温度传感器测试及半导体致冷控温实验
温度传感器实验
温度传感器实验一、实验原理：温度传感器在各个领域运用极为广泛，其中热电偶、热敏电阻（包括金属和半导体热敏电阻）和集成电路温度传感器尤为突出。
热电偶应用金属的热电效应将温度变化直接转换为电压,用的有K型、J型和B型等，表征热电偶的参数是分度号。
金属材料的电阻率随温度的升降而升降,选用一些电阻温度系数较大且比较稳定的金属如铂、铜、镍等可制成金属热敏电阻。
半导体PN结对温度变化十分敏感，PN结的电流与端电压随温度变化呈线性关系，集成电路温度传感器利用半导体PN结的温度特性制成，其温度检测的依据是PN结正向电压和温度的关系，即当集成电路中晶体管的集电极偏置电流Ic为常数时，基极与发射极之间的电压与温度近似为线性关系。
集成电路温度传感器又分为电压输出型和电流输出型，即输出电压（电流）随温度变化呈线性关系，电压输出型一般以0 ℃为零点,温度系数为10mV/℃；电流输出型一般以0°K为零点,温度系数1μA/K，更适合长距离测量。
本实验旨在通过热电偶、金属热敏电阻和集成电路温度传感器的相关实验，认识、了解其特性及使用方法。
二、实验材料：K型热电偶、Pt100铂热电阻、AD590、OP77运放、LM35、TL431、LM324、温度计、小电炉、烧杯，三、实验内容：（一）热电偶实验将热电偶热端置于0—100℃的环境中，通过K 型热电偶的温度／电压转换电路，观察放大器输出端的电平变化，学会热电偶及分度表的使用。
图1-1是K 型热电偶的温度／电压转换电路，图中由热电偶、放大电路等构成，热电偶的输出电压极小，每1℃约为40 μV ，因此运算放大器要采用高灵敏度器件，本电路中采用OP77运算放大器接成同相放大电路形式。
K 型热电偶的100 ℃的感应电动势为4.095mV ，为观察方便，运算放大器增益Av 设为Av =1000倍。
此外电路还有由温度传感器集成电路LM35D构成的冷端温度补偿电路。
该集成电路的输出为10mV ／℃，通过电阻分压，在 端可以产生40.44μV*t(t为环境温度)热电偶热电动势的电压。
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。
温度传感器测量与控制实验
传感器实验报告——温度传感器测量与控制实验学院：电子工程学院班级：学号：姓名：一、实验目的：(1) 通过对温度传感器性能的测量, 加深对传感器原理的理解。
(2) 学习ADC0809模/数(A/D)转换器件与微机接口的使用。
(下面的2、3步骤由于实验箱的)(3) 学习单片机数据采集原理，并利用温度传感器进行自动控制。
二、实验仪器及器件：计算机、单片机实验箱、双路稳压电源、示波器、万用表，ADC0809转换器件、运算放大器、电阻、电容、温度计、电烙铁、热敏电阻(1.2K/25︒C , 200Ω/25︒C 各一只)。
三、实验原理：●热敏电阻的温度—电阻特性利用电阻随着温度变化特性制成的传感器叫热电阻传感器。
它主要用于对温度和与温度有关的参数进行检测。
按电阻的性质来分，可分为金属热电阻和半导体热电阻两大类。
半导体热电阻又称热敏电阻。
不同材料烧结的热敏电阻其特性也不同。
热敏电阻的特性，基本取决于初始电阻R（Ω），热敏电阻B常数（K），热扩散常数K（mW/︒C）和热时常数τ（s）四个常数。
热敏电阻大致可分为负温度系数热敏电阻（NTC）、正温度系数热敏电阻（PTC）和临界温度电阻器（CTR）三类。
图<一>是几种热敏电阻的电阻温度特性。
在某一特定的温度值，PTC和CTR的电阻值会发生急剧的变化，因此不能用于宽范围温度的测量，而适于特定温度的检测。
负温度系数热敏电阻的温度系数一般为-2～-6%/℃，而开关型则大于10%/℃。
热敏电阻传感器可用于液体、固体、固熔体等方面的温度测量。
测量范围一般为-10～300℃，也可以做到-200～10℃和300～1200℃。
●热敏电阻V-I特性热敏电阻为一种温度响应器件, 受外界温度影响而改变其阻值。
但由于其电流过大，而使自身发热，也会改变其阻值。
因此V-I特性不是一条直线。
通过V-I特性的测量可了解器件工作状态、误差。
经常使用电桥作为传感器测量电路，因为电桥能精确地测量电阻的微小变化。
温度传感器测温实验
温度传感器实验A 温度源的温度控制调节实验一、实验目的了解温度控制的基本原理及熟悉温度源的温度调节过程，为以后实验打下基础。
二、基本原理当温度源的温度发生变化时温度源中的Pt100热电阻(温度传感器)的阻值发生变化，将电阻变化量作为温度的反馈信号输给智能调节仪，经智能调节仪的电阻——电压转换后与温度设定值比较再进行数字PID运算输出可控硅触发信号(加热)或继电器触发信号(冷却)，使温度源的温度趋近温度设定值。
温度控制原理框图如图3-1所示。
图3-1温度控制原理框图三、需用器件、单元与软件：主机箱、温度源、Pt100温度传感器、温度控制仪器软件。
1.主机箱提供高稳定的±15V、±5V、＋5V、±2V~±10V（步进可调）、＋2V~＋24V（连续可调）直流稳压电源；直流恒流源0.6mA~20mA可调；音频信号源（音频振荡器）1KHz~10KHz （连续可调）；低频信号源（低频振荡器）1Hz~30Hz（连续可调）；气压源0~20KPa（可调）；温度（转速）智能调节仪（开关置内为温度调节、置外为转速调节）；计算机通信口；主机箱面板上装有电压、电流、频率转速、气压、光照度数显表；漏电保护开关等。
其中，直流稳压电源、音频振荡器、低频振荡器都具有过载切断保护功能，在排除接线错误后重新开机一下才能恢复正常工作。
2.温度源温度源是一个小铁箱子，内部装有加热器和冷却风扇；加热器上有二个测温孔，加热器的电源引线与外壳插座(外壳背面装有保险丝座和加热电源插座)相连；冷却风扇电源为+24V DC，它的电源引线与外壳正面实验插孔相连。
温度源外壳正面装有电源开关、指示灯和冷却风扇电源+24V DC插孔；顶面有二个温度传感器的引入孔，它们与内部加热器的测温孔相对，其中一个为控制加热器加热的传感器Pt100的插孔，另一个是温度实验传感器的插孔；背面有保险丝座和加热器电源插座。
使用时将电源开关打开(Ｏ为关，-为开)。
温度传感器测试及半导体制冷控温
四、温度传感器AD590的测试实验
3、实验结论 依前面所述方法，由于连入电路
的电阻已知（1K），电压可读，由欧 姆定律可以计算出电流。
我们发现：温度每升高1℃，电 路中电流改变1uA
五、温度传感器AD590的应用实验
1、电路连接
平衡调节旋钮
五、温度传感器AD590的应用实验
2、实验步骤 如图连接好电路图，设置温度为0℃，
退出
三、实验原理
1、温度传感器AD590的原理 AD590是温度传感器，它的工作电压为+4—+30V，
测温范围是-55—150℃，具有精度高、动态电阻大、 响应速度快、线性好、使用方便等特点。并且AD590等 效一个高阻抗的恒流电源，其输出电阻>10欧姆，能大 大减小因电源电压变动而产生的测试误差。
2、 可测量范围-55℃至150℃ 3、 供电电压范围+4V至+30V 其输出电流是以绝对温度零度（-273℃）
为基准，每增加1℃，它会增加1μA输出电 流，因此在室温25℃时，其输出电流 Iout=（273+25）=298μA。
四、温度传感器AD590的测试实验
1、电路的连接
此黑色按钮放此处 证明把1K电阻已连 入电路中
温度控制面板
PT100 测试传 感器
一、实验仪器 数字电压表 AD590 测试实 验电路
加热井
AD590 应用实 验电路
制冷井
FD-TM
温度传感器测试及半导体致冷控温实验仪
Pt100
加热 致冷 ON OFF
V
测量 + 0-2V -
+5-10V 平衡调零 加热井散热
加热 井 致冷 井
AD590 AD590
温度传感器测试及半导体致冷控温实验
温度传感器测试及半导体致冷控温实验温度传感器是指能感受温度并转换成可用输出信号的传感器。
温度传感器是温度测量仪表的核心部分，品种繁多。
按测量方式可分为接触式和非接触式两大类，按照传感器材料及电子元件特性分为热电阻和热电偶两类。
常用的温度计有双金属温度计、玻璃液体温度计、压力式温度计、电阻温度计、热敏电阻和温差电偶等。
它们广泛应用于工业、农业、商业等部门。
对温度传感器性能的了解及测试是大学物理实验的一项必备内容，本实验主要针对美国ANALOG DEVICES公司开发的温度传感器，使学生了解AD590温度传感器的测温原理并掌握其测温方法。
【实验目的】1.了解温度传感器AD590的性能及应用；2.掌握TCF708智能温度调节仪的使用。
【实验器材】温度传感器测试及半导体致冷控温实验仪、AD590温度传感器、PT100温度传感器。
【实验原理】1.温度传感器AD590原理AD590电流型集成电路温度传感器是将PN结（温度传感器）与处理电路利用集成化工艺制作在同一芯片上的具有测温功能的器件。
它具有精度高、动态电阻大、响应速度快、线性好、使用方便等特点。
芯片中R1，R2是采用激光校正的电阻。
在298.15K(+25℃)下，输出电流为298.15uA。
V T8和V T11产生与热力学温度（K）成正比的电压信号，再通过R5，R6把电压信号转换成电流信号，为了保证良好的温度特性，R5，R6采用激光校准的SiCr薄膜电路，其温度系数低至（-30～-50）*10-6/℃。
V T10的C极电流跟随V T9和V T11的C极电流的变化，使总电流达到额定值。
R5，R6同样在298.15K(+25℃)的温度标准下校正。
AD590等效于一个高阻抗的恒流源，其输出阻抗>10Ω，能大大减小因电源电压变动而产生的测温误差（如下图）。
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1uA 。
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。
FD-TM型温度传感器测试及半导体致冷控温仪说明书(100115修订)
仪器使用说明TEACHER'S GUIDEBOOKFD-TM温度传感器测试及半导体致冷控温实验仪中国.上海复旦天欣科教仪器有限公司Shanghai Fudan Tianxin Scientific & Educational Instruments Co.,Ltd.FD-TM 温度传感器测试及半导体致冷控温实验仪一、概述对温度传感器性能的了解及测试是大学物理实验的一项必备内容，但大多数实验仪器只具备做环境温度以上的实验，FD-TM-A温度传感器测试及半导体致冷控温实验仪具备了半导体致冷功能使之能做环境温度以下的实验。
本仪器主要测试温度传感器AD590的性能(可根据要求增加多种温度传感器的测试)及了解半导体致冷堆的性能。
二、用途1.用加热井和致冷井分别加热和冷却温度传感器并使温度传感器精确地保持在所设定的温度(±0.1℃),利用实验电路来测试温度传感器的温度-输出特性。
2.了解半导体致冷片的致冷原理及致冷效率。
3.了解TCF-708智能控温仪的精确控温原理，利用P.I.D控温原理精确设定控温参数使每一点设定温度精确控温至±0.1℃。
三、仪器组成和技术指标1. TCF-708智能控温仪:分辨率0.1℃;控温精度±0.1℃;测温范围-50--150℃；测温精度±3%。
2. 4 1/2数字电压表: 分辨率0.0001V;量程0～1.9999V；测量精度±0.1%。
3．加热井：环境温度～100℃。
4．致冷井：环境温度～低于环境温度30℃5．AD590实验系统①温度/输出电流特性测试（0～2.0000V/1K=0～2000.0μA）;实验电压5～10V可调。
②非平衡电桥测温（AD590测温范围-50℃～100℃）。
四、仪器外形图及使用方法仪器面板示意如下图，测温传感器是3线制PT100,加热、致冷由琴键开关选择，测试温度传感器AD590特性时，AD590与PT100需同时插入加热井（测环境温度以上-加热）或致冷井（测环境温度以下-致冷），测AD590的25℃时的温度特性（25℃是AD590的定标温度）。
温度传感器与控制实验
实验二十四温度传感器与控制实验一、实验目的1．了解温度传感器电路的工作原理。
2．学会温度控制的一种方法。
二、实验内容根据系统提供的温度传感器电路、加热电路、散热电路，使用微机将温度控制在某一设定值。
当系统采集的温度值低于设定值时，开通加热系统，反之，当温度高于设定值时，关闭加热系统，使加热系统降温。
三、实验要求按实验内容编写程序，并在实验仪上调试和验证。
四、实验说明系统使用集成电路温度传感器AD590作为测温器，AD590是AD公司生产的一种精度和线性度较好的双端集成温度传感器，其输出电流与绝对温度有关，对于电源电压从5-10V变化只引起1A最大电流的变化或1摄氏度等效误差。
图24-1 温度传感部分图24-1给出了用于获得正比于绝对温度的输出电流的基本温度敏感电路，当温度有了10℃的变化时输出电压变化为20mV，即该电路M点电压随温度变化为2Mv/℃。
AD590将温度变化量转换成电压值变化量，经过OP07一级跟随后输入到电压放大电路，放大后的信号输入到A/D转换器将模拟信号转换成数字信号，利用CPU采集并存储采集到的数据。
将温度传感器输出的小信号跟随放大32倍左右后，送至8位A/D转换器换成数字量。
设定温度为0摄氏度时变换放大电路送出的模拟量为0V，此时A/D输出的数字量为00H；温度为76.5摄氏度时变换放大电路送出4.9805V电压，此时A/D输出的数字量为FFH，即每0.3摄氏度对应1LSB变化量。
当温度超过报警温度报警76.5摄氏度，此时，输出电压约为5.0V 左右。
通过电压比较器接通硬件报警电路报警。
输入A/D的模拟信号有过压保护，不会损坏A/D 转换器。
在实验平台硬件中，已有安全设计，即加热温度不会超过90℃。
系统出厂时已依据标准调整好了放大器的增益和零位。
应注意：由于热惯性的影响及温度计显示的滞后因素，若要精确观察某温度点的测量值，在加热到观察温度点后，应停止加热，等待温度计示值稳定后，再观察记录结果。
半导体温度计的设计和制作实验报告
实验题目：半导体温度计的设计和制作实验目的：学用惠斯通电桥制作半导体温度计并用其测量温度。
实验原理：电路原理图及所用公式：实验步骤：1.根据(2)式算得R 1＝R 2=4785.86Ω2.断开R 1，R 2连接，调整R 1，R 2。
3.根据地板图焊接电路。
4.用电阻箱代替热敏电阻，调节R 3,使R T 为20℃对应阻值时电表示数为0；调R 使使R T 为70℃对应阻值时电表满偏。
5.开关置2档，调R 4，使电表满偏。
6.从R －T 曲线(在下页)中读20℃～70℃每隔2.5℃对应阻值，读出R T 为上述阻值时微安表示数T 。
把表盘可读改为温度刻度并画出I-T 曲线。
6.用实际热敏电阻代替电阻箱并测出55.5℃水浴和34.5℃水浴对应电流值和温度。
(1)CD T T G T T G V R R R R R R R R R R R R R R R I 23232121232212+++++-+= (2))(2)21(221212121T T T T G T T T G CD R R R R R R R R I V R ++-+-=图表1:R-T曲线图表2:I-T曲线及其线性拟合线性回归方程：T=17.31755＋0.97318I实验结果：在55.5℃水浴下测得电流值为40.3μA与从图表2中读到对应温度电流值:39.2μA相对误差为2.73%在35.4℃水浴下测得电流值为20.0μA与从图表2中读到对应温度电流值:19.5μA相对误差为2.5%误差分析：1. R1，R2, R3, R4难以调校准确，误差较大，有的电位器阻值自己会变，且在焊接和其它操作过程中阻值可能有变化。
2.电池电力可能已经不足。
3.测量温度可能在热敏电阻的非线性区间。
4.实验室温度等其它因素可能对元件性能产生影响。
思考题：为什么在测R1，R2时，需将开关置为1档，拔下E处接线，断开微安表？答：如果没有如上操作，将会有其它元件接入电路。
高精度温度控制的半导体制冷系统实验研究
高精度温度控制的半导体制冷系统实验研究曹琳;李海龙;刘华坤【摘要】为解决常规高精密环控系统温度波动大的问题,提出了1种高精度温度控制的半导体制冷系统.该系统基于半导体制冷技术,并结合直流变频压缩机恒温冷水机组.以专家比例-积分-微分(PID)控制方法和制冷量与电加热量双向趋近调节方式进行控制.试制了实验样机,对该系统的制冷性能、供水温度控制精度及系统抗干扰性能进行了实验研究.研究结果表明,系统供水温度波动范围为±0.01℃;开机启动至供水温稳定仅需16 min;2 kW负载瞬间冲击的响应时间为2 min,冲击结束后95％时间内系统供水温度的波动幅度仅为±0.005℃,且未发生超限和震荡现象.【期刊名称】《南京理工大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2019(043)003【总页数】8页(P345-352)【关键词】高精度温度控制;半导体制冷;直流变频压缩机;恒温冷水机组;双向趋近调节【作者】曹琳;李海龙;刘华坤【作者单位】南京理工大学能源与动力工程学院,江苏南京210094;广东吉荣空调有限公司博士后工作站,广东揭阳522000;南京理工大学能源与动力工程学院,江苏南京210094;南京理工大学能源与动力工程学院,江苏南京210094【正文语种】中文【中图分类】TU831.6随着科学技术的发展,诸如航天航空、精密加工计量、化工等高精密加工测量行业对高精度温度控制的要求进一步提高。
统计表明:在高精密加工测量领域,温度飘移对加工及测量精度有较大的影响,热变形引起的加工测量误差可占总误差的40%、70%,已成为影响精密制造与计量行业发展的重要因素之一[1-3]。
国内外微纳米加工与测量技术对精密仪器设备温度控制的精度要求为±0.005 ℃,有些甚至是±0.001 ℃[4]。
在这些高精密的领域中,通常需要高精度控制的环控设备维持环境的稳定。
传统方法是将数码涡旋或变频压缩机作为温控元件来保证高精度测量仪的工作环境温度[5]。
温度传感器温度控制实训
温度传感器温度控制实训一、实训目的1、了解温度传感器电路的工作原理2、了解温度控制的基本原理3、掌握一线总线接口的使用二、实训说明这是一个综合硬件实验，分两大功能：温度的测量和温度的控制。
1、DALLAS最新单线数字温度传感器DS18B20简介Dallas 半导体公司的数字化温度传感器DS1820是世界上第一片支持“一线总线”接口的温度传感器。
现场温度直接以“一线总线”的数字方式传输，大大提高了系统的抗干扰性。
适合于恶劣环境的现场温度测量，如：环境控制、设备或过程控制、测温类消费电子产品等。
与前一代产品不同，新的产品支持3V～5.5V的电压范围，使系统设计更灵活、方便。
DS18B20测量温度范围为 -55°C～+125°C，在-10～+85°C范围内,精度为±0.5°C。
DS18B20可以程序设定9～12位的分辨率，及用户设定的报警温度存储在EEPROM中，掉电后依然保存。
DS18B20内部结构DS18B20内部结构主要由四部分组成：64位光刻ROM、温度传感器、非挥发的温度报警触发器TH和TL、配置寄存器。
DS18B20的管脚排列如下:DQ为数字信号输入/输出端；GND为电源地；VDD为外接供电电源输入端（在寄生电源接线方式时接地）。
光刻ROM中的64位序列号是出厂前被光刻好的，它可以看作是该DS18B20的地址序列码。
64位光刻ROM的排列是：开始8位（28H）是产品类型标号，接着的48位是该DS18B20自身的序列号，最后8位是前面56位的循环冗余校验码（CRC=X8+X5+X4+1）。
光刻ROM的作用是使每一个DS18B20都各不相同，这样就可以实现一根总线上挂接多个DS18B20的目的。
DS18B20中的温度传感器可完成对温度的测量，以12位转化为例:用16位符号扩展的二进制补码读数形式提供，以0.0625℃/LSB形式表达，其中S为符号位。
实验二十六 温度传感器及温度控制实验
实验二十六 温度传感器及温度控制实验(AD590)一、实验目的1、熟悉半导体型温度传感器AD590的基本性能。
2、应用AD590实现对温度的检测和简单控制。
二、实验所用单元温度传感器、温度传感器转换电路板、温度控制电路板、玻璃管水银温度计、直流稳压电源、低压交流电源、数字电压表、位移台架。
三、实验原理及电路1、温度传感器电路如图26-1所示。
AD590能把温度信号转变为与绝对温度值成正比的电流信号I 0，比例因子为1μA/K 。
通过运算放大器实现电流运算102I I I -=，在运算放大器输出端得到与温度成线性关系的电压U O 。
通过调节电位器RP 1和RP 2，可以使U O 在被测温度范围内具有合适数值。
例如被测温度范围为0～100℃，则可在0℃时，调节RP 1使U O 为0V ；在100℃时，调节RP 2使U O 为5V ，这样被测温度每变化1℃对应U O 变化50mV 。
R R AD 590图26-1 温度传感器实验原理图在本实验中，由于0℃和100℃这两个温度不便得到，因此温度/电压的标定采用理论值推算的方法。
在0℃下AD590的电流理论值为273.2μA ，要使输出电压U O 为0V ，则I 0与I 1相等：A2.273RP R V 5I I 1101μ=+==，那么Ω=μ=+K 31.18A2.273V 5RP R 11100℃下AD590的电流理论值为373.2μA ，此时要使U O 为5V ，则：A100I I RP R U I 1022O 2μ=-=+=，那么Ω=μ=+K 50A100V 5RP R 222、如果将转换电路的输出电压连接到加热及温度控制电路中（图26-2）的电压比较器，通过继电器控制保温盒电热元件的通电或断电，这样根据电压比较器调温端的基准电压大小，就能使保温盒内的温度保持在某一数值范围内。
+5V 1R图26-2 加热及温度控制电路图四、实验步骤1、固定好位移台架，将温度传感器置于位移台架上，将水银温度计插入温度传感器上方的小孔内，轻靠在温度传感器上。
传感器实验报告--半导体温度传感器设计
《工程测试技术课程设计》报告学部:机械与电子信息学部姓名:班级:机械四班学号:指导老师：成绩：2012年1月1日半导体温度传感器设计一、设计目的：●通过本课程的设计，使学生更进一步了解有关温度传感器的工作原理、加工工艺相关知识。
● B、综上所述合运用其它先修课程的理论和实践知识，制定设计方案，确定温度传感器的型号等参数，掌握温度的检测方法。
● C、通过本课程设计，使学生掌握模拟信号获取、传输、处理及检测的一般方法。
● D、通过本课程设计，学生学会应用温度传感器组成一个简单测量系统，提高学生的动手能力。
● E、通过计算、分析、绘图，能运用标准，规范，手册和查阅有关资料等，培养仪表设计的基本技能，为毕业设计奠定良好的基础。
二、设计要求和内容：参考下面的，利用半导体温度传感器AD590和单片机技术设计制作一个显示室温的数字温度传感器，测量误差为正负一度，四位LED数码管显示。
设计内容包括：❖详细了解AD590温度传感器的工作原理，工作特性等。
❖设计合理的信号调解电路。
❖用单片机各AD芯片进行信号的采样等相关处理，要有pro tel 画的硬件接线原理图、利用C语言在单片机开发软件中编写相关程序，并对单片机关的程序作详细解释。
❖列出制作该装置的元器件，制作实验板，并调试运行成功。
三、设计过程分析：1. 器件选用：晶振瓷片电容C1，C2 RAD-0.3,30PF、复位电容C3 RAD-0.3,10UF、铝电解电容C4，50V1000UF、铝电解电容C8，C9，C13，35V1000UF、聚脂电容C5，C7，C10，C11，C12，C14，ct104,104、铝电解电容C6、铝电解电容C16，C18，2.2UF、铝电解电容C13，C15，35V100UF、铝电解电容C17，1UF、220V插座带1m接受线，LN（PE）POWER-CZ、整流桥D1，D2，2W10、稳压管D3，LM336-2.5V、共阳LED数码管DS1-DS4，DIP10、4芯片5.08接插件JP1，JP4，JP5，4-5.08ZUO、复位电阴，10%，R1，AXIAL-0.4,10K、限流电阴，10%，R2-R14 ，510，复位开关S1，SPST-2，SW-PB、变压器，AC8V-GND;AC15GND-AC15T1、DIP40，单片机座、单片机U1，AT89S52、DIP20，741S373座，DIP28，ADC0809座、ADC0809U3、DIP14，74LS02座、74LS02U4，DIP-14/D19.7 74AC02PC、铁壳的，买散热片，以膈供DC5V电机用U5、7815U6、7815U7、AD590，温度传感器U8、DIP8，放大器座、DIP8，MAX6225座、MAX6225U10、调整信号可变电阻VR2 102、调整信号可变电阻VR2 202、调整信号可变电阻VR2 103、晶振，ale六份频为666KHZ Y1、实验板Z1，Z2、铜螺柱四个、导线若干。
实验一PN结温度传感器测温实验
实验一PN结温度传感器测温实验一、基本原理及应用晶体二极管或三极管的PN结是随随温度变化的。
例如硅管的PN结的结电压在温度每升高1℃时，下降约2.1mV，利用这种特性可做各种各样的PN结温度传感器。
它具有线性好、时间常数小（0.2～2秒），灵敏度高等优点，测温范围为-50℃～+150℃。
其不足之处是离散性大，互换性较差。
二、实验目的：了解PN结温度传感器的特性及工作情况。
三、所需单元及器件：可调直流稳压电源、-15V稳压电源、差动放大器、电压放大器、F/V表、加热器、水银温度计(自备)。
旋钮实验位置：直流稳压电源±6V档，差放增益最小，逆时针到底(1倍)，电压放大器幅度致4.5倍。
四、实验步骤：1.了解PN结、加热器、电桥在实验仪所在的位置及它们的符号。
2.观察PN结传感器结构，用万用表“二极管”档测量PN结反向的结电压，得出其结果。
3.把直流稳压电源V+插口用所配的专用电阻线(51K)与PN结传感器的正向端相连，并按图接好放大器，注意各旋钮的初始位置，电压表置2V档。
4.开启电源，调节W1电位器，使电压表指示为零，同时记下此时水银温度计的室温值（t）。
5.将-15V接入加热器，观察电压表读数的变化，因PN结温度传感器的温度变化灵敏度约为：-2.1 mV/℃，随着温度的升高，其PN结电压将下降△V，该△V电压经差动放大器隔离传送（增益为1），至电压放大器放大4.5倍，此时的系统灵敏度S≈10 mV/℃。
待电压表读数稳定后，即可利用这一结果，将电压值转换成温度值，从而演示出加热器在PN结温度传感器处产生的温度值班（△T）。
此时该点的温度为△T+t。
五、注意事项：1.该实验仅作为一个演示实验。
2.加热器不要长时间的接入电源，此实验完成后应立即将-15电源拆去，以免影响梁上的应变片性能。
实验二、光电传感器测速实验一、本实验在电子技术中的应用光电传感器也称光偶，分反射型和对射型两种。
它们在电子技术中常用作耦合型开关。
温度传感器测试与半导体制冷控温实验报告
温度传感器测试与半导体制冷控温实验报告一、实验目的1. 了解温度传感器的基本原理和使用方法；2. 了解半导体制冷实验箱的基本原理和使用方法；3. 掌握半导体制冷控温的方法和技巧；4. 认识温度传感器测试的重要性。
二、实验原理1. 温度传感器的基本原理：温度传感器根据温度的变化来改变其电学特性，从而获得温度信号。
在实验中，我们使用了热电偶和热敏电阻两种温度传感器。
2. 半导体制冷实验箱的基本原理：半导体制冷实验箱采用半导体元件作为制冷材料，利用半导体材料的热电效应，将热量从一个区域转移到另一个区域，从而实现制冷效果。
3. 半导体制冷控温的方法和技巧：控制制冷箱内的温度，一般采用PID控制器实现。
PID控制器通过对温度信号的采集和处理，以及对加热元件的功率调节，实现对温度的精确控制。
4. 温度传感器测试的重要性：温度传感器是对温度进行测量和控制的核心部件，对温度传感器的测试可以保证其准确度和可靠性，从而保证温度控制系统的稳定性和精度。
三、实验仪器和材料1. 热电偶温度计；2. 热敏电阻温度计；3. 半导体制冷实验箱；4. PID温度控制器；5. 电源；6. 万用表。
四、实验步骤及结果分析1. 温度传感器测试（1）连接热电偶温度计。
将热电偶温度计的测温端口和万用表相连，然后把热电偶放在温度稳定的环境中，记录下温度读数；（2）连接热敏电阻温度计。
将热敏电阻的两端分别接到万用表的两个测量端口上，然后把热敏电阻放在温度稳定的环境中，记录下温度读数；（3）对比两种温度传感器的读数。
将两种温度读数进行对比，看是否存在差异。
如果差异大，则说明其中一种传感器可能存在问题，需要进一步检查和测试。
2. 半导体制冷控温实验（1）打开半导体制冷实验箱，将实验样品放在箱内；（2）将PID温度控制器的温度传感器放入实验箱内，并将控制器和实验箱相连；（3）将温度设定值调节到所需温度，并启动控制器；（4）观察实验箱内的温度变化，如果温度超出设定范围，则对控制器进行调节，直到达到所需的控制效果。
半导体温度计的设计和制作实验
半导体温度计的设计和制作实验（非平衡电桥）在温度不太低或不太高（如从－20o C到几百度）的情况下，通常可以用水银温度计来测一定的温度。
由于生产和科学实验的发展，需要精密和快速的温度测量，因而就需要灵敏度较高的温度计。
现在已有各种用途的温度计，半导体温度计就是其中的一种。
本实验的半导体温度计利用热敏电阻为传感器，利用非平衡电桥实现由电学量测量一些变化的非电量，这种思想现在应用范围扩展到很多领域，如长度、位移、应力、应变、温度、光强等转变成电学量，如电阻、电压、电流、电感和电容等，然后用电学仪器来进行测量。
一、实验目的1．理解非平衡电桥的工作原理及其在非电量的电测法中的应用。
2．了解半导体温度计的基本原理并设计制作一台半导体温度计二、实验原理1．热敏电阻伏安特性曲线为测量热敏电阻的阻值，需了解热敏电阻的伏安特性。
由图1可知，在V-I 曲线的起始部分，因电流很太小，温度变化微小，曲线接近线性。
此时其阻值主要与外界温度有关。
图1 热敏电阻伏安特性曲线半导体温度计是利用热敏电阻的阻值随温度变化急剧的特性制作的，通过测量热敏电阻的阻值来确定温度的仪器。
应根据待测温度区间和热敏电阻的阻值选用合适电学元件和测温电路。
2．半导体温度计测温电路的原理非平衡电桥的工作原理图如下：图2 半导体温度计测温电路原理图图中G 是微安表， R T 为热敏电阻，当电桥平衡时，表的指示必为零，此时应满足条件：TR R R R 321= （1） 若取R 1 = R 2，则R 3的数值即为R T 的数值。
平衡后的电桥若其中某一臂的电阻又发生改变，则平衡将受到破坏，微安表中将有电流流过，此为非平衡电桥。
由基尔霍夫方程组求出CD T T G T T G V R R R R R R R R R R R R R R R I 23232121232212+++++-+= （2）由此可见微安表中的电流大小直接反映了热敏电阻的阻值的大小程度。
由于热敏电阻的大小与环境温度是一一对应关系，因此可以利用这种“非平衡电桥”的电路原理来实现对温度的测量。
《传感器与检测技术》温度测量实验报告
《传感器与检测技术》温度测量实验报告课程名称：传感器与检测技术实验类型：验证型实验实验项目名称：温度测量一、实验目的和要求（必填）PN 结温度传感器测温实验：了解PN 结温度传感器的特性及工作情况。
热电偶测温性能实验：了解热电偶测量温度的性能与应用范围。
二、实验内容和原理（必填）PN 结温度传感器测温实验：晶体二极管或三极管的PN 结电压是随温度变化的。
例如硅管的PN 结的结电压在温度每升高1ºC 时，下降约 2.1mV，利用这种特性可做成各种各样的PN 结温度传感器。
它具有线性好、时间常数小（0.2~2 秒），灵敏度高等优点，测温范围为-50ºC~+150ºC。
其不足之处是离散性大，互换性较差。
热电偶测温性能实验：热敏电阻分成两类：PTC 热敏电阻（正温度系数）与NTC 热敏电阻（负温度系数）。
一般NTC 热敏电阻测量范围较宽，主要用于温度测量；而PTC突变型热敏电阻的温度范围较窄，一般用于恒温加热控制或温度开关，有些功率PTC 也作为发热元件用。
PTC 缓变型热敏电阻可用于温度补偿或作温度测量。
一般的NTC 热敏电阻测温范围为：-50ºC — +300ºC。
热敏电阻具有体积小、重量轻、热惯性小、工作寿命长、价格便宜，并且本身阻值大，不需要考虑引线长度带来的误差，适用于远距离传输等优点。
但热敏电阻也有：非线性大、稳定性差、有老化现象、误差较大、一致性差等缺点。
一般只适于低精度的温度测量。
三、需用器件与单元：加热器、热敏电阻、可调直流稳压电源、+15V 不可调直流稳压电源、电压/频率表、主、副电源、液晶温度表。
三、主要仪器设备PN 结温度传感器测温实验：需用器件与单元：主、副电源、可调直流稳压电源、+15V 不可调直流稳压电源、差动放大器、电压放大器、电压/频率表、加热器、电桥、液晶温度表、PN 结传感器。
热电偶测温性能实验：K 型、E 型热电偶、温度测量控制仪、温度源、差动放大器、电压表、直流稳压电源+15V。
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600mV25℃,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 /= 27、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 33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expeU/KT>>1,则式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expeU/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expeU/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．玻尔兹曼常数测定为电子电量，C q ;10602.119-⨯=为玻尔兹曼常数，K J k /10381.123-⨯=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 2U 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= expb 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 ni -∑= 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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温度传感器测试及半导体致冷控温实验温度传感器是指能感受温度并转换成可用输出信号的传感器。
温度传感器是温度测量仪表的核心部分，品种繁多。
按测量方式可分为接触式和非接触式两大类，按照传感器材料及电子元件特性分为热电阻和热电偶两类。
常用的温度计有双金属温度计、玻璃液体温度计、压力式温度计、电阻温度计、热敏电阻和温差电偶等。
它们广泛应用于工业、农业、商业等部门。
对温度传感器性能的了解及测试是大学物理实验的一项必备内容，本实验主要针对美国ANALOG DEVICES公司开发的温度传感器，使学生了解AD590温度传感器的测温原理并掌握其测温方法。
【实验目的】1.了解温度传感器AD590的性能及应用；2.掌握TCF708智能温度调节仪的使用。
【实验器材】温度传感器测试及半导体致冷控温实验仪、AD590温度传感器、PT100温度传感器。
【实验原理】1.温度传感器AD590原理AD590电流型集成电路温度传感器是将PN结（温度传感器）与处理电路利用集成化工艺制作在同一芯片上的具有测温功能的器件。
它具有精度高、动态电阻大、响应速度快、线性好、使用方便等特点。
芯片中R1，R2是采用激光校正的电阻。
在298.15K(+25℃)下，输出电流为298.15uA。
V T8和V T11产生与热力学温度（K）成正比的电压信号，再通过R5，R6把电压信号转换成电流信号，为了保证良好的温度特性，R5，R6采用激光校准的SiCr薄膜电路，其温度系数低至（-30～-50）*10-6/℃。
V T10的C极电流跟随V T9和V T11的C极电流的变化，使总电流达到额定值。
R5，R6同样在298.15K(+25℃)的温度标准下校正。
AD590等效于一个高阻抗的恒流源，其输出阻抗>10Ω，能大大减小因电源电压变动而产生的测温误差（如下图）。
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1uA 。
其输出电流I 0(uA)与热力学温度T （K ）严格成正比。
电流温度系数K I 的表达式为：8ln 30qRk T I K I ==式中k,q 分别为玻尔兹曼常数和电子电量，R 是内部集成的电阻。
Ln8表示内部V T9与V T11的发射极面积之比R=S 9/S 11=8倍。
然后再取自然对数值，将k/q=0.0862mV/K,R=538Ω代入上式，即可得到：K uA TI K I /000.10==因此，输出电流Io 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 ）特性曲线如下图所示：AD590经激光调整其准确度在整个测温范围内≤±0.5℃（AD590准确度与其级别有关），线性极好。
利用AD590的上述特性，在最简单的应用中，用一个电源，一个电阻，一个电压表即可构成温度的测量。
由于AD590以热力学温度K定标，实际应用中，应该进行℃的转换。
即实际应用中，为了与显示温度的仪表一致（如电压表），必须进行技术调零处理（即0℃时其输出为273.15uA,需进行技术调零处理，使其输出为0V）。
AD590的测温原理是利用PN结构正向电流与温度的关系制成的电流输出型两端温度传感器，即温度信号转换为电流信号输出。
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1uA。
其输出电流I0(uA)与热力学温度T（K）严格成正比。
2. TCF-708智能温度调节仪原理及应用TCF-708智能温度调节仪是一种高精度的单片PC控温仪表，该仪表的P.I.D自适应整定功能使仪表能适应不同的加热、致冷系统及不同的工作环境，使控温精度保证达到0.5％±1字或0.2％±1字（两档）。
但对于要求超高精度的控制显然是不够的。
但合理的操作控制能使仪表在全量程范围内达到更高的控温精度（如在-20～120℃范围内达到±0.1℃）。
我们知道控温系统的P.I.D参数调节（比例、积分、微分）是控温精度的关键，但是即使一个专业人员调节一个加热、致冷系统的P.I.D参数也得花费大量的时间，P.I.D参数如失调是达不到满意的控温精度的。
TCF－708智能控温仪表就是把专家对系统调节的经验参数存入仪表内存，由仪器根据加热、致冷系统及环境进行自适应整定，经仪表的P.I.D自适应整定，在整定点的控温精度可达±0.1℃。
即使这样，对全温度范围，仪表仍无法达到±0.1℃的控温精度，如在一个0～100℃的温度范围内，P.I.D自整定点选为50℃，则仪表的全温度范围控温误差如下图所示：实线为经60℃时PID自适应整定偏差带虚线为经“UU”微调后的偏差带图中可见一个加热、致冷系统如在上述温度范围内50℃时自整定，则在40～60℃时尚能达到±0.1℃的控温精度。
低于40℃时，控温出现过冲，高于60℃时，则出现滞后。
但由于该仪表除了P.I.D自适应整定外，另外有一个功能——保温时功率与加热功率之比（即：UU用％表示）可从1％～100％设定。
这样改变温度设定点时，根据上述的“过冲”及“滞后”合理的调节UU的值，就能使仪表在全温度范围内控温精度达到满意的±0.1℃。
如加热系统全温度范围30～120℃，60℃自适应整定，UU初始值30％，在<60℃时“UU”逐渐从30％～5％方向下调。
在≥60℃“UU”则逐渐从30％方向上调（均需看系统实际控温偏差大小决定），经过“UU”值的每个设定点微调，系统在全温度范围内可达到满意的控温效果（±0.1℃）。
实际控温效果见下表：*仪表的P.I.D整定及“UU”值改变操作可参见TCF708控温仪说明书。
【实验内容】1.测试AD590输出电流和温度变化的关系。
1）按实验电路接线，将控温传感器（Pt100）和温度传感器AD590分别插入加热井中。
2）首先在加热状态下进行P.I.D自整定。
将仪器温度设置为比环境温度高至少20℃的温度进行P.I.D自整定，并将自整定开关设置为开启状态。
按下“加热”按钮，开始P.I.D自整定。
（仪表的P.I.D自整定详细操作可参见TCF708控温仪说明书，自整定调节大约需要45分钟左右,请耐心等待）（注意：P.I.D自整定部分省略。
）3）P.I.D自整定结束后，将温度设置从环境温度起加热，每隔10℃设置一次，每次待温度稳定2min后，记录一次输出电压，直到100℃为止。
同时将输出电压从+5～10V 改变观察输出电压是否有变化。
（设置加热温度时还可调节UU值，使仪表在全温度范围内控温精度达到满意的±0.1℃，UU值调节详细操作可参见TCF708控温仪说明书）4）加热实验结束后，先将仪器调节成致冷模式，方可进行致冷实验。
调节方法：按TCF708控温仪说明书的操作流程图进入第三设定区，连续按“SET”键（每次0.5秒）至主控输出方式（cd），按上、下三角键设置所需输出方式。
加热时请调节至“01”即固态继电器输出，正向控制；致冷时请调节至“11”即固态继电器输出，反向控制。
5）其次在致冷状态下进行P.I.D自整定。
将仪器温度设置为比环境温度低至少15℃的温度进行P.I.D自整定，并将自整定开关设置为开启状态。
按下“致冷”按钮，开始P.I.D 自整定。
6）P.I.D自整定结束后，将温度设置从环境温度起致冷，每隔5℃设置一次，每次待温度稳定2min后，记录一次输出电压，一直到-15℃止。
同时将输出电压从+5～+10V 改变，观察输出电压是否有变化。
表1 AD590输出电流与温度t(℃)关系用最小二乘法进行直线拟合得：B=0.990uA/K;A=275.8uAr=0.999*由于控温系统P.I.D只对一个系统自适应调节有效，加热、致冷是两个系统要分别调节，自适应调节大约需要45分钟左右，故建议实验时用两台仪器，一台做加热实验（室温～120℃），一台做致冷实验（室温～-15℃）。
两组（加热实验、致冷实验）分别做好实验后将被测传感器（AD590）互换继续做实验。
这样两个传感器将分别得到全温度范围的测试数据（-15℃～120℃）。
2.测试AD590在实际温度测量中的应用特性，掌握AD590在摄氏温度应用技术调零。
实验电路如右图所示：按实验电路接线，AD590在一个非平衡电桥中由可变电阻RX改变电桥的输出电压，调节“平衡调零”，使电桥的输出电压在0℃时为零，并观察输出电压随温度变化而变化。
（加热和致冷操作步骤同实验1。
）【数据处理】运用作图法给出AD590输出电流与温度变化的关系，求出灵敏度、斜率及相关系数，计算实验误差。
（输出电流Io=Vr/1KΩ,实验电路如实验1）。
【预习思考题】1.什么是温度传感器？2.桥式电路有何优点？【分析讨论题】AD590温度传感器测温与传统的温度计，如水银温度计、热电偶温度计以及热敏电阻温度计有何异同？【注意事项】：1. 由于加热、致冷是两个不同的系统且共用一个控温系统，因此在加热或致冷时必须分别进行自适应整定，不然达不到理想控温效果。
特别要注意的是由于加热、致冷共用一个智能控温系统，加热和致冷的控制指令不同，改变加热或致冷时必须改变工作指令仪器才能正常控温。
2. 每次做完实验后（待致冷井恢复环境温度后），请用纸巾将致冷井中的冷凝水擦拭干净。
3. 仪器装有温度保护装置，最高温度不会超过120℃。