温度传感器的温度特性测量实验
温度传感器特性研究--实验报告
沈阳城市学院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请认真填写实验原理（注意：原理图、测试公式）一、直流电桥法测Pt100铂电阻温度特性直流电桥的原理图如图，根据直流电桥的基本 原理有：312t R R R R =，因为R1=R2，所以R3=Rt ，Rt 即为铂电阻。
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，在0～100℃范围内Rt 的表达式可近似线性为：01(1)t R R A t =+ 。
二、恒流源法测NTC 热敏电阻温度特性恒流源法电路原理图如图，根据串联电路原理11R RtO Rt t U U R I U R ==，Rt 即为热敏电阻。
热敏电阻是利用半导体电阻阻值随温度变化的特性来测量温度的，在一定的温度范围内（小于450℃）热敏电阻的电阻Rt 与温度T 之间有如下关系：)11(00T T B T eR R -=三、PN 结温度传感器特性PN 结温度传感器实验电路如图，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 式中Ugo 为半导体材料参数，K 为PN 结的结电压温度系数。
请认真填写请在两周内完成，交教师批阅附录110115120125130135电阻/Ω温度/℃直流电桥法测Pt100铂电阻的温度特性图100200300400500600700800900电阻/Ω温度/℃电压/m V温度/℃。
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。
实验1.4温度传感器温度特性的测量[1]
![实验1.4温度传感器温度特性的测量[1]](https://img.taocdn.com/s3/m/dd7f4c3dcaaedd3382c4d35c.png)
智能型致冷/加热温度控制仪
1
直流稳压稳流电源
1
数字万用表
1
LCR Meter
1
温度传感器
8
导线
若干
[ 原理概述 ] 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、测温范围和特点请翻阅教材的§6.2 节-温度计。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，来学习这些传感器的工作原理。
实验 1.4 温度传感器温度特性的测量
2. 数据处理 （1）作 Cu50 的 RCu ~t(℃)关系曲线并拟合求出电阻温度系数 A。要求写出最小二 乘法拟合的中间过程，而不是用数据处理软件直接得出结果。
中山大学理工学院物理实验教学中心编制
Page学《基础物理实验（I）》课程报告模板
中山大学《基础物理实验（I）》课程报告模板
3． 传感器测量设备
实验 1.4 温度传感器温度特性的测量
图 1.4. 5 JK-31 型直流稳压稳流电源
图 1.4. 6 DM3051 型数字万用表
图 1.4. 7 TH2811D 型 LCR Meter 直流稳压稳流电源提供了三组电源，一个是 0-30V 连续可调的稳压电源，一个是 0-250mA 连续 可调的稳流电源，第三个为集成电路工作电源，输出电压为±(3.3,5,8,12,15)V。DM3051 数字万用表 的使用方法请查阅教材的第 4-15 页，TH2811D 型 LCR Meter 的使用方法请查阅第 4-24 页。
EX =f (t) f (t0 )
（5）
EX 仅与两种导体的材料和两接点处的温度有关，而与导体的粗细、长短及两种导体的
接触面积无关。 EX 和两接点的温度差 t (t t0 ) 一般是非线性的，但温差不大时，可
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。
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。
温度传感器特性研究报告--实验报告
城市学院
物理实验报告
物理实验室制
请认真填写
3
12t R R R R =
，因为R1=R2，所以R3=Rt ，Rt 即为铂电阻。
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，在0～100℃围Rt 的表达式
可近似线性为：
01(1)
t R R A t =+ 。
二、恒流源法测NTC 热敏电阻温度特性
恒流源法电路原理图如图，根据串联电路原理
11R Rt
O Rt t U U R I U R =
=，Rt 即为热敏电阻。
热敏电阻是利用半导体电阻阻值随温度变化的特性来测量温度的，在一定的温度围〔小于450℃〕热敏电阻的电阻Rt 与温度T 之间有如下关系：
)11(
00
T T B T e
R R -=
三、PN 结温度传感器特性
PN 结温度传感器实验电路如图，PN 结的正向电压U 和温度t 近似满足以下线性关系
U=Kt+Ugo 式中Ugo 为半导体材料参数，K 为PN 结的结电压温度系数。
请认真填写
请在两周完成，交教师批阅
附录。
实验十一 LM35温度传感器特性实验
实验十一 LM35温度传感器特性实验【实验目的】1、了解LM35温度传感器的基本原理和温度特性的测量方法；2、测量LM35温度传感器输出电压与温度的特性曲线；【实验仪器】电磁学综合实验平台、LM35温度传感器、加热井、温度传感器特性实验模板【实验原理】1．电压型集成温度传感器（LM35）LM35温度传感器，标准T0-92工业封装，其准确度一般为±0.5℃。
（有几种级别）由于其输出为电压，且线性极好，故只要配上电压源，数字式电压表就可以构成一个精密数字测温系统。
内部的激光校准保证了极高的准确度及一致性，且无须校准。
输出电压的温度系数K V=10.0mV/℃，利用下式可计算出被测温度t（℃）:U O=K V*t=(10mV/℃)*t即：t(℃)= U O/10mV （11-1）LM35温度传感器的电路符号见图11-1，V o为输出端实验测量时只要直接测量其输出端电压U o，即可知待测量的温度。
图11-1图11-2LM35传感器特性实验连接图【实验步骤】1、按图11-2，将实验平台加热输出与加热井（加热接口）连接，实验台风扇接口与加热井（风扇接口）连接。
2、调节PID控温表，设置SV：在表面板上按一下(SET)按键，SV表头的温度显示个位将会闪烁；按面板上的“▲”或“▼”键调整设置个位的温度；在按面板上按一下(SET)按键即可，SV表头的温度显示个位将会闪烁，再按“＜”键使表头的温度显示十位闪烁，按面板上的“▲”或“▼”键调整设置十位的温度；用同样方法还可设置百位的温度。
调好SV所需设定的温度后，再按一下（SET）按键即可完成设置。
将加热开关选择（快）档加热，待30秒后，仪器开始加热，控温表即可自动控制温度。
调节不同温度，设定参照步骤2进行调节。
3、根据不同的实验连接不同的连接线，可参照上图。
【实验数据】1、LM35传感器（工作电压5V）（直流电压表2V档测量）表11-1t(℃) 30 40 50 60 70 80 90 100U2、描绘.LM35传感器曲线，求出.LM35随温度变化的灵敏度S(mV/℃),【注意事项】1、加热器温度不能加热到120℃以上，否则将可能损坏加热器。
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。
2023年大学物理实验温度传感器实验报告
有关温度传感器特性旳试验研究摘要：温度传感器在人们旳生活中有重要应用，是现代社会必不可少旳东西。
本文通过控制变量法，详细研究了三种温度传感器有关温度旳特性，发现NTC电阻随温度升高而减小；PTC电阻随温度升高而增大；但两者旳线性性都不好。
热电偶旳温差电动势有关温度有很好旳线性性质。
PN节作为常用旳测温元件，线性性质也很好。
本试验还运用PN节测出了波尔兹曼常量和禁带宽度，与原则值符合旳很好。
关键词：定标转化拟合数学软件EXPERIMENTAL RESEARCH ON THE NATURE OF TEMPERATURE SENSOR1.引言温度是一种历史很长旳物理量，为了测量它，人们发明了许多措施。
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、可持续测量等长处，因此有必要对其进行一定旳研究。
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旳关系。
2.热电阻旳特性2.1试验原理2.1.1Pt100铂电阻旳测温原理和其他金属同样，铂(Pt)旳电阻值随温度变化而变化,并且具有很好旳重现性和稳定性。
运用铂旳此种物理特性制成旳传感器称为铂电阻温度传感器，一般使用旳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℃）最常用旳一种温度检测器，本试验即采用这种铂电阻作为原则测温器件来定标其他温度传感器旳温度特性曲线，为此，首先要对铂电阻自身进行定标。
按IEC751国际原则，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℃时原则电阻值（R100=138.51Ω，R0=100.00Ω），代入上式可得到Pt100旳TCR为0.003851。
Pt100铂电阻旳阻值随温度变化旳计算公式如下：Rt=R0[1+At+B t2+C(t-100)t3] (-200℃<t<0℃) (1.2)式中Rt表达在t℃时旳电阻值，系数A、B、C为：A=3.908×10−3℃−1；B=-5.802×10−7℃−2；C=-4.274×10−12℃−4。
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 2-19 温度传感器的温度特性测量和研究
实验 2-19 温度传感器的温度特性测量和研究温度是一个表征物体冷热程度的基本物理量，自然界中的一切过程都与温度密切相关。
因此，温度的测量和控制在科研及生产实践上具有重要意义。
如果要进行可靠的温度测量，首先就需要选择正确的温度仪表，也就是温度传感器。
温度传感器是最早开发、应用最广的一类传感器。
本实验将通过测量几种常用的温度传感器随温度变化的特征物理量，来了解这些温度传感器的工作原理。
【实验目的】1. 了解四种温度传感器（NTC 热敏电阻、PTC 热敏电阻、PN 结二极管、AD590集成电路温度传感器）的测温原理。
2. 掌握上述几种温度传感器的温度特性并比较它们的性能特点。
3. 学会用最小二乘法对采集的数据进行线性分析。
【实验器材】WT-1A 温度传感器特性和半导体制冷温控实验仪，数字万用表，导线若干。
【实验原理】(一) 热敏电阻NTC 的温度特性NTC 热敏电阻通常由Mg 、Mn 、Ni 、Cr 、Co 、Fe 、Cu 等金属氧化物中的2～3种均匀混合物压制后，在600℃～1500℃温度下烧结而成，由这类金属氧化物半导体制成的热敏电阻，具有很大的负温度系数，在一定的温度的范围内，NTC 热敏电阻的阻值与温度关系满足下列经验公式11( )0B T T R R e-= （2-19-1）式中R 为该热敏电阻在热力学温度T 时的电阻值，R 0为热敏电阻处于热力学温度T 0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（2-19-1）式可得，NTC 热敏电阻在热力学温度T 0时的电阻温度系数α02001d d T T R BR T T α=⎛⎫==- ⎪⎝⎭ （2-19-2） 由式（2-19-2）可知，NTC 热敏电阻的电阻温度系数与热力学温度的平方有关，在不同的温度下，α值不相同。
对（2-19-1）式两边取对数，得0011l n l n R B R T T ⎛⎫=-+ ⎪⎝⎭（2-19-3）在一定温度范围内，l n R 与011T T -成线性关系，可以用作图法或最小二乘法求得斜率B 的值，并由（2-19-2）式求得某一温度时NTC 热敏电阻的电阻温度系数α。
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。
(完整word版)温度传感器的温度特性测量9
温度传感器的温度特性测量【目的要求】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；【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、测温范围和特点见表1。
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．表1常用的温度传感器的类型和特点一、直流电桥法测量热电阻直流平衡电桥（惠斯通电桥）的电路如图1所示，图1把四个电阻R 1，R 2，R 3，R t 连成一个四边形回路ABCD,每条边称作电桥的一个“桥臂”在四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 两点的对角线形成一条“桥路”,它的作用是将桥路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，指示器示值为零，电桥达到平衡。
指示器指零，有U AB =U AD ,U BC =U DC ，电桥平衡，电流Ig=0,流过电阻R 1、R 3的电流相等，即I 1=I 3,同理I 2=IR t ，因此311322t t R R R R R R R R =⇒= 若12R R =，则有：3t R R =（1）二、恒电流法测量热电阻恒电流法测量热电阻，电路如图2所示,图2电源采用恒流源，R 1为已知数值的固定电阻，R t 为热电阻.U R1为R1上的电压，U Rt 为R t 上的电压，U R1用于监测电路的电流,当电路电流恒定时则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I o ，温度为t 时，热电阻R t 为11R RtO Rt t U U R I U R ==（2） 三、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。
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：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。
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。
实验十 AD590温度传感器特性实验
实验十 AD590温度传感器特性实验【实验目的】1、了解AD590温度传感器的基本原理和温度特性的测量方法；2、 测量AD590温度传感器输出电压与温度的特性曲线；【实验仪器】电磁学综合实验平台、 AD590温度传感器、加热井、温度传感器特性实验模板【实验原理】1．电流型集成温度传感器AD590是一种电流型集成电路温度传感器。
其输出电流大小与温度成正比。
它的线性度极好，AD590温度传感器的温度适用范围为-55～150℃，灵敏度为1μA/K 。
它具有高准确图10-1度、动态电阻大、响应速度快、线性好、使用方便等特点。
AD590是一个二端器件，电路符号如图10-1所示：AD590等效于一个高阻抗的恒流源，其输出阻抗>10MΩ，能大大减小因电源电压变动而产生的测温误差。
AD590的工作电压为+4～+30V ，测温范围是-55～150℃。
对应于热力学温度T ，每变化1K ，输出电流变化1μA 。
其输出电流I 0(μA)与热力学温度T （K ）严格成正比。
其电流灵敏度表达式为：ln8eR3k T I （10-1） 式（10-1）中k 、e 分别为波尔兹曼常数和电子电量，R 是内部集成化电阻。
将k/e=0.0862mV/K,R=538Ω代入（10-1）中得到：I=1.000uA/K T（10-2） 在T=0（K ）时其输出为273.15μA(AD590有几种级别，一般准确度差异在±3～5μA)。
因此，AD590的输出电流I o的微安数就代表着被测温度的热力学温度值（K）。
AD590的电流-温度（I-T）特性曲线如图10-2所示：图10-2其输出电流表达式为：I=AT+B (10-3)式（10-3）中A为灵敏度，B为0K时输出电流如需显示摄氏温标（℃）则要加温标转换电路，其关系式为： t=T+273.15 (10-4) AD590温度传感器其准确度在整个测温范围内≤±0.5℃，线性极好。
实验十 AD590温度传感器特性实验
实验十 AD590温度传感器特性实验
【实验目的】
1、了解AD590温度传感器的基本原理和温度特性的测量方法；
2、 测量AD590温度传感器输出电压与温度的特性曲线；
【实验仪器】
电磁学综合实验平台、 AD590温度传感器、加热井、温度传感器特性实验模板
【实验原理】
1．电流型集成温度传感器
AD590是一种电流型集成电路温度传感器。
其输出电流大小与温度成正比。
它的线性度极好，AD590温度传感器的温度适用范围为-55～150℃，灵敏度为1μA/K 。
它具有高准确
图10-1
度、动态电阻大、响应速度快、线性好、使用方便等特点。
AD590是一个二端器件，电路符号如图10-1所示：
AD590等效于一个高阻抗的恒流源，其输出阻抗>10MΩ，能大大减小因电源电压变动而产生的测温误差。
AD590的工作电压为+4～+30V ，测温范围是-55～150℃。
对应于热力学温度T ，每变化1K ，输出电流变化1μA 。
其输出电流I 0(μA)与热力学温度T （K ）严格成正比。
其电流灵敏度表达式为： ln8eR 3k T I （10-1） 式（10-1）中k 、e 分别为波尔兹曼常数和电子电量，R 是内部集成化电阻。
将k/e=0.0862mV/K,R=538Ω代入（10-1）中得到：
I =1.000uA/K T
（10-2） 在T=0（K ）时其输出为273.15μA(AD590有几种级别，一般准确度差异在±3～5μA)。
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。
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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/〉〉KT
qU 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。
实验测量如下图。
图中用恒压源串接51K 电阻使流过PN 结的电流近似恒流源。
2.玻尔兹曼常数测定
PN 结的物理特性是物理学和电子学的重要基础之一。
模块通过专用电路来测量研究PN 结扩散电流与结电压的关系，证明此关系遵循指数变化规律，并准确的推导出玻尔兹曼常数（物理学的重要常数之一）。
由半导体物理学可知，PN 结的正向电流——电压关系满足式（1），式（1）中，I 是通过PN 结的正向电流，I S 是不随电压变化的常数（漏电流）。
T 是热力学温度。
e 是电子的电荷量，U 为PN 结正向压降。
由于在常温（300K ）时KT/e ≈0.026V ，而PN 结正向压降约为几百毫伏，则exp(eU/KT)>>1,
则式（
为电子电量，
C q ;10602.119-⨯=为玻尔兹曼常数，K J k /10381.123-⨯=
1）中-1项可忽略，于是有：
kT qU S e I I /=
(2)
即：PN 结正向电流随正向电压按指数规律变化。
如测出PN 结I-U 关系值，则利用式（1）可以求出e/KT 。
在测得实际温度T 后就可以得到e/K 常数，把电子电荷量代入即可求得玻尔兹曼常数K 。
在实际测量中，二极管的PN 结I-U 关系虽也满足指数关系，但求得的K 往往偏小，这是因为通过二极管电流一般包括三个成分：[1]扩散电流，它严格遵循式（8）；[2]耗尽层复合电流，它正比于exp(eU/2KT);[3]表面电流，它是由Si 和SiO 2界面中杂质引起的。
其值正比于exp(eU/mKT),一般m>2。
因此为了准确的推导出K ，不宜采用二极管，而采用硅三极管，且接成共基极电路。
因为此时三极管C 和B 短接，C 极电流仅仅是扩散电流，复合电流主要在B 极中出现。
这样测量E 极电流就能得到满意的结果。
【实验内容】 1．玻尔兹曼常数测定
按实验要求接好电路。
为保证改变I-U 值时PN 结温度不变，将PN 结插入干井炉井内并将温度设定控制50℃（±0.1℃），调节电位器改变U 1 （U be ）和U 2（U 0）值，每间隔0.02V 测一点，约测10点左右，至U2值达到饱和时（ U2值变化很小或基本不变）结束测量。
数据记录如下： t = 50℃
曲线拟合：运用最小二乘法将实验数据分别代入线性回归，指数回归，乘幂回归这三种常用的基本函数，然后求出衡量各回归函数的好坏标准差δ。
对已测出的U1和U2，多对数据，以U1为自变量，U2作因变量，分别代入（1）线性函数U2=a U1+b ；(2)乘幂函数U2=a U1b
；(3)指数函数U2= exp(b U1)。
求出各函数的a 和b 的值，得出三种函数式究竟哪一种符合物理规律必须用标准差来检验。
办法为：把实验测
① 得的各个自变量U1分别代入三个基本函数，得到相应因变量的预期值U2*
，并由此
求出各函数拟合的标准差： δ= ]/)([
2
*
1n U U i i n
i -∑= （4）
式中n为测量数据个数，Ui为实验测得的因变量，Ui*为将自变量代入基本函数后得到的因变量预期值，最后比较哪一种基本函数的标准差δ最小，说明该函数拟合得最好。
②计算e/K常数，将电子电量作为标准代入式（1），即可求出玻尔兹曼常数，并说明玻尔兹曼分布律的
物理含义。
2.PN结温度传感器温度特性的测试
将控温传感器Pt100铂电阻(A级)，插入干井炉中心井，PN结温度传感器插入干井炉一个井内。
按要求插好连线。
从室温开始测量，然后开启加热器，每隔10℃控温系统设置温度并进行PN结正向导通电压Ube的测量，得到结果如下表
用最小二乘法直线拟合，求出结果。
A= r=
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