与温度之间的关系的温度传感器。
实验中,我们通过测量红外线温度传感器接收到的红外辐射功率来确定温度。
实验结果显示,红外线温度传感器具有非接触式测量、快速响应和较高的精度等优点,但其测量范围受到物体表面特性和环境条件的限制。
4. 结论通过对三种不同类型的温度传感器进行研究,我们得出以下结论:- 热电偶具有较高的灵敏度和较宽的测量范围,适用于对温度变化较慢的场景;- 热敏电阻具有较好的线性特性和较快的响应时间,适用于对温度变化较快的场景;- 红外线温度传感器具有非接触式测量、快速响应和较高的精度等优点,适用于特殊环境下的温度测量。
综上所述,不同类型的温度传感器各有优缺点,应根据实际需求选择合适的传感器进行应用。
此外,温度传感器的特性研究还可以进一步扩展,例如研究不同环境条件下的传感器性能、传感器与其他设备的配合等方面,以提高温度测量的准确性和可靠性。
温度传感器实验报告
温度传感器实验报告一、实验目的:1、 了解各种电阻的特性与应用2、 了解温度传感器的基本原理与应用 二、实验器材传感器特性综合实验仪 温度控制单元 温度模块 万用表 导线等 三、实验步骤1、 AD590温度特性1、将主控箱上总电源关闭,把主控箱中温度检测与控制单元中的恒流加热电源输出与温度模块中的恒流输入连接起来;2、将温度模块中的温控Pt100与主控箱的Pt100输入连接起来;3、将温度模块中左上角的AD590接到传感器特性综合实验仪电路模块的a 、b 上正端接a,负端接b,再将b 、d 连接起来,接成分压测量形式;4、将主控箱的+5V 电源接入a 和地之间;5、将d 和地与主控箱的电压表输入端相连即测量1K 电阻两端的电压;6、开启主电源,改变温度控制器的SV 窗口的温度设置,以后每隔C 010设定一次,即Δt=C 010,读取数设定温度,因此可得测量温度与设定温度对照表如下:四、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;五、实验总结从这个实验中使我充分认识了AD590、PTC、NTC和PT100的温度特性和应用原理,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,或通过改变温度而控制开关的通断;传感器这一门很新奇,我渴望学会更多的知识,看到更多稀奇的东西,学好传感器这一门学科,与其他学科知识相结合,提升自己的能力,希望有一天我能亲自开发出更有用、更先进的传感器;。
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。
实验三 NTC和PTC热敏电阻温度特性的研究
实验三NTC和PTC热敏电阻温度特性的研究温度传感器是最早开发、应用最广的一类传感器。
温度传感器种类很多,典型的热电式传感器有热电偶、热电阻和热敏电阻。
热敏电阻对于温度变化非常敏感,将其运用于非平衡电桥中,可将温度及与温度相关的非电量转化为电参量的变化,因此被广泛应用于自动化控制、温度测量技术、遥控等方面。
热敏电阻由半导体材料制成,它的电阻温度系数比金属的大几百倍,有着极其灵敏的电阻温度效应,同时它还具有体积小、反应快等优点。
热敏电阻按照温度系数的不同分为:正温度系数热敏电阻(简称PTC热敏电阻)和负温度系数热敏电阻(简称NTC热敏电阻)。
NTC热敏电阻是Negative Temperature Coefficient 的缩写,意思是负温度系数热敏电阻。
图3-1 环氧封装系列NTC热敏电阻图3-2 玻璃封装系列NTC热敏电阻NTC热敏电阻的阻值随着NTC热敏电阻本体温度的升高呈现出阶跃性的减小, 温度越高,电阻值越小。
它是以锰、钴、镍和铜等金属氧化物为主要材料,采用陶瓷工艺制造而成的,如图3-1、图3-2所示。
这些金属氧化物材料都具有半导体性质,因此在导电方式上完全类似锗、硅等半导体材料。
温度低时,这些氧化物材料的载流子(电子和空穴)数目少,所以其电阻值较高;随着温度的升高,载流子数目增加,所以电阻值降低。
NTC热敏电阻器在室温下的变化范围在100~1000000欧姆。
NTC热敏电阻器可广泛应用于温度测量、温度补偿、抑制浪涌电流等场合。
PTC热敏电阻是Positive Temperature Coefficient 的缩写,意思是正的温度系数。
PTC 热敏电阻超过一定的温度(居里温度)时, 它的电阻值随着温度的升高呈阶跃性的增高。
PTC 热敏电阻除测温、控温、在电子线路中作温度补偿外,还制成各类加热器,有机高分子PTC 热敏电阻适合作为电路保护元件(如过载保护)。
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。
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实验3 温度传感器特性实验【实验目的】1、研究Pt100铂电阻、Cu50铜电阻的温度特性及其测温原理。
2、研究比较不同温度传感器的温度特性及其测温原理。
3、掌握单臂电桥及非平衡电桥的原理,及其应用。
4.研究热电偶的温差电动势。
5.、学习热电偶测温的原理及其方法。
【实验仪器】九孔板,DH-VC1直流恒压源恒流源,DH-SJ5型温度传感器实验装置,数字万用表,电阻箱。
【实验原理】1、Pt100铂电阻的测温原理金属铂(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,电阻变化率为0.3851Ω/℃。
铂电阻温度传感器精度高,稳定性好,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,不仅广泛应用于工业测温,而且被制成各种标准温度计(涵盖国家和世界基准温度)供计量和校准使用。
2、Cu50铜电阻温度特性原理铜电阻是利用物质在温度变化时本身电阻也随着发生变化的特性来测量温度的。
铜电阻的受热部分(感温元件)是用细金属丝均匀地双绕在绝缘材料制成的骨架上,当被测介质中有温度梯度存在时,所测得的温度是感温元件所在范围内介质层中的平均温度。
3.热电偶测温原理热电偶亦称温差电偶,是由A、B两种不同材料的金属丝的端点彼此紧密接触而组成的。
当两个接点处于不同温度时,在回路中就有直流电动势产生,该电动势称为温差电动势或热电动势。
当组成热电偶的材料一定时,温差电动势Ex 仅与两接点处的温度有关,并且两接点的温差在一定的温度范围内有如下近似关系式:E X ≈α( t-t 0 ) (1)式中α称为温差电系数,对于不同金属组成的热电偶,α是不同的,其数值上等于两接点温度差为1℃时所产生的电动势。
t 为工作端的温度,t0为冷端的温度。
为了测量温差电动势,就需要在图中的回路中接入电位差计,但测量仪器的引入不能影响热电偶原来的性质,例如不影响它在一定的温差t-t 0下应有的电动势E X 值。
要做到这一点,实验时应保证一定的条件。
根据伏打定律,即在A 、B 两种金属之间插入第三种金属C 时,若它与A 、B 的两连接点处于同一温度t 0,则该闭合回路的温差电动势与上述只有A 、B 两种金属组成回路 时的数值完全相同。
所以,我们把A 、B 两根不同化学成份的金属丝的一端焊在一起,构成热电偶的热端(工作端)。
将另两端各与铜引线(即第三种金属C)焊接,构成两个同温度(t 0)的冷端(自由端)。
铜引线与电位差计相连,这样就组成一个热电偶温度计。
如图所示。
通常将冷端置于冰水混合物中,保持t 0 = 0℃,将热端置于待测温度处,即可测得相应的温差电动势,再根据事先校正好的曲线或数据来求出温度t 。
热电偶温度计的优点是热容量小,灵敏度高,反应迅速,测温范围广,还能直接把非电学量温度转换成电学量。
因此,在自动测温、自动控温等系统中得到广泛应用。
在本实验的热电偶为铜-康铜热电偶,属于T 型热电偶。
其测温范围-270~400℃;优点有:热电动势的直线性好;低温特性良好;再现性好,精度高;但是(+)端的铜易氧化。
【实验内容与步骤】单臂电桥法1)根据单臂电桥原理按上图连接成单臂电桥形式。
运用万用表,自行判定三线制Pt100的接线。
将R3用电位器代替。
用DH-VC1直流恒压源恒流源的恒压源来提供稳定的电压源,范围0~5V。
注意:将电压由0~5V缓慢调节,具体电压自定。
2)将温度传感器作为其中的一个臂。
根据不同的温度传感器,把电阻器件调到与Pt100或Cu50温度传感器对应的阻值(Cu50在0℃的阻值是50Ω,比较臂R3的阻值可以按照同样思路来匹配),仔细调节比较臂R3使桥路平衡,即万用表的示数为零。
3)把传感器直接插在温度传感器实验装置的恒温炉中。
通过温控仪加热,在不同的温度下,观察Pt100铂电阻和Cu50铜电阻的阻值的变化,从室温到120℃每隔10℃(或自定度数)测一个数据,将测量数据逐一记录在表格内。
4) 以温标为横轴,以电压为纵轴,用所测的各对应数据作出V-t曲线。
5)已知pt100和Cu50在50度的电阻分别为119.40和60.70欧姆。
根据自己测得数据,计算对应温度电阻,并与标准值比较,如有误差,分析原因。
由于降温过程时间较长,建议pt100铂电阻升温过程中测量,Cu50铜电阻降温过程中测量。
注意:加热温度上限不能超过120度,达到预热温度,马上关闭加热电流。
风扇电流档位打到开,加热电流逆时针调到最小,再把温度设定到室温或室温以下。
6.对热电偶进行定标,并求出热电偶的温差电系数α。
7.用实验方法测量热电偶的温差电动势与工作端温度之间的关系曲线,称为对热电偶定标。
本实验采用常用的比较定标法,即用一标准的测温仪器,与待测热电偶置于同一能改变温度的调温装置中,测出Ex-t定标曲线。
具体步骤如下: (1) 按图3-7所示原理连接线路,注意热电偶的正、负极的正确连接。
将热电偶的冷端置于冰水混合物中之中,确保t=0℃。
测温端直接插在恒温炉内。
(2) 测量待测热电偶的电动势。
用万用表测出室温时热电偶的电动势,然后开启温控仪电源,给热端加温。
每隔10℃左右测一组(t,Ex),直至100℃为止。
由于升温测量时,温度是动态变化的,故测量时可提前2℃进行跟踪,以保证测量速度与测量精度。
再做一次降温测量,即先升温至100℃,然后每降低10℃测一组(t ,Ex),再取升温降温测量数据的平均值作为最后测量值。
作出热电偶定标Ex ~t 曲线用直角坐标系作Ex ~t 曲线。
定标曲线为不光滑的折线,相邻点应直线相连,从而得到除校正点之外其他点的电动势和温度之间的关系。
所以,作出了定标曲线,热电偶便可以作为温度计使用了。
3.求铜-康铜热电偶的温差电系数α在本实验温度范围内,Ex-t 函数关系近似为线性,即E 2 =α×t(t 0 =0℃)。
所以,在定标曲线上可给出线性化后的平均直线,从而求得α。
在直线上取两点a(E a ,t a ),b(E b ,t b )(不要取原来测量的数据点,并且两点间尽可能相距远一些),求斜率 ab a b t t E E K --=(2) 即为所求的α。
注意事项(1)传感器头如果没有完全侵入到冰水混合物中,或接触到保温杯壁会对实验产生影响。
(2)传感器头如果没有接触恒温炉孔的底部,会对实验产生影响。
(3)加了铠甲封装的要比未加铠甲封装的热电偶误差要大。
(预习思考题)1.比较 pt100 和 Cu50 电阻作为温度传感器的优缺点2. 在采用三线制的电路中,如何用万用表检测温度传感器是否正常工作?3.为什么传感器一般都加装保护套?4.试验中为什么用冰水混合物作为冷端?【数据记录1】【数据记录2】[数据记录3]热电偶定标数据记录附录温度传感器概述温度是表征物体冷热程度的物理量。
温度只能通过物体随温度变化的某些特性来间接测量。
测温传感器就是将温度信息转换成易于传递和处理的电信号的传感器。
一、测温传感器的分类1.1电阻式传感器热电阻式传感器是利用导电物体的电阻率随温度而变化的效应制成的传感器。
热电阻是中低温区最常用的一种温度检测器。
它的主要特点是测量精度高,性能稳定。
它分为金属热电阻和半导体热电阻两大类。
金属热电阻的电阻值和温度一般可以用以下的近似关系式表示,即Rt=Rt0[1+α (t-t)]式中,Rt 为温度t时的阻值;Rt0为温度t(通常t=0℃)时对应电阻值;α为温度系数。
常用的热电阻有铂热电阻、热敏电阻和铜热电阻。
其中铂电阻的测量精确度是最高的,它不仅广泛应用于工业测温,而且被制成标准的基准仪。
金属铂具有电阻温度系数大,感应灵敏;电阻率高,元件尺寸小;电阻值随温度变化而变化基本呈线性关系;在测温范围内,物理、化学性能稳定,长期复现性好,测量精度高,是目前公认制造热电阻的最好材料。
但铂在高温下,易受还原性介质的污染,使铂丝变脆并改变电阻与温度之间的线性关系,因此使用时应装在保护套管中。
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,电阻变化率为0.3851Ω/℃,TCR=(R100-R)/(R×100) ,R为0℃的阻值,R100为100℃的阻值,按IEC751国际标准,温度系数TCR=0.003851,Pt100(R0=100Ω)、Pt1000(R=1000Ω)为统一设计型铂电阻。
铂热电阻的特点是物理化学性能稳定。
尤其是耐氧化能力强、测量精度高、应用温度范围广,有很好的重现性,是中低温区(-200℃~650℃)最常用的一种温度检测器。
而铜(Cu50)热电阻测温范围小,在-50~150℃范围内,稳定性好,便宜;但体积大,机械强度较低。
铜电阻在测温范围内电阻值和温度呈线性关系,温度系数大,适用于无腐蚀介质,超过150℃易被氧化。
通常用于测量精度不高的场合。
铜电阻有R0=50Ω和R=100Ω两种,它们的分度号为Cu50和Cu100。
其中Cu50的应用最为广泛1.2热电偶测温基本原理将两种不同的金属丝一端熔合起来,如果给它们的连结点和基准点之间提供不同的温度,就会产生电压,即热电势。
这种现象叫做塞贝克效应。
将两种不同材料的导体或半导体A和B焊接起来,构成一个闭合回路,如图所示。
当导体A和B的两个连接点1和2之间存在温差时,两者之间便产生电动势,因而在回路中形成一个一定大小的电流,这种现象称为热电效应。
热电偶就是利用这一效应来工作的,属有源传感器。
它能将温度直接转换成热电势。
热电偶是工业上最常用的温度检测元件之一。
其优点是:(1)测量精度高。
因热电偶直接与被测对象接触,不受中间介质的影响。
(2)测量范围广。
测温范围极宽、从-270℃的极低温度到 2600℃的超高温度都可以测量,而且在600℃~2000℃的温度范围内可以进行精确的测量(600℃以下时,铂电阻的测量精度更高)。
某些特殊热电偶最低可测到-269℃(如金铁镍铬),最高可达+2800℃(如钨-铼)。
(3)构造简单,使用方便。
热电偶通常是由两种不同的金属丝组成,而且不受大小和开头的限制,外有保护套管,用起来非常方便。
(4)测温精度高、准确、可靠、性能稳定。
通常用于高温炉的测量和快速测量方面。
二、目前热电阻的引线主要有三种方式1、二线制:在热电阻的两端各连接一根导线来引出电阻信号的方式叫二线制:这种引线方法很简单,但由于连接导线必然存在引线电阻r,r大小与导线的材质和长度等因素有关,因此这种引线方式只适用于测量精度较低的场合。
2、三线制:在热电阻的根部的一端连接一根引线,另一端连接两根引线的方式称为三线制,这种方式通常与电桥配套使用,可以较好的消除引线电阻的影响,是工业过程控制中最常用的引线电阻。