热敏电阻改装温度计设计性实验报告
热敏电阻温度计设计实验报告
热敏电阻温度计设计实验报告热敏电阻温度计设计实验报告引言：温度是我们日常生活中非常重要的一个物理量，它直接影响着我们的生活质量和健康状况。
因此，准确测量温度是科学研究和工程应用中的一个重要问题。
本文将介绍热敏电阻温度计的设计实验，通过实验验证其温度测量的准确性和稳定性。
一、热敏电阻的原理热敏电阻是一种电阻值随温度变化而变化的电阻元件。
其工作原理是基于材料的温度系数，即温度变化会导致材料电阻值的变化。
常见的热敏电阻材料有铂、镍、铜等。
在本实验中，我们选用了铂作为热敏电阻材料。
二、实验装置本实验使用了以下装置和元件：1. 热敏电阻：选用了铂热敏电阻，具有较高的灵敏度和稳定性。
2. 恒流源：为了保证热敏电阻上的电流恒定，我们使用了一个恒流源。
3. 电压表：用于测量热敏电阻两端的电压。
4. 温度控制装置：通过控制加热电流的大小，来控制热敏电阻的温度。
三、实验步骤1. 将热敏电阻连接到恒流源上，并将电压表连接到热敏电阻的两端。
2. 打开恒流源，并调整电流大小，使热敏电阻上的电流保持恒定。
3. 打开温度控制装置，并设置所需的温度。
4. 等待一段时间，直到热敏电阻的温度稳定下来。
5. 使用电压表测量热敏电阻两端的电压，并记录下来。
6. 将温度控制装置的温度调整到其他值，重复步骤4和5。
7. 根据测量结果绘制出热敏电阻的电阻-温度曲线。
四、实验结果与分析根据实验数据，我们绘制了热敏电阻的电阻-温度曲线。
从曲线可以看出，热敏电阻的电阻值随温度的升高而增加。
这符合热敏电阻的特性。
在实验中，我们还发现热敏电阻的灵敏度较高，即单位温度变化引起的电阻变化较大。
这使得热敏电阻在温度测量领域有着广泛的应用。
此外，我们还测试了热敏电阻的稳定性。
通过多次测量同一温度下的电压值，我们发现其变化范围较小，表明热敏电阻具有较好的稳定性。
五、实验误差分析在实验过程中，可能存在一些误差来源，如电流源的漂移、电压表的测量误差等。
这些误差可能会对实验结果产生一定的影响。
热敏电阻温度计的设计实验
热敏电阻温度计的设计实验简介热敏电阻温度计是一种测量温度的传感器，它利用材料的电阻随温度变化的特性来实现温度的测量。
本文将详细介绍热敏电阻温度计的设计实验方法和步骤。
实验目的通过设计热敏电阻温度计的实验，掌握以下知识和技能： 1. 了解热敏电阻的基本原理和特点； 2. 掌握热敏电阻的测量方法和电路连接； 3. 学会使用热敏电阻测量温度。
实验器材和材料下面是进行热敏电阻温度计设计实验所需的器材和材料： 1. 热敏电阻 2. 连接线3. 变阻器 4. 示波器 5. 温度源 6. 温度计（参考）实验步骤步骤一：热敏电阻的特性测试1.连接热敏电阻和示波器：将热敏电阻的两端分别连接到示波器的输入端口。
2.设置示波器的垂直和水平方向的刻度，使得能够清晰地观察到热敏电阻的电阻变化。
3.通过改变温度源的温度，观察示波器上显示的电阻变化情况。
4.记录不同温度下的热敏电阻的电阻值，并绘制温度和电阻之间的关系曲线。
步骤二：热敏电阻的电路连接1.根据热敏电阻的数据手册，确定热敏电阻的额定电阻值和温度系数。
2.选择合适的电阻和电路连接方式，以便实现温度测量的精度和稳定性。
3.进行电路连接，并使用万用表测量电路的电阻值，确保电路连接正确无误。
步骤三：热敏电阻温度计的标定1.使用温度计准确测量一个已知温度，例如室温。
2.将已知温度下热敏电阻的电阻值测量结果和温度计的测量结果进行比较，得到电阻值和温度的对应关系。
3.根据已知温度和热敏电阻的电阻值，得到热敏电阻的标定曲线。
步骤四：热敏电阻温度计的实际温度测量1.使用标定曲线，根据热敏电阻的电阻值计算出实际温度。
2.将热敏电阻的电阻值连接到电路中，通过电路输出的电压或电流来测量实际温度。
结论通过实验设计和实施，我们成功地制作了一个热敏电阻温度计，并了解了热敏电阻的基本原理和特点。
我们还学会了热敏电阻的测量方法和电路连接，并掌握了使用热敏电阻进行温度测量的技能。
这些知识和技能将在实际应用中发挥重要作用，为温度测量和控制提供了有力支持。
用NTC热敏电阻设计制作体温计
西北工业大学设计性基础物理实验报告班级：11051401 姓名：日期： 2016.05.13用NTC热敏电阻设计制作体温计一、实验目的1、测定NTC热敏电阻与温度的关系；2、设计制作一个数字体温计（温度范围35-42℃）二、实验仪器（名称、型号及参数）NTC热敏电阻可调直流稳压电源（0-5V）数字万用表单刀双掷开关导线FD-WTC-D型恒温控制装置 2X-21型电阻箱2个三、实验原理NTC负温度系数是一种利用半导体材料制成的体积小巧的电阻，为避免热敏电阻自身发热所带来的影响，流过热敏电阻的电流不能超过300微安。
由于热敏电阻随温度变化比金属电阻要灵敏得多，因此被广泛用于温度测量，温度控制以及电路中温度补偿、时间延迟等。
为了研究热敏电阻的电阻温度特性，常用电路如图1所示：R t=（R1/U1）*U t四、实验内容与方法1.测量不同温度t下NTC热敏电阻的阻值R（1）设计实验方案，画出实验电路图如图1，不断改变环境温度t，利用公式R t=（R1/U1）*U t计算出不同温度t下NTC的阻值。
（2）列表记录数据，用最小二乘法求出R与1/t之间的关系2.设计数字体温计如图2电路图所示，根据第一问中得到的R与1/t之间的关系，取35℃与42℃为边界，联立解出R1和R2。
计算各元件的数值，使数字电压表的mV示数即为温度示数。
根据设计的电路图搭建数字温度计，进行调试：（1）测量不同温度时，数字体温计的电压示数，并绘制校准曲线；（2）根据校准曲线，对设计的电路进行改进，使误差不超过1℃。
五、实验数据记录与处理（列表记录数据并写出主要处理过程）不同温度下的NTC阻值数据记录表格（R1=10000Ω U=4.77V）经过线性拟合b=451269.94 a=-7586.20 r=0.9487所以回归方程为：R=451269.94*1/t-7586.20当T=35和42时，解方程组4770R2/(R1+R2+R t)=35 解R1=8126.7.2Ω4770R2/(R1+R2+R t)=42 得R2=99.21Ω调整R2，获得较为准确的体温计（此时R1=8126.7Ω R2=117.2Ω）校准后误差在0.1摄氏度以内。
热敏电阻温度计的设计 实验报告
热敏电阻温度计的设计实验报告大连理工大学大学物理实验报告专业材料物理班级 0705 院(系) 材料学院成绩姓名童凌炜学号200767025 实验台号实验时间 2008 年 11 月 25 日，第14周，星期二第 5-6 节教师签字实验名称热敏电阻温度计的设计教师评语实验目的与要求:(1) 掌握电阻温度计测量温度的基本原理和方法。
(2) 设计和组装一个热敏电阻温度计。
主要仪器设备:稳压电源，自制电桥盒(如右下图所示)，直流单臂电桥箱和热敏电阻感温原件等。
实验原理和内容:热敏电阻温度计的工作原理由于热敏电阻的阻值具有随温度变化而变化的性质，我们可以将热敏电阻作为一个感温原件，以阻值的变化来体现环境温度的变化。
但是阻值的变化量以直接测量的方式获得可能存在较大的误差，因此要将其转化为一个对外部条件变化更加敏感的物理量; 本实验中选择的是电流，通过电桥可以将电阻阻值的变化转化为电流(电压)的变化。
R2、R3为可调节电阻， Rt为电桥的结构如右图所示， R1、热敏电阻。
当四个电阻值选择适当时，可以使电桥达到平衡，即AB之间(微安表头)没有电流流过，微安表指零; 当Rt发生变化时，电桥不平衡， AB间有电流流过，可以通过微安表读出电流大小，从而进一步表征温度的变化。
- 1 -当电桥不平衡时，可以描绘成如右侧的电路图。
根据基尔霍夫定律和R1=R2的条件，能够求得微安表在非平衡状态下的电流表达式:R2tU,(1)cdR，R3t I,gRR3tR，R，221gR，R3t式中， Ucd为加载在电桥两端的电压， Rg为微安表头的内阻值。
可以见到，为使Ig为相关于Rt的单值函数， R1、R2、R3和Ucd必须为定值，而其定制的大小则决定于以下两个因素:1) 热敏电阻的电阻-温度特性。
2) 所设计的温度计的测温上限t1和测温下限t2。
步骤与操作方法:1. 温度计的设计(1) 测出所选择的热敏电阻Rt-t曲线(或由实验室给出)。
用NTC热敏电阻设计制作体温计
用NTC热敏电阻设计制作体温计设计制作体温计需要以下步骤：1.了解NTC热敏电阻的原理和特性：NTC热敏电阻是一种随温度变化而变化阻值的电阻器件。
随着温度升高，NTC热敏电阻的阻值会逐渐减小。
这种特性可以用来测量温度。
2.确定设计参数：首先，确定设计的温度范围。
然后，选择合适的NTC热敏电阻，其阻值应在所选温度范围内变化适当。
一般来说，常见的NTC热敏电阻有10K欧姆和100K欧姆等。
3.进行电路设计：根据所选的NTC热敏电阻和测量范围，设计一个合适的电路。
一种简单的电路方案是将NTC热敏电阻与一个固定的电阻器组成一个电压分压电路，并将其输出连接到一个模拟电压输入引脚。
好的设计应该考虑到温度的准确性、响应速度和电路可靠性等方面。
4.制作电路原型：根据设计的电路图，制作一个原型电路板。
可以使用普通的白板、面包板或PCB进行制作。
在制作过程中，要确保电路连接正确且紧凑。
5.进行实验验证：将体温计放入不同温度下进行测试，并记录每个温度下的电压输出。
校准温度和电压之间的关系。
为了提高准确性，可以使用一个标准温度测量设备进行参考。
6.编写程序：根据电路输出的电压值和预先校准的数据，编写一个程序来计算和显示温度值。
可以使用微控制器或单片机等进行编程。
7.制作外壳和显示：将电路和显示装置封装在一个合适的外壳中，使其便于使用。
可以选择液晶显示器、数码管或LED等显示温度值。
总结：设计制作体温计需要了解NTC热敏电阻的原理和特性，确定设计参数，进行电路设计，制作电路原型，实验验证，编写程序以及制作外壳和显示。
通过这个过程，就可以设计制作出一个简单但准确的体温计。
利用型热敏电阻设计温度计
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三、实验原理
热敏电阻的阻值具有随温度变化而变化的性质
我们可以将热敏电阻作为一个感温原件以阻值的变化来体现环境温度的变化。但是阻值的 变化量以直接测量的方式获得可能存在较大的误差，因此要将其转化为一个对外部条件变 化更加敏感的物理量；本实验中选择的是电流，通过电桥可以将电阻阻值的变化转化为电 流（电压）的变化
为了减小温度测量误差，需要对NTC热敏电阻进行温度补偿。一种常见的温度补偿方法是使用一个电阻网 络和一个稳定的电源电压，通过改变电阻网络中的电阻值来补偿NTC热敏电阻的电阻-温度特性
具体原理为：在NTC热敏电阻电路中，将NTC热敏电阻与一个固定的电阻串联，并以稳定的电源电压为电 路供电。当电路中有电流通过时，根据欧姆定律，电阻越大，电流越小。通过改变串联电阻的取值，可 以调整整个电路的总电阻值，从而得到所需要的电流值
PART 4
四、实验步骤
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四、实验步骤
测出所选择的热敏电阻Rt-t曲线（或由实验室给出） 将NTC热敏电阻和一个固定电阻串联进电路中，在基准温度下， 使用DHT-2型热学实验仪测量NTC热敏电阻的电阻值，并记录下 来 在其他温度下，同样使用DHT-2型热学实验仪测量NTC热敏电阻 的电阻值，然后使用串联电阻网络调整整个电路的总电阻值 使电流值保持在基准温度时的电流值，这样就实现了温度补偿， 使得NTC热敏电阻在不同温度下表现出稳定的电阻值 总之，NTC热敏电阻温度补偿原理是通过改变串联电阻的取值， 调整整个电路的总电阻值，使得NT样可以减小温度测量误差，提高测量精度
2.了解电阻的温度特性和伏安 特性
4.提高设计、创新能力
PART 2
二、实验仪器
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二、实验仪器
实验所需仪器
DHT-2型热学实验仪、NTC热敏电阻、直流稳压电源（电压调节范围0-30V两路输出） 、电阻箱（阻值调节范围0-99999.9Ω、额定功率0.25W）、微安表、万用表、导线
用热敏电阻改装温度计
用热敏电阻改装温度计
那么如何使用热敏电阻来制作温度计呢？下面我们就来简单介绍一下。
1.选择合适的热敏电阻
选择热敏电阻时，需要根据所需的测量精度、测量范围和使用环境等因素来确定，一般来说，热敏电阻的阻值随温度的变化而变化，因此，需要选择符合测量温度范围的热敏电阻。
2.设计电路
制作热敏电阻温度计时，需要将热敏电阻连接到电路中，一般使用电桥电路来实现温度的测量，这种电路可以通过测量电桥的输出电压来获取热敏电阻的阻值变化，从而计算出温度的值。
另外，为了减小电桥的温漂，可以使用一个参考电阻来对热敏电阻进行校准，使得输出电压更加稳定。
3.制作电路板
将电路设计好之后，需要将电路制作到电路板上，然后进行焊接和组装，注意确认焊接的质量和接触情况，避免出现虚焊、短路等问题。
4.调试和测试
在制作完成后，需要进行调试和测试，将温度变化范围内的温度进行测量，并记录输出的电压和计算出的温度值，进行精度和稳定性的测试，并进行调整。
总之，使用热敏电阻改装温度计，需要对热敏电阻、电路设计、制作和调试等方面有一定的技术基础，只有这样才能保证制作出高精度、高质量的温度计。
热敏电阻改装温度计实验原理
热敏电阻改装温度计实验原理一、热敏电阻特性热敏电阻是一种半导体材料，其电阻值随温度变化而显著变化。
与其他电阻不同，热敏电阻的电阻值随温度的升高而降低。
这种特性使得热敏电阻在测量温度时具有快速响应和良好的线性关系。
二、温度与电阻关系热敏电阻的电阻值与温度之间存在一定的函数关系。
通常，热敏电阻的电阻值随温度的升高而降低。
在实际应用中，我们可以通过测量热敏电阻的电阻值来确定温度。
三、电压与温度关系热敏电阻工作时，其两端所加的电压也会影响其电阻值。
因此，我们可以通过调整电压来控制热敏电阻的温度，从而实现温度测量。
四、热敏电阻选择在改装温度计时，选择合适的热敏电阻非常重要。
选择时要考虑其测温范围、灵敏度、稳定性和可靠性等因素。
一般来说，常用的热敏电阻有负温度系数（NTC）和正温度系数（PTC）两种类型。
NTC型热敏电阻随温度的升高而降低，适用于测温范围较广的场合；而PTC型热敏电阻在某一温度点后随温度的升高而升高，适用于过热保护等场合。
五、电阻测量方法测量热敏电阻的电阻值时，我们通常采用惠斯通电桥法或伏安法等电路来测量。
其中，惠斯通电桥法是一种常用的测量方法，它通过调节电桥平衡来确定电阻值。
伏安法则通过测量电流和电压来确定电阻值。
六、温度读数装置为了将热敏电阻改装成温度计，我们还需要设计一个能够将电阻值转换为温度值的读数装置。
这个装置可以采用电位器、AD转换器等器件来实现。
通过调整电位器的阻值，将热敏电阻的电压信号转换为对应的温度值，然后通过显示器件进行显示。
七、实验操作流程选择合适的热敏电阻，并根据要求连接电路。
将热敏电阻连接到惠斯通电桥中，调节电桥平衡并测量热敏电阻的阻值。
将测量得到的电阻值输入到温度读数装置中，调整电位器使温度值与实际值相符。
记录实验数据并分析误差来源。
用热敏电阻制作温度计实验原理
用热敏电阻制作温度计实验原理前边的实验描述了定容空气温度计的简单操作，本实验将空气温度计作为简单的标准温度计，用于校准制成的热敏电阻温度计，目的是在实验室里学习测量温度的理论。
下式给出了温度（单位为℃）的定义：其中，f为定义温度时描述温度材料性能的参数值。
f0是冰点时该参数之值，f100是沸点时的值。
当外部压强不变时，对于气体温度计，上式就成为其中，h是图16／2中（h2－h1）的值，式中h的下标表示温度。
如果已测定了等式右边所有的量，就能计算气体温度计的温度θg。
如果热敏电阻的阻值在冰水中为R0，在沸水中为R100，在θt时为R，按上述的普遍方程式，这只热敏电阻温度计标度的温度表达式为本实验将在同一时刻用定容式空气温度计和热敏电阻温度计测量同一容器内的水温，测得θg和θt，并作出它们的关系图象。
用热敏电阻制作温度计仪器带搅拌器的大水槽、或能够保持在各种恒定温度的水套；0－100℃的温度计；热敏电阻，用软木塞把它固定在干燥的玻璃管内，为便于连接到桥式电路中，热敏电阻的引线要焊接到一对长约1m的花线上。
实验步骤将热敏电阻温度计作为未知电阻接入桥式电路，用变阻箱作为电路的标准电阻。
把装着热敏电阻的玻璃管放入盛水的烧杯里，杯中的水用于控制定容空气温度计的球形容器的温度。
半导体热敏电阻温度计的电阻较低，接入桥式电路将通过相当大的电流，这会引起实际温度的变化。
因此，用电桥测量它的电阻值时，应迅速找出平衡点、缩短测量时间。
在烧杯里定容空气温度计球形容器的周围装满冰水混合物。
在达到热平衡时，取得所需要的观测数据，并测定（i）热敏电阻温度计的电阻；（ii）球形容器里空气的压强——参看后面的观测数据表格。
用冷水取代冰水，达到热平衡时记录第二组数据。
将水温升高15℃或10℃，重复上述操作并记录观测数据。
因为水银温度计和气体温度计的读数很接近，可以用一支水银温度计来粗略地判断温度上升的间隔。
而在分析及标定热效电阻温度计的度数时并不引用水银温度计的读数，所以不会使本实验所依据的原理（即标定度数所依据式子）失效。
热敏电阻温度计报告
热敏电阻温度计报告热敏电阻温度计是一种常用的温度测量设备。
本报告就热敏电阻温度计的原理、分类、性能、测量误差及使用注意事项进行详细的介绍。
一、原理热敏电阻温度计是利用金属或半导体材料电阻随温度改变而改变的原理制成的温度测量元件。
在它的导体材料中，通过控制其材料特性（如金属或半导体材料），可以根据电阻值的变化来测量温度。
二、分类热敏电阻温度计可分为两大类：PT100热敏电阻和医用热敏电阻。
PT100热敏电阻是指以纯铂为电阻材料，电阻随温度的变化符合伏安特性（即电阻随温度成线性变化）的热敏电阻。
它非常精准，测量范围广，可用于工业、科学及医疗等领域。
医用热敏电阻是专门为医疗用途设计的电阻。
它与PT100电阻不同，它使用高精度的电阻材料，如镍铬合金等。
此外，它在精度、响应时间、抗干扰能力等方面也有独特的设计要求。
三、性能（一）线性度：线性度是指传感器输出与温度的关系是否符合线性函数的要求。
PT100的线性度一般不低于1%。
热敏电阻温度计的精度指的是测量结果与标准温度的偏差程度。
它通常用百分比表示，一般为±0.15%。
（三）响应时间：热敏电阻温度计响应时间是指温度变化引起电阻变化后，传感器输出值达到稳定值所需的时间。
一般情况下，仪器响应时间越短，其灵敏度越高。
（四）工作环境：热敏电阻温度计的工作温度范围通常为-200℃至+850℃。
对于某些特殊用途，还需要耐腐蚀、耐辐射等特殊性能。
四、测量误差测量误差是指实际测量结果与实际温度之间的偏差。
而测量误差的大小通常受很多系统因素的影响，如温度校准、测量设备磁场、电源电压、载波频率等。
因此，在使用热敏电阻温度计时，需要注意以下几点：（一）不要将测量温度超过热敏电阻的测量范围；（二）不要将热敏电阻长时间曝露在高温或低温环境下，否则可能会导致测量误差；（三）尽量避免电源电压和载波频率对测量系统的影响；（四）及时进行温度校准。
五、使用注意事项（一）在使用热敏电阻温度计时，应仔细阅读说明书，以确保正确的使用和维护；（二）热敏电阻温度计不能直接连接在高电压力下的电路中，否则可能导致电压过高而产生火花引起坏死；（三）在使用热敏电阻温度计时，要注意其适用范围，避免使用不当而导致损坏。
设计制做半导体热敏电阻温度计
ūA
a. 外接稳压可调电源；b. 桥路接微安表；c. RX 处接热敏电阻； 外接稳压可调电源；b. 桥路接微安表；c.
d. RS处接可调电阻箱；
电学设计性实验（ 电学设计性实验（一）
——设计制做半导体热敏电阻温度计
4. 设计制做半导体热敏电阻温度计 的实验步骤 第一次课及课后要完成的任务： 记录仪器参量：电阻箱的调节范围，电 源的调节范围，微安表的量程和对应 的内阻，热敏电阻的室温阻值和选定 的高温【75° 的高温【75°C】及其阻值【查出来】。 及其阻值【查出来】 绘出实验电路，记录流过微安表的电 流表达式。
(5 ). 适当选择电桥倍率，在确定的下限温度环 境中，调节RS使电桥平衡，此 境中，调节RS使电桥平衡，此 时微安表读数为零； (6 ). 保持RS不变, 调节工作电源E,使测量环境 保持RS不变, 调节工作电源E,使测量环境 温度达到上限温度时, 温度达到上限温度时,表头示值 为预计上限温度；
• 利用公式 • R1,R2,根据电桥其它电阻的阻值，选择相近 R1,R2,根据电桥其它电阻的阻值，选择相近 的整数，并相等。 • 在测量的低温端【室温】Ig=0mA,利用R0,确 在测量的低温端【室温】Ig=0mA,利用R0,确 定Rs; • 在温度表的高温端【75度】，Ig=400mA,和 在温度表的高温端【75度 Ig=400mA,和 R75的阻值,确定电源电压。 的阻值,
利用表达式，分析电桥各比例臂的 数值、电源电压对微安表电流的影 响。利用选定的微安表量程【 响。利用选定的微安表量程【即选 定了内阻】 定了内阻】、满量程的高温电阻 【加水测量】、室温电阻、各比例 加水测量】 臂电阻，计算出电源电压。要考虑 流过电流表的电流方向【 流过电流表的电流方向【正负极接 到那一端】 到那一端】。
基于热敏电阻的数字温度计课程设计报告书
目录1 绪论 (1)2 系统硬件电路设计 (3)2.1 测温电桥电路 (3)2.2 信号放大电路........................................................................ .. (6)2.3 AD转换电路............................................................................. (7)2.4 控制电路........................................................................... . (9)2.5 声光报警电路 (10)2.6 显示电路 (11)2.7 电源电路 (12)3 系统软件设计 (15)4 总结与展望 (16)参考文献 (17)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。
目前温度计按测使用的温度计种类繁多，应用围也比较广泛，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通过OP07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。
系统硬件原理图如图1—1图1—1系统框图系统硬件原理图如图1—1所示，由热电阻传感器测的外界温度，经过信号放大，然后送给模数转换，将原有的模拟信号转换为可以贝单片机识别和运算的数字信号，然后在通过软件编程通过显示电路显示出来当前所测得的温度。
热敏电阻数字温度计及设计与制作
评分：大学物理实验设计性实验实《用热敏电阻改装温度计》实验提要设计要求⑴通过查找资料，并到实验室了解所用仪器的实物以及阅读仪器使用说明书，了解仪器的使用方法，找出所要测量的物理量，并推导出计算公式，在此基础上写出该实验的实验原理。
⑵选择实验的测量仪器，设计出实验方法和实验步骤，要具有可操作性。
⑶根据实验情况自己确定所需的测量次数。
实验仪器惠斯通电桥，电阻箱，表头，热敏电阻，水银温度计，加热电炉，烧杯等实验所改装的温度计的要求（1）要求测量范围在40℃~80℃。
（2）定标时要求测量升温和降温中同一温度下热敏温度计的指示值（自己确定测量间隔，要达到一定的测量精度）。
（3）改装后用所改装的温度计测量多次不同温度的热水的温度，同时用水银温度计测出此时的热水温度（作为标准值），绘制出校正曲线。
提交整体设计方案时间学生自选题后2~3周内完成实验整体设计方案并提交。
提交整体设计方案，要求电子版。
用电子邮件发送到指导教师的电子邮箱里。
思考题如何才能提高改装热敏温度计的精确度？用热敏电阻改装温度计实验目的：1．了解热敏电阻的特性；2．掌握用热敏电阻测量温度的基本原理和方法；3．进一步掌握惠斯通电桥的原理及应用。
实验仪器：惠斯通电桥，电阻箱，热敏电阻，水银温度计，滑动变阻器，微安表，加热电炉，烧杯等实验原理：1．惠斯通电桥原理惠斯通电桥原理电路图如图1所示。
当电桥平衡时，B，D之间的电势相等，桥路电流I＝0，B,D之间相当于开路，则U B=U D;I1=I x,I2=I0;于是I1R1=I2R2,I1R X=I2R0 由此得R1/R X=R2/R0或R X=R0R1/R2 （1）（1）式即为惠斯通电桥的平衡条件，也是用来测量电阻的原理公式。
欲求R X，调节电桥平衡后，只要知道R1,R2,R0的阻值，即可由(1)式求得其阻值。
2.热敏电阻温度计原理热敏电阻是具有负的电阻温度系数，电阻值随温度升高而迅速下降，这是因为热敏电阻由半导体制成，在这些半导体内部，自由电子数目随温度的升高增加的很快，导电能力很快增强，虽然原子振动也会加剧并阻碍电子的运动。
热敏电阻温度特性及热敏电阻温度计的设计
热敏电阻温度特性及热敏电阻温度计的设计热敏电阻是对温度变化表现出非常敏感的一种半导体电阻元件，它能测量出温度的微小变化，并且体积小，工作稳定，结构简单。
因此，它在测温技术、无线电技术、自动化和遥控等方面都有广泛的应用。
利用热敏电阻作为感温元件，并且配有温度显示装置的温度仪表称为热敏电阻温度计。
热敏电阻能把温度信号变成电信号，从而实现了非电量的测量。
值得提出的是，电量测量是现代测量技术中最简便的测量技术，不仅测量装置简单、造价低、灵敏度高、而且容易实现自动化控制，是测量技术的一个重要的发展趋势。
【实验目的】1．研究热敏电阻的温度特性2．进一步掌握非平衡电桥电路原理及应用3、了解负温度系数热敏电阻的温度特性4、设计和安装一台热敏电阻温度计，并对这台温度计的测量误差进行测试和评价【实验原理】内容1 热敏电阻的温度特性1、测量原理热敏电阻的基本特性是它的温度特性，许多材料的电阻随温度的变化而发生变化，纯金属和许多合金的电阻随温度增加而增加，它们具有正的电阻温度系数。
另外像炭、玻璃、硅和锗等材料的电阻随温度的增加而减小，具有负的电阻温度系数。
在半导体中原子核对价电子的约束力要比金属中大，因而自由载流子数少，故半导体的电阻率较大而纯金属的电阻率较小。
由于半导体中载流子数目是随着温度的升高而按指数规律急剧增加，载流子越多，导电能力越强，电阻率就越小，因此半导体热敏电阻的阻值随着温度的升高电阻率将按指数规律减少。
如温度由︒-C 100变至︒+C 400时，由铂丝材料制成的电阻，其阻值变化10倍左右；而热敏电阻的阻值在上述温度变化相同的情况下变化可达到710倍。
实验表明，在一定温度范围内，半导体材料的电阻率ρ和绝对温度T 的关系可表示为：T b e a 0=ρ其中0a 、b 为常数，仅与材料的物理性质有关。
由欧姆定律得热敏电阻的阻值：b T b T ae S L e a S L R ===/0ρ（1） 上式中令SL a a 0= 、S 、L 分别为热敏电阻的横截面积和电极间的距离。
基于热敏电阻的温度计设计
Hefei University温度计设计报告基于热敏电阻的温度计设计引言热敏电阻是一种敏感元件，其特点是电阻随温度的变化而显著变化，因而能直接将温度的变化转换为电量的变化，也就是说能将温度信号转化为电信号，从而实现了非电量的测量。
热敏电阻一般是用半导体材料制成的温度系数范围约为：（－0.003~＋0.6）／℃。
热敏电阻的温度系数有正有负，因此分成PTC热敏电阻和NTC热敏电阻两类。
NTC热敏电阻是以锰、钴、镍铜和铝等金属氧化物为主要原料，采用陶瓷工艺制成。
这些金属氧化物都具有半导体性质。
近年来还有用单晶半导体如碳化硅等材料制成的（国产型号 MF91~MF96）负温度系数热敏电阻器。
NTC热敏电阻做为温度传感器具有体积小，结构简单，灵敏度高，并且本身阻值大，一般在102~105之间，不需要考虑引线长度带来的误差，易于实现远距离测量和控制。
NTC热敏电阻的测温范围较宽，特别适用于－100~300℃之间的温度测量。
NTC热敏电阻在工作温度范围内，其阻值随温度增加而显著减小，大多用于测温和控温，可以制成流量计和功率等。
一、 实验原理1、负温度系数热敏电阻的温度特性统计理论指出，热敏电阻的电阻值与温度的关系为：Rt = A ·exp B ／T ，其中A 、B —半导体有关的常熟（理论分析和实验结果表明，B 值随温度略有变化，但在一般工作温度范围内近似为常数；B 值越大，阻值随温度的变化越大）; T 表示热力学温度。
t 表示摄氏温度，且T ＝273.15＋t ；Rt —在摄氏温度为t 时的电阻值，随温度上升，其电阻值呈指数关系下降（如图一）。
图1 负温度系数热敏电阻的温度特性 图2 非平衡电桥 图3 热敏电阻温度计的温度与电流特性T2、非平衡电桥电桥是一种用比较法进行测量的仪器。
所谓非平衡电桥，是指在测量过程中电桥是不平衡的。
桥路上的电流不为零，桥路上的电路的大小与电源电压，桥臂电阻有关。
利用非平衡电桥进行测量时，应具体选定，除待测电阻外其他电阻的阻值以及电源电压，这样待测电阻Rt与桥路上的电流Ig 就有唯一对应的关系，确定Rt-Ig的关系的过程，即为非平衡电桥的定标。
热敏电阻指针式温度计制作 童柯臻
+ 实验原理
+ 热敏电阻随温度变化而变化，从而改变电路中的 电流，使指针偏转程度不同，通过合理的定标和 表头的刻度来显示温度
+ 实验材料
+ 热敏电阻，电线若干，电路主板，变阻器，电阻， 电容器，二极管，表头（指针，游丝），变压器 及电烙铁等实验工具+ 实验电路图如下
+ 1.将插头尾端剪去，用万用表检测哪一条是地线，然后将火线 和零线接于变压器红色端，完成后可以将220V电压转化为7.5V 实验电压。
+ 2.按照电路图将实验元器件用电烙铁焊接于线路板上。 + 3.制作表头。将游丝焊接于指针两侧，用镊子将游丝安置于指
针一端突起上，游丝上下两应方向相反，安装于磁铁上。完成 后检验指针转动是否灵活，能否回到初始位置，进行调整。 + 4.将两个变阻器和热敏电阻接入线路中，先用变阻箱确定量程 大约为30℃—60℃，将变阻器的电阻用万用表测定，202的变阻 器调整为1000欧，101的变阻器调整为100欧。 + 5.定容，将热敏电阻置于温水中，调节水温，根据温度计的示 数来在表盘上刻画相应的刻度。
+谢谢
+ 2014.9.12
用热敏电阻改装温度计.(DOC)
用热敏电阻改装温度计.(DOC)热敏电阻是一种精密测量温度的元件，因其结构简单、测量稳定，已经广泛应用于各种领域中。
本文将介绍如何利用热敏电阻改装温度计。
一、热敏电阻测温原理热敏电阻的电阻值随温度的变化而变化，因此可以利用热敏电阻的电阻变化来测量温度。
当热敏电阻发生温度变化时，其电阻值的变化量可以通过电桥法来测量。
一般而言，电桥法的测量精度高、测量稳定性好，适用于各种温度测量场合。
二、改装温度计的步骤1.选取合适的热敏电阻首先需要根据所需测量的温度范围和精度要求选取合适的热敏电阻。
通常情况下，热敏电阻的电阻值变化率与温度呈线性关系，因此可以考虑选取具有稳定的特性曲线的热敏电阻。
2.确定电路连接方式接下来需要确定电路的连接方式，一般而言，热敏电阻需要通过电桥法来进行测量。
电桥法中，热敏电阻和标准电阻两者串联在同一电路中，可形成电桥电路，使电桥平衡时的电压差即为热敏电阻的电阻值变化。
3.设计电路图在确定电路连接方式后，就需要设计相应的电路图。
一般而言，电路图包括电源、热敏电阻、标准电阻和电桥等部分，需要合理分配电路元件的位置和连接方式。
4.安装电路元件安装电路元件是电路组装的重要步骤之一。
在安装过程中，需要注意不同元件的连接方式、不同元件之间的间距、位置等因素。
5.测试电路安装完成后，需要进行电路测试。
可用信号发生器产生一定频率的信号，通过闸流器将信号输入电路中，并测量电路的输出波形，进而得出电路的频率特性、灵敏度等参数，以检验电路的工作状态。
1.改装成本较低与传统的温度计相比，利用热敏电阻改装温度计的成本较低。
因为热敏电阻的制造成本较低，且更便于集成和组装。
2.测量精度更高热敏电阻提供更高的测量精度和性价比，可应用于各种领域，如工业自动化、环境监测、医疗设备、航空航天等领域中。
3.使用寿命长热敏电阻的使用寿命长，基本上不会因使用寿命到期而失效。
同时，可以通过热敏电阻结构的优化来提高其使用寿命。
四、总结热敏电阻是一种常见的温度测量元件，具有测量精度高、测量稳定等优势。
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大学物理试验设计性试验试验报告试验题目：热敏电阻改装温度计姓名：***班级：2011级一班学号：**********指导教师：热敏电阻改装温度计一、实验目的1. 了解半导体和研究热敏电阻的温度特性2. 设计测量温度范围为40°C—80°C的热敏电阻温度计。
0. 掌握用热敏电阻测量温度的原理和基本方法，通过试验会用热敏电阻改装温度计4. 进一步掌握惠斯通电桥的原理及特点及非平衡电桥的输出特性。
5. 熟悉实验常用仪器的使用。
二、实验仪器惠斯通电桥，电阻箱，表头，热敏电阻，电子温度计，滑动变阻器，微安表，加热电炉，保温瓶，烧杯等三、实验原理1. 热敏电阻的温度特性热敏电阻是利用半导体电阻值随温度呈显著变化的特性制成的一种热敏元件。
热敏电阻是具有负的电阻温度系数，电阻值随温度升高而迅速下降，这是因为热敏电阻由半导体制成，在这些半导体内部，自由电子数目随温度的升高增加的很快，导电能力很快增强，虽然原子振动也会加剧并阻碍电子的运动。
但这样作用对导电性能的影响远小于电子被释放而改变导电性能的作用，所以温度上升会使电阻下降。
这样就可以测量电桥非平衡时通过桥路的电流大小来表征温度的高低。
热敏电阻温度计的设计电路图如图2示。
取R2＝R0，R1值等于测温范围最低温度（40℃）时热敏电阻的阻值。
R4是校正满刻度电流用的。
取R4值等于测温范围最高温度（80℃）时热敏电阻的阻值。
测量时首先把S2接在R4端，改变W使微安表指示满刻度，然后再把S2接在R t端，如果在0℃时，R T＝R1，R0＝R2，电桥平衡，微安表指示为零。
温度越高，R t值越小，电桥越不平衡，通过表头的电流也就越大。
反过来可以用通过表头的电流来表示被测温度的高低。
2. 惠斯通电桥原理电桥平衡时，B、D之间的电势相等，测量未知电阻时利用电桥法可以减小实验误差。
如图1所示即惠斯通电桥的电路图：BD称为桥路R t、R 1、R 2、R 0为四个桥臂。
由于电桥采取将待测电阻与标准电阻相比较的方法，同时，作为作平衡指示器的检流计只用来判断有无电流，并不需要提供读数，具有较高的灵敏度，因此用它测量电阻，能得到较为准确的。
当电桥平衡时B、D两点的电位相等,据两端为等电势的电路中不会存在电流的事实图中跨越在B、D间的检流计G用来判断这两点是否为等电势。
闭合开关K1、K2如果检流计示数为零值桥路电流I g=0桥路达到平衡有U B=U D,U AB=U AD,U BC=U DC（1）由于I g=0,所以I1 =I t I2=I0（2）有I1R1=I2R2I t R t =I0R0（0）可得RtR2=R1R0（4）或R t=错误!未找到引用源。
R0(5) 式(5)即为惠斯通电桥的平衡条件，也是用来测量未知电阻的原理公式。
根据它的形式我们称R t为待测电阻。
欲测R t，只要选择恰当的R 1、R 2、R 0阻值，使电桥平衡，就可用式(5)求得其阻值。
这个关系式是由“电桥平衡”推出的结论。
反之，也可以由这个关系式推证出“电桥平衡”来。
由于要用热敏电阻改装成温度计必须知道热敏电阻的温度特性,所以可以用平衡电桥来测出不同温度下热敏电阻的阻值。
3. 热敏电阻的理论电阻—温度特性曲线如图2所示：四、实验内容与步骤：1、电阻—温度特性测定(1)用热敏电阻代替图1所示惠斯通电路中的Rt 后接通电源，合上开关（先合K 1，再合K 2）。
(2)首先校准检流计的机械零点。
(3)把热敏电阻放入烧杯中，用加热电炉加热烧杯中的水，并用水银温度计测量水温。
(4)选择恰当的倍率（21R R 的值），接通电源，通过调节R 0的阻值，使电桥平衡，记录R 0的阻值，逐步升高水温，测出不同温度下的热敏电阻阻值。
(5)从40℃开始，每隔5℃测量一组数据，读取不同温度时的观察数据，直到80℃为止。
(6)从80℃开始逐步降低水温，每隔5℃测量一次数据，直到40℃为止。
(7)算出升降温时各温度下R t 的平均值，根据式（5）算出对应温度下热敏电阻的阻值。
(8)根据测得的数据绘制热敏电阻的电阻—温度特性曲线图。
标准温度T(℃)热敏电阻阻值R （Ω） 电阻平均值R （Ω） 升温 降温 4045 50 55 60 65 70 75 802、用热敏电阻改装温度计1、按图1接好电路，先将K2接在Rt上，取R2＝R0，R1值等于测温范围最低温度（40℃）时热敏电阻的阻值。
调节R0使R t的值等于热敏电阻在80℃时的阻值时，微安表指针满偏。
保持R0不变，通过调节R t的阻值等于不同温度下热敏电阻的阻值（40℃到80℃），对微安表进行定标。
2、定标后保持电路中各电阻阻值不变，把K2接在热敏电阻上，把热敏电阻放在烧杯中加热,并用水银温度计测量水温。
3、热敏电阻在40℃时，因为R T＝R1，R0＝R2，电桥平衡，微安表指示为零。
4、测量时，观察水银温度计,从40℃开始到80℃为止,每隔5℃读取微安表的指示值并与水银温度计的值比较。
升降温各测一次。
3、温度校正1、用改装后的热敏电阻温度计测量多次不同温度的热水的温度，从40℃到80℃水银温度计每隔4℃读取一个对应温度下热敏温度计的指示值，分别记下用水银温度计和热敏温度计测的数据，将水银温度计测出的热水温度作为标准值。
2、根据测得的数据绘制出温度校正曲线图。
作图时以热敏温度计的指示值作为横坐标轴，以偏差作为纵坐标轴。
水银温度计读40 44 48 52 56 60 64 68 72 76 80 数T0(℃)热敏电阻读数（升）（℃）热敏电阻读数（降）（℃）热敏电阻读数平均值T t∆T=T0-T t4、注意事项：(1)接通电源前，电阻箱须调到预计值，以防通过检流计的电流过大，损坏检流计。
(2)B、G开关应短时间接通（一般以0秒为宜），通电时间长会导致电阻发热，引起阻值变化，接通时间过短会使测量数据误差过大。
(实验经验告诉我，电阻的热效应是非常明显的，所以要每次快速调节，避免热效应引起的变化)(3)进行试验时动作要迅速，以防水温发生变化，导致试验误差过大。
五、实验过程，数据记录及处理热敏电阻温度特性曲线实验电路图热敏电阻与电子温度计保温瓶装置标准温度T(℃)热敏电阻阻值R（Ω）电阻平均值R（Ω）升温降温40 115.6 115.5 115.5545 117.0 117.1 117.0550 119.4 119.4 119.455 121.3 121.4 121.3560 123.2 123.3 123.2565 125.1 125.2 125.1570 127.1 127 127.0575 128.9 129 128.9580 130.9 130.9 130.9水银温度计读数T0(℃)40 44 48 52 56 60 64 68 72 76 80热敏电阻读数（升）（℃）40.2644.3148.0351.9155.8360.0164.0368.1372.2375.9480.00热敏电阻读数（降）（℃）40.1944.2948.1352.1355.9260.1864.4167.8672.1276.1280.02热敏电阻读数平均值T t 40.22544.3048.0852.0255.87560.09564.2267.99572.17576.0380.01∆T=T t-T00.2250.30.080.02-0.1250.0950.22-0.0050.1750.030.01温度计定级： 由温度校正数据表数据和公式△T=T 0－ T t 得：40℃时为最高温差 △T=T 0-T t=0.225（℃） 而改装后的量程为Xm=40℃。
由准确度等级 公式：S=XmXm100% 可求得S 为: S=0.225÷40×100％=0.5625所以改装后仪器的准确度等级为：S ＝1六、试验结果：改装后的热敏电阻温度计能较为准确的测出改装范围内的水温，但某些点的误差较大。
思考题：如何才能提高改装热敏电阻温度计的精确度？答：用电桥测量热敏电阻的阻值时，应迅速找出平衡点、缩短测量时间；适当选定测量温度的间隔。
具体方法为：要测热敏电阻在某一温度时的电阻时，在水温接近这点时先调电桥平衡，待水温达到需要的温度时再进行微调即可。
心得体会：通过实验，我觉得做好一个实验不仅要有扎实的理论基础，也必须具备一定的动手能力。
同时做好一个实验也要有耐心。
通过本次实验，我对热敏电阻的温度特性和惠斯通电桥原理及其运用有了进一步的了解。
并学会了如何运用热敏电阻改装成温度计。
通过试验我还发现了以下一些问题：1、测量时操作一定要迅速，否则测出的数据误差较大。
2、热敏温度计的阻值较低，通过桥式电路的电流比较大，接通时间过长会引起实际温度的变化，因此，用电桥法测量热敏电阻阻值时，应迅速找出平衡点，缩短测量时间。
具体方法为：要测热敏电阻在某一温度时的电阻时，在水温接近这点时先调电桥平衡，待水温达到需要的温度时再进行微调即可。
3、接通桥路中的B ，G 开关时间不宜过长也不宜过短，一般按下3秒左右，接通时间过短不能确保电桥是否已经平衡，接通时间过长会导致电阻发热，引起阻值变化。
4、最重要的是最低温度（40℃）和最高温度（80℃）时的观测数据，若不测出它们就无法准确的进行定标和分析。
5、在这次实验的开始，本来我是觉得热敏电阻的实验简单所以选择了这个课题。
本来我的初衷是想偷懒的，但是当我真真着手开始进行这个实验的时候，我发现，其实并不简单！动手操作之后从原本看似简单的理论到实际操作记录实验数据。
考的就是一个人的所有能力！我很喜欢这样的实验过程，给与我的远比书本上学得多。
遇到我不会的问题，通过问老师，上网搜索、提问等等方式解决。
最后通过本次实验，我的收获实在颇多。
对于惠斯通电桥我有了更为彻底的理解，以及热敏电阻的特性，我都有了更为清晰的了解；而且我学会了WPS和world的数据处理、图表制作，还有在文档中怎么打出特殊数学符号，物理单位符号。
谢谢老师的辛苦工作，还有学院领导提供给我们的良好的实验环境，让我们学能践行。
如果还有一次设计性实验，我一定会做得更好！。