常用温度传感器测量电路设计实验指导书
传感器实验指导书(a4) (1)
目录实验一电阻应变式传感器位移测量、温度补偿和性能比较 (4)实验二差动变压器的标定和振动测量 (9)实验三热电式传感器――热电偶 (11)实验四电容式传感器特性 (13)实验五光纤位移传感器――位移测量 (14)使用说明CSY10B传感器系统实验仪是用于检测仪表类课程教学实验的多功能教学仪器。
其特点是集被测体、各种传感器、信号激励源、处理电路和显示器于一体，可以组成一个完整的测试系统。
通过实验指导书所提供的数十种实验举例，能完成包含光、磁、电、温度、位移、振动、转速等内容的测试实验。
通过这些实验，实验者可对各种不同的传感器及测量电路原理和组成有直观的感性认识，并可在本仪器上举一反三开发出新的实验内容。
实验仪主要由实验工作台、处理电路、信号与显示电路三部分组成。
一、位于仪器顶部的实验工作台部分，左边是一副平行式悬臂梁和一个称重台。
悬臂梁梁上装有半导体式应变片。
称重台平行梁上梁的上表面和下梁的下表面对应地贴有八片应变片，受力工作片分别用符号和表示。
其中六片为金属箔式片（BHF-350）。
横向所贴的两片为温度补偿片，用符号和表示。
实验工作台右边是由装于机内的另一副平行梁带动的圆盘式工作台。
圆盘周围一圈安装有（依逆时针方向）电感式（差动变压器）、电容式、磁电式、霍尔式、电涡流式、压阻式等传感器。
电感式（差动变压器）：由初级线圈Li和两个次级线圈L。
绕制而成的空心线圈，圆柱形铁氧体铁芯置于线圈中间，测量范围>10mm。
电容式：由装于圆盘上的一组动片和装于支架上的两组定片组成平行变面积式差动电容，线性范围≥3mm。
磁电式：由一组线圈和动铁（永久磁钢）组成，灵敏度0.4V/m/s。
霍尔式：半导体霍尔片置于两个半环形永久磁钢形成的梯度磁场中，线性范围≥3mm。
电涡流式：多股漆包线绕制的扁平线圈与金属涡流片组成的传感器，线性范围>1mm。
两副平行式悬臂梁顶端均装有置于激振线圈内的永久磁钢，右边圆盘式工作台由“激振I”带动，左边平行式悬臂梁由“激振II”带动。
温度传感器实验指导书
温度传感器实验1 实验目的：了解各种温度传感器（热电偶、铂热电阻、PN 结温敏二极管、半导体热敏电阻、集成温度传感器）的测温原理；掌握热电偶的冷端补偿原理； 掌握热电偶的标定过程；了解各种温度传感器的性能特点并比较上述几种传感器的性能。
2 实验仪器：温度传感器实验模块 热电偶（K 型、E 型）CSY2001B 型传感器系统综合实验台（以下简称主机） 温控电加热炉 连接电缆万用表：VC9804A ，附表笔及测温探头 万用表：VC9806，附表笔3 实验原理：（1）热电偶测温原理由两根不同质的导体熔接而成的闭合回路叫做热电回路，当其两端处于不同温度时则回路中产生一定的电流，这表明电路中有电势产生，此电势即为热电势。
（图10）图1中 T 为热端，To 为冷端，热电势)()(o AB AB t T E T E E -=本实验中选用两种热电偶镍铬—镍硅（K 分度）和镍铬—铜镍（E 分度）。
（2）热电偶标定以K 分度热电偶作为标准热电偶来校准E 分度热电偶，被校热电偶热电势与标准热电偶热电势的误差为图1 热电偶测温原理校分标标标测标分校测e S S e e e e -⋅-+=∆式中：e 校测——被校热电偶在标定点温度下测得的热电势平均值 e 标测——标准热电偶在标定点温度下测得的热电势平均值 e 标分——标准热电偶分度表上标定温度的热电势值 e 校分——被校热电偶标定温度下分度表上的热电势值。
S 标——标准热电偶的微分热电势 （3）热电偶冷端补偿图2 金属铂热电阻和热敏电阻温度曲线比较（7）集成温度传感器用集成工艺制成的双端电流型温度传感器，在一定的温度范围内按1μA/K的恒定比值输出与温度成正比的电流，通过对电流的测量即可得知温度值（K氏温度），经K氏-摄氏转换电路直接显示℃温度值。
4 实验步骤：（12）根据数据分别绘制K型热电偶和E型热电偶温度与热电势的关系曲线。
（13）将K型热电偶作为标准热电偶，计算被测热电偶E型热电偶的误差。
《传感器原理及应用》基于PT100温度传感器的温度测量电路设计实验报告
《传感器原理及应用》基于PT100温度传感器的温度测量电路设计实验报告1.实验功能要求了解铂热电阻的特性与应用；熟悉铂热电阻测温电路；利用P100铂电阻测量温度源的温度；记录温度与测量电路电压输出数据2.实验所用传感器原理利用导体电阻随温度变化的特性，可以制成热电阻，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。
常用的热电阻有铂电阻(650℃以内)和铜电阻(150℃以内)。
铂电阻是将0.05~0.07mm的铂丝绕在线圈骨架上封装在玻璃或陶瓷管等保护管内构成。
在0-650℃以内。
铂电阻一般是三线制，其中一端接一根引线另一端接二根引线，主要为远距离测量消除引线电阻对桥臂的影响(近距离可用二线制，导线电阻忽略不计。
)。
实际测量时将铂电阻随温度变化的阻值通过电桥转换成电压的变化量输出，再经放大器放大后直接用电压表显示。
3.实验电路PT100铂电阻测温电路经验P100电压采集放大电路:前半部分是4.096V恒压源电路，然后是一个桥式电压采样电路，后面是一个电压放大电路。
一、4.096V恒压源电路因Vref=2.5V，故有4.096=(1+R1/R2)*2.5，得出R1/R2=1.6384，可以通过调节滑动变阻器实现。
二、桥式电压采样电路这是一个桥式电压采样电路，其原理是将V2作为参考电压，通过V1的变化去得到一个相对的电压数值，这样就能得到PT100的电阻数值，从而得到当前温度数值。
其中相对数值是通过R7去调节，可以是任意，其R7的主要作用还是在校准温度使用。
根据项目需要，现在使用的R7的阻值是138.5002Ω，也就是PT100在100摄氏度是的温度数值。
三、电压放大电路分析电路:1根据"虚断"原则，流过R3和R8电流相等(V1-Vx)/R3=Vx/R82根据“虚断"原则，流过R6和R1电流相等(V2-Vout)/(R6+R1)=(V2-Vy)/R6 3根据"“虚短"原则，Vy=Vx4根据这3个公式得出:11V1-10V2=Vout理想要的数值是10倍的放大倍数，但是现在在输出端多了减了V1，根据模拟的数值可知，V1的取值范围是0.215-0.36835241646对应温度范围是44.032- 75.43。
传感器实验指导书2023
传感器实验指导书
一、实验目的
本实验旨在帮助学生了解和掌握各种传感器的原理及应用，通过实际操作加深对传感器技术的理解，提高实践能力和创新思维。
二、实验器材
电阻式传感器
电容式传感器
电感式传感器
压电式传感器
磁电式传感器
热电式传感器
光电式传感器
光纤传感器
化学传感器
生物传感器
三、实验步骤与操作方法
电阻式传感器实验：
（1）将电阻式传感器接入电路，测量其阻值；
（2）改变被测物体的电阻值，观察电路中电压或电流的变化；
（3）记录实验数据，分析电阻式传感器的输出特性。
电容式传感器实验：
（1）将电容式传感器接入电路，测量其电容值；
（2）改变被测物体的介电常数，观察电路中电压或电流的变化；
（3）记录实验数据，分析电容式传感器的输出特性。
电感式传感器实验：
（1）将电感式传感器接入电路，测量其电感值；
（2）改变被测物体的磁导率，观察电路中电压或电流的变化；
（3）记录实验数据，分析电感式传感器的输出特性。
压电式传感器实验：
（1）将压电式传感器接入电路，测量其输出电压；（2）施加压力或振动，观察电路中电压的变化；（3）记录实验数据，分析压电式传感器的输出特性。
磁电式传感器实验：
（1）将磁电式传感器接入电路，测量其输出电压；（2）改变磁场强度，观察电路中电压的变化；
（3）记录实验数据，分析磁电式传感器的输出特性。
传感器实验指导书_数字温度测量系统设计实验
数字温度测量系统设计
设计数字温度显示系统，要求用热敏电阻测量温度，设计转换电路将温度信息转换为电压信息，通过放大后，让电压与温度呈10N倍关系。
例如：温度27度，电压2.7V；或温度27度，电压270 mV等。
这样就可以把数字电压表当数字温度计来使用，完成温度的数字显示。
元器件清单如下：
热敏电阻1个（25度时的阻值为100K）
100K欧电阻若干
100K欧可调电阻若干
1K欧电阻若干
10K欧电阻若干
20K欧电阻若干
741/LM324运算放大器若干
（如果不用数字电压表，也可采用模数转换器、单片机及显示模块来完成温度的数字显示，有兴趣者可近一步设计硬件电路）。
验收要求：
1、硬件工作正常；
2、在20度~70度之间，每间隔5度测一次，至少测5组数据；
3、显示的温度误差不超过1度；
4、将调试好的电路板贴上姓名和测试数据上交。
本次实验占总实验成绩的比重较大，请同学们认真做好本次实验。
传感器实验指导书(实际版)
实验一 金属箔式应变片性能实验（一）金属箔式应变片——单臂电桥性能实验一、实验目的：了解金属箔式应变片的应变效应，单臂电桥工作原理和性能。
二、基本原理：电阻丝在外力作用下发生机械变形时，其电阻值发生变化，这就是电阻应变效应，描述电阻应变效应的关系式为：εK RR=∆式中RR∆为电阻丝电阻相对变化， K 为应变灵敏系数，ll ∆=ε为电阻丝长度相对变化，金属箔式应变片就是通过光刻、腐蚀等工艺制成的应变敏感元件，通过它转换被测部位受力状态变化、电桥的作用完成电阻到电压的比例变化，电桥的输出电压反映了相应的受力状态。
对单臂电桥输出电压41εEK U O =。
三、需用器件与单元：应变式传感器实验模板、应变式传感器、砝码、数显表、士15V 电源、土4V 电源、万用表（自备）。
四、实验步骤：1．应变式传感器已装于应变传感器模板上。
传感器中各应变片已接入模板的左上方的1R 、2R 、3R 、4R 。
加热丝也接于模板上，可用万用表进行测量判别，Ω====3504321R R R R ，加热丝阻值为Ω50左右。
2．接入模板电源上15V （从主控箱引入），检查无误后，合上主控箱电源开关，将实验模板调节增益电位器3W R 顺时针调节大致到中间位置，再进行差动放大器调零，方法为将差放的正、负输入端与地短接，输出端与主控箱面板上数显表电压输入端i V 相连，调节实验模板上调零电位器4W R ，使数显表显示为零（数显表的切换开关打到2V 档）。
关闭主控箱电源。
3．将应变式传感器的其中一个应变片1R (模板左上方的1R )接入电桥作为一个桥臂与5R 、6R 、7R 接成直流电桥（5R 、6R 、7R 模块内已连接好），接好电桥调零电位器4W R ，接上桥路电源上4V （从主控箱引入）如图1—2所示。
检查接线无误后，合上主控箱电源开关。
调节1W R ，使数显表显示为零。
图1—2应变式传感器单臂电桥实验接线图4．在电子称上放置一只砝码，读取数显表数值，依次增加破码和读取相应的数显表值，直到500g （或200g ）砝码加完。
传感器原理(实验指导书)
实验一热电偶测温实验一、实验目的：了解K型热电偶的特性与应用二、实验仪器：智能调节仪、PT100、K型热电偶、温度源、温度传感器实验模块。
三、实验原理：智能调节仪控制温度实验图45-21．在控制台上的“智能调节仪”单元中“输入”选择“Pt100”，并按图45-2接线。
2．将“+24V输出”经智能调节仪“继电器输出”，接加热器风扇电源，打开调节仪电源。
3．按住3秒以下，进入智能调节仪A菜单，仪表靠上的窗口显示“”，靠下窗口显示待设置的设定值。
当LOCK等于0或1时使能，设置温度的设定值，按“”可改变小数点位置，按或键可修改靠下窗口的设定值。
否则提示“”表示已加锁。
再按3秒以下，回到初始状态。
热电偶传感器的工作原理热电偶是一种使用最多的温度传感器，它的原理是基于1821年发现的塞贝克效应，即两种不同的导体或半导体A或B组成一个回路，其两端相互连接，只要两节点处的温度不同，一端温度为T，另一端温度为T0，则回路中就有电流产生，见图50-1（a），即回路中存在电动势，该电动势被称为热电势。
图50-1（a）图50-1（b）两种不同导体或半导体的组合被称为热电偶。
当回路断开时，在断开处a，b之间便有一电动势E T，其极性和量值与回路中的热电势一致，见图50-1（b），并规定在冷端，当电流由A流向B时，称A为正极，B为负极。
实验表明，当E T较小时，热电势E T与温度差（T-T0）成正比，即E T=S AB（T-T0）（1）S AB为塞贝克系数，又称为热电势率，它是热电偶的最重要的特征量，其符号和大小取决于热电极材料的相对特性。
热电偶的基本定律：（1）均质导体定律由一种均质导体组成的闭合回路，不论导体的截面积和长度如何，也不论各处的温度分布如何，都不能产生热电势。
（2）中间导体定律用两种金属导体A，B组成热电偶测量时，在测温回路中必须通过连接导线接入仪表测量温差电势E AB（T，T0），而这些导体材料和热电偶导体A，B的材料往往并不相同。
常用温度传感器测量电路设计实验指导书解读
常用温度传感器测量电路设计实验指导书自动化工程学院常用温度传感器测量电路设计实验指导书一、实验目的：本实验要求设计并制作一个常用温度传感器测量电路，要求测量温度在常温～100℃之间，输出为电压信号。
该电路即可用于热电阻温度测量也可用于热电偶温度测量。
二、基本原理:温度测量过程原理：图1：温度测量过程原理温度测量过程原理如图1所示:信号采集：由热电偶或热电阻传感器负责将被测体的相关物理量转化为电信号。
信号处理部分：负责对信号进行放大，整形，降噪,标准化等处理。
输出显示部分：负责对处理后的各种信号进行可视化处理，便于人们直观的读出相关的物理量。
该部分可以是计算机或数码管或显示仪表等。
该实验只涉及信号采集，信号处理部分的相关电路设计，安装，调试等内容。
设计思路:温度检测电路总体设计思路：如图2所示，被测物体温度经过温度传感器元件以及相关转换电路转化为电压信号，经后续放大电路放大调节后输出，再用数字显示表头显示检测到的温度信号。
图2温度检测电路组成传感器部分：热电偶传感器：是将A和B二种不同金属材料的一端焊接而成如图3。
A和B称为热电极，焊接的一端是接触热场的T端称为工作端或测量端，也称热端；未焊称为自由端或参考端，也称冷端(接引线用来连接测量仪表接的一端处在温度T的两根导线C是同样的材料，可以与A和B不同种材料)。
T与T的温差愈大，热电偶的输出电动势愈大；温差为0时，热电偶的输出电动势为0；因此，可以用测热电动势大小衡量温度的大小。
国际上，将热电偶的A、B热电极材料不同分成若干分度号，如常用的Ｋ(镍铬-镍硅或镍铝)、Ｅ(镍铬-康铜)、Ｔ(铜-康铜)等等，并且有相应的分度表即参考端温度为0℃时的测量端温度与热电动势的对应关系表；可以通过测量热电偶输出的热电动势值再查分度表得到相应的温度值。
实验中用分度号为K的热电偶。
表1：K热电偶温度与输出电压的关系0000式中：E(t, t0)---热电偶测量端温度为ｔ，参考端温度为t=0℃时的热电势值；E(t, t0＇)---热电偶测量温度ｔ，参考端温度为t＇不等于0℃时的热电势值；E(t0＇, t)---热电偶测量端温度为t＇，参考端温度为t=0℃时的热电势值。
实验十 热敏电阻传感器温度实验指导书
实验十热敏电阻传感器温度实验
一、实验目的
1、了解气敏传感器、湿敏传感器等常见环境测量检测传感器的原理及特性；
2、掌握放大器、频率转换等模拟电路设计方法；
3、掌握传感器调理电路的设计方法；
4、了解环境监测传感技术应用方法。
二、实验仪器
1、VCC
2、Ground
3、运算放大器741
4、普通电阻
5、电阻式温敏传感器MF11
6、直流电压表
7、示波器
8、电压探针
三、基本原理
用半导体材料制成的热敏电阻具有灵敏度高，可以应用于各领域的优点，热电偶一般测高温时线性较好，热敏电阻则用于200℃以下温度较为方便，本实验中所用热敏电阻为负温度系数。
温度变化时热敏电阻阻值的变化导致运放组成的压/阻变换电路的输出电压发生相应变化。
其原理图如图1所示。
图1 热敏传感器原理图
四、实验步骤
该MF11温敏传感器的电阻随着温度的变化而变化，该转换电路是将变化的电阻转化为变化的电压。
电路如图2所示：
图2 MF11转化电路
经过转换电路，输出电压范围为0~5V，由于电路传输需要，将输出电压转化为0~10V。
整体电路如下图3所示：
图3 MF11整体电路图
（3）调节温度，将温度与UO1对应的数据记录在下表1中。
表1 温敏传感器温度与UO1数据表
（4）绘制温度与输出电压关系曲线，说明其关系。
（5）设计电压转换电路，记录电压，测试设计电路是否满足要求，如下表2所示。
表2 温敏传感器实验数据表
五、实验报告
1、概述热敏传感器的工作原理及其温度特性；
2、搭建实验电路，记录实验数据，补充表1和表2内容，完成实验报告。
常用温度传感器测量电路设计实验指导书
常用温度传感器测量电路设计实验指导书自动化工程学院常用温度传感器测量电路设计实验指导书一、实验目的：本实验要求设计并制作一个常用温度传感器测量电路，要求测量温度在常温～100℃之间，输出为电压信号。
该电路即可用于热电阻温度测量也可用于热电偶温度测量。
二、基本原理:温度测量过程原理：图1：温度测量过程温度测量过程原理如图1所示:信号采集：由热电偶或热电阻传感器负责将被测体的相关物理量转化为电信号。
信号处理部分：负责对信号进行放大，整形，降噪,标准化等处理。
输出显示部分：负责对处理后的各种信号进行可视化处理，便于人们直观的读出相关的物理量。
该部分可以是计算机或数码管或显示仪表等。
该实验只涉及信号采集，信号处理部分的相关电路设计，安装，调试等内容。
设计思路:温度检测电路总体设计思路：如图2所示，被测物体温度经过温度传感器元件以及相关转换电路转化为电压信号，经后续放大电路放大调节后输出，再用数字显示表头显示检测到的温度信号。
图2温度检测电路组成传感器部分：热电偶传感器：是将A和B二种不同金属材料的一端焊接而成如图3。
A 和B称为热电极，焊接的一端是接触热场的T端称为工作端或测量端，也称热端；未焊接的一端处在温度T0称为自由端或参考端，也称冷端(接引线用来连接测量仪表的两根导线C是同样的材料，可以与A和B不同种材料)。
T与T0的温差愈大，热电偶的输出电动势愈大；温差为0时，热电偶的输出电动势为0；因此，可以用测热电动势大小衡量温度的大小。
国际上，将热电偶的A、B热电极材料不同分成若干分度号，如常用的Ｋ(镍铬-镍硅或镍铝)、Ｅ(镍铬-康铜)、Ｔ(铜-康铜)等等，并且有相应的分度表即参考端温度为0℃时的测量端温度与热电动势的对应关系表；可以通过测量热电偶输出的热电动势值再查分度表得到相应的温度值。
实验中用分度号为K的热电偶。
图3：热电偶示意图表1：K热电偶温度与输出电压的关系分度号：K （参考端温度为0℃）10 0.397 0.437 0.477 0.517 0.557 0.597 0.637 0.677 0.718 0.758 20 0.798 0.8380.879 0.919 0.960 1.000 1.041 1.081 1.122 1.162 30 1.203 1.244 1.285 1.325 1.3661.407 1.448 1.489 1.529 1.570 40 1.611 1.652 1.693 1.734 1.776 1.817 1.858 1.8991.949 1.981 502.022 2.064 2.105 2.146 2.188 2.229 2.270 2.312 2.353 2.394 602.436 2.477 2.519 2.560 2.601 2.643 2.684 2.726 2.767 2.809 70 2.850 2.892 2.9332.9753.016 3.058 3.100 3.141 3.183 3.224 80 3.266 3.307 3.349 3.390 3.432 3.4733.515 3.556 3.598 3.639 90 3.681 3.722 3.764 3.805 3.847 3.888 3.930 3.9714.0124.054 100 4.095 4.137 4.178 4.219 4.261 4.302 4.343 4.384 4.426 4.467 110 4.5084.549 4.590 4.632 4.673 4.714 4.755 4.796 4.837 4.878 120 4.919 4.9605.001 5.0425.083 5.124 5.164 5.205 5.246 5.287 130 5.327 5.368 5.409 5.450 5.490 5.531 5.571 5.612 5.652 5.693 140 5.733 5.774 5.814 5.855 5.895 5.936 5.9766.016 6.057 6.097 150计算公式：E(t, t0)=E(t, t0＇)+E(t0＇, t0)式中：E(t, t0)---热电偶测量端温度为ｔ，参考端温度为t0=0℃时的热电势值；E(t, t0＇)---热电偶测量温度ｔ，参考端温度为t0＇不等于0℃时的热电势值；E(t0＇, t0)---热电偶测量端温度为t0＇，参考端温度为t0=0℃时的热电势值。
温度传感器—热电偶测温实验
温度传感器—热电偶测温实验一、实验原理：由两根不同质的导体熔接而成的闭合回路叫做热电回路，当其两端处于不同温度时则回路中产生一定的电流，这表明电路中有电势产生，此电势即为热电势。
图1 热电偶测温系统图图1中T 为热端，To 为冷端，热电势Et=)T ()T (o AB AB本实验中选用两种热电偶镍铬—镍硅（K ）和镍铬—铜镍（E ）。
实验所需部件：K 、E 分度热电偶、温控电加热炉、214位数字电压表（自备） 二、实验步骤：1、观察热电偶结构（可旋开热电偶保护外套），了解温控电加热器工作原理。
温控器：作为热源的温度指示、控制、定温之用。
温度调节方式为时间比例式，绿灯亮时表示继电器吸合电炉加热，红灯亮时加热炉断电。
温度设定：拨动开关拨向“设定”位，调节设定电位器，仪表显示的温度值℃随之变化，调节至实验所需的温度时停止。
然后将拨动开关扳向“测量”侧，（注：首次设定温度不应过高，以免热惯性造成加热炉温度过冲）。
2、首先将温度设定在50℃左右，打开加热开关，热电偶插入电加热炉内，K 分度热电偶为标准热电偶，冷端接“测试”端，E 分度热电偶接“温控”端，注意热电偶极性不能接反，而且不能断偶，214位万用表置200mv 档，当钮子开关倒向“温控”时测E 分度热电偶的热电势，并记录电炉温度与热电势E 的关系。
3、因为热电偶冷端温度不为0℃，则需对所测的热电势值进行修正E （T ，To ）=E(T,t 1)+E(T 1,T 0)实际电动势＝测量所得电势 ＋温度修正电势查阅热电偶分度表，上述测量与计算结果对照。
4、继续将炉温提高到70℃、90℃、110℃和130℃，重复上述实验，观察热电偶的测温性能。
三、注意事项：加热炉温度请勿超过150℃，当加热开始，热电偶一定要插入炉内，否则炉温会失控，同样做其它温度实验时也需用热电偶来控制加热炉温度。
《传感器实验指导书》热敏电阻传感器的应用及特性实验
《传感器实验指导书》热敏电阻传感器的应用及特性实验1.掌握热敏电阻的工作原理。
2.掌握热敏电阻测温程序的工作原理。
1.分析热敏电阻传感器测量电路的原理；2.连接传感器物理信号到电信号的转换电路；3.软件观测温度变化时输出信号的变化情况；4.记录实验波形数据并进行分析。
1.开放式传感器电路实验主板；2.热敏电阻温度测量模块；3.温度计；4.导线若干。
热敏电阻是开发早、种类多、发展较成熟的敏感元器件（如图4-1所示）。
热敏电阻由半导体陶瓷材料组成，利用的原理是温度引起电阻变化。
若电子和空穴的浓度分别为n、p，迁移率分别为μn、μp，则半导体的电导为：σ=q（n,μn, p,μp)因为n、p、μn、μp 都是依赖温度T 的函数，所以电导是温度的函数，因此可由测量电导而推算出温度的高低，并能做出电阻-温度特性曲线。
图4-1 热敏电阻外观热敏电阻是电阻值随温度变化的半导体传感器。
它的温度系数很大，比温差电偶和线绕电阻测温元件的灵敏度高几十倍，适用于测量微小的温度变化。
热敏电阻体积小、热容量小、响应速度快，能在空隙和狭缝中测量。
它的阻值高,测量结果受引线的影响小,可用于远距离测量。
它的过载能力强，成本低廉。
但热敏电阻的阻值与温度为非线性关系，所以它只能在较窄的范围内用于精确测量。
热敏电阻在一些精度要求不高的测量和控制装置中得到广泛应用。
热敏电阻按电阻温度特性分为三类。
（1）负温度系数热敏电阻（NTC）：在工作温度范围内温度系数一般为-（1~6）％/C°。
（2）正温度系数热敏电阻（PTC）：又分为开关型和缓变型，开关型在居里点的温度系数大约（10~60）％/C°，缓变型一般为（0.5~8）％/C°。
（3）临界负温度系数热敏电阻（CTR）：NTC热敏电阻可用于温度计、温差计、热辐射计、红外探测器和比热计中作为检测元件。
测温范围为-60 至+300℃，在更高的温度时其稳定性开始变差。
利用温度传感器设计温度测量实验方案
热电偶
基于热电效应原理，将温度差转 换为电势差。可测量较宽的温度 范围，具有稳定性好、抗干扰能 力强等特点，常用于高温测量。
集成温度传感器
将温度敏感元件、信号放大电路 和接口电路等集成在一个芯片上 ，具有体积小、线性度好、使用
方便等优点。
辅助设备与器材
数据采集卡
用于将温度传感器输出 的模拟信号转换为数字 信号，并传输给计算机
它们的工作原理都是基于物质的物理 性质与温度之间的关系，如热电偶的 温差电势、热电阻的阻值随温度变化 等。
常见的温度传感器有热电偶、热电阻 、集成温度传感器等。
02
实验器材与准备
温度传感器选择及特性
热敏电阻
利用材料电阻随温度变化的特性 ，将温度转换为电信号。具有灵 敏度高、响应速度快、体积小等 优点，适用于测量较小范围内的
了解温度传感器的工 作原理和使用方法。
温度测量原理
温度是表示物体冷热程度的物理量， 是物体内分子热运动平均动能的标志 。
温度测量通常利用物质的某些物理性 质（如热胀冷缩、电阻变化等）与温 度之间的对应关系，将这些物理量的 变化转换为温度的变化。
温度传感器工作原理
温度传感器是一种将温度变量转换为 可传送的标准化输出信号的仪表。
利用温度传感器设计温度
测量实验方案
汇报人：XX
2024-01-11
• 实验目的与原理 • 实验器材与准备 • 实验步骤与方法 • 数据处理与误差分析 • 实验结果展示与应用 • 实验注意事项与改进方向
01
实验目的与原理
实验目的
学习和掌握温度测量 的基本原理和方法。
通过实验，掌握利用 温度传感器进行温度 测量的技能。
隔热措施
温度传感器测试作业指导书
引线承受 50N 的拉力，并保持 10 秒，
卡尺
万用表
耐压测试 仪
推拉力计
将感温头放在温度 60±2℃，相对湿度 90%～95%的环境 中放置 48h，取出充分除去表面水滴并在常态下恢复 2h。
将感温头从 1m 的高度自由落体跌落到约 1cm 厚的木板上 五次
将感温头放在 60℃高温环境下，放置 48h 后，取出在常 态下恢复 1h，试验后测试，要求温度点的电阻值和常数 B 值的变化率(相对初始值) ≤3%，绝缘电阻 ≥50MΩ，耐压 ≥500VAC(1min)
环境实验 箱
/
环境实验 箱
将感温头放在-20℃规定温环境下放置 24h 后取出，在常 态下恢复 1h。
将感温头按如下的顺序： 高温 100±2℃放置 2h 后，温 度下降到-20℃放置 2h，再上升到 100±2℃放置 2h，循环 10 周期，取出在常温下恢复 2h。
环境实验 箱
环境实验 箱
IL=Ⅱ AQL=2.5
IL=Ⅱ AQL=2.5
IL=Ⅱ AQL=2.5
IL=Ⅱ AQL=2.5
—— IL=Ⅱ AQL=2.5
试验时，要求温度点的电阻值和常数 B 值的变化率(相对初始 值) ≤3%。
在-20±3℃条件下放置２h。
在 130±3℃条件下放置２h。
将温度传感器放置在 100℃的水中，6h 后取出温度传感 器。
将感温头按如下的顺序：常温 25℃--高温 105±2℃放置 10min—室温 25℃放置 10s—高温 105±2℃放置 10min 循环 1000 次后，取出在常温下恢复 2h。
温度传感器Pt100特性测试实验指导书
温度传感器Pt100特性测试实验指导书
实验一温度传感器Pt100特性测试
一、实验目的
1、进一步认识温度传感器Pt100的特性：
R t=R0[1+At+Bt2+Ct3]
A=4.28899×10-3℃-1. B=-2.133×10-7℃-2. C=1.233×10-9℃-3
2、熟悉瑞特过控实验装置的使用。
3、掌握Pt100，并绘制特性曲线。
二、实验原理接线图
1、热线阻外形图：
2、实验原理：
三、实验步骤
1、锅炉内胆注水至适当位置，观察水位显示。
保持水位恒定。
2、记录Rt1温度传感器温度值，读取通用仪表温度显示值。
3、用万用表测量并记录Rt2的电阻值。
4、打开功率调节器，对锅炉内胆中的水进行加热一段时间，
控制功率不宜过大，使水温上升5-8℃。
5、重复步骤2和3。
直到5-10组参数记录完成。
6、将锅炉内胆中的水放空，实验完毕。
四、实验结果分析
1、制作表格：
2、绘制曲线:
横坐标为温度值，纵坐标为电阻值。
计算系数A，进行误差分析。
五、思考题：
1、热电阻的特性公式中的系数B，用上述实验方法能否求取？
2、该实验方法有无系统误差，为什么？
附表：热电阻Pt100分度表。
温度传感器--实验指导书
试验三 温度传感器测试试验班级：汽服1211 指导教师：吴华伟一、 实验目的：1） 了解热电阻的工作原理——阻值随温度正向变化，熟悉热电阻分度号的含义；2） 掌握铂热电阻阻值与温度边关关系，测量范围。
3） 了解集成温度传感器AD590的特性及使用；4） 能利用现有器件设计已完成温度测试系统。
二、 实验内容：1 HEL-776铂电阻温度传感器-温度测量2 AD590集成温度传感器的应用-温度测量三、 实验设备●开放式传感器电路实验主板； ●TS-INQ-8U 多通道数据采集模块； ●铂热电阻特性及应用模块M4及元件包； ●AD590集成温度传感器的应用-温度测量M 6 模块及元件包； ●热源（制热片）； ●跳线若干； ●万用表，工业温度计； ● 传感器特性测量.vi ；四、 实验原理图4-1为恒压型铂电阻测温电路原理图如图5-1所示，本任务中选用的铂热电阻型号为HEL-776，在0℃时的电阻值为100Ω（分度号为Pt100）。
W1（在M4模块上为VR3电阻）为电桥平衡调节电阻，W2（在M4模块上为VR2）为电路放大倍数调节电阻。
若Vin 为恒定输入电压则该电路的输出电压V out 为：in out V R R R R R R R V )01)(01(1+∆++∆= 图4-2为AD590集成温度传感器的实验电路。
整个传感器就像一个高阻抗的恒流源，电流与温度的关系为1uA/K 。
传感器与1K Ω的电阻串联后电路的输出电压与温度的关系为1mV/K 。
AD590在0℃时的输出电压是273.15mV ，在25℃室温下，输出电压值为298.15mv ，则温度值T=298.15-273.15=25℃。
图4-1 恒压型铂电阻测温电路原理图图4-2 AD590集成温度传感器的实验电路五、实验步骤1.按原理图找到相应的集成模块，或手动自塔电路；2.测试系统连线（电源、信号、输出、采集等）；3.系统供电，查看零点输出，并调零；4.接通加热片电源，改变温度，并记录；5.绘制温度与电压曲线；6.拟合出该特性曲线的函数关系式。
实验三 温度传感器实验
实验三 温度传感器实验一、实验目的掌握温度传感器的特性、工作原理及其应用。
二、实验原理实验电路图如图1-2所示，R2用作加热电阻，R3为负温度系数热敏电阻NTC ，用来检测加热温度的变化，R3、R4、R5、R6组成全桥电路，当J1的1-2端、J2的1-2端断开时，则桥路后面的精密仪器放大器的输入电压为0，此时可以通过调节电位器RW 对放大电路进行调0；当J1的1-2端、J2的1-2端接通时，则桥路的输出电压信号经放大调理电路放大，从而在Uo 的输出端得到随加热温度变化而变化的电压信号。
本实验中的温度传感器采用了热敏电阻，热敏电阻是一种对热敏感的电阻元件，一般用半导体材料做成，可以分为负温度系数热敏电阻NTC （Negative Temperature coefficient Thermistor ）和正温度系数热敏电阻PTC （Positive Temperature Coefficient Thermistor ），临界温度系数热敏电阻CTR （Critical Temperature Resistor ）三种，本实验用的是负温度系数热敏电阻NTC ，NTC 通常是一种氧化物的复合烧结体，特别适合于C 0300~100-之间的温度测量，它的电阻值随着温度的升高而减小，其经验公式为：⎪⎭⎫ ⎝⎛-=0110T T B T eR R ，式中，R0是在25C 0时或其他参考温度时的电阻，0T 是热力学温度（K ），B 称为材料的特征 温度，其值与温度有关，主要用于温度测量。
NTC 和PTC 的特征曲线如图1-1所示：图1-1三、实验设备万用表、温度传感器调理模块。
四、实验内容与步骤1．将“温度传感器调理模块”插放到相应的实验挂箱上；2. 在确保上述模块插放无误后，从实验屏上接入实验挂箱所需的工作电源（电源的大小及正负极性不能接错）；3、进行调理电路的调零：先将“温度传感器调理模块”的拨动开关拨向下方（此时模块上的灯暗）；用短路帽短接此模块上J1、J2下方的两个插脚，再调节电位器RW，用万用U的两端，使输出电压为零；再把短路帽切换到J1、J2上方的两个插脚。
传感器实验指导书(天煌)
传感器实验指导书(天煌)1000字
传感器实验指导书(天煌)
实验目的：
1.了解传感器的原理和应用
2.掌握传感器的工作原理和特性
3.学习传感器的调试和使用方法
实验器材：
1.电路板
2.传感器
3.电源
4.跳线
5.万用表
实验原理：
传感器是一种具有灵敏度的检测设备，它可以将非电信号转化为电信号。
传感器的工作原理是根据某物理量或化学量的变化而发生变化，通过一定的转换过程将检测到的信号转化为标准的电信号。
传感器可以将测量对象的感觉量转化为可以识别的电信号，常见的传感器有温度传感器、湿度传感器、光传感器等。
实验步骤：
1.将电路板上的电源与传感器相连，使用跳线将两者连接起来。
2.使用万用表检测传感器的工作状态，表检测该传感器是否能够正常工作。
3.使用万用表进行电路调试，将电路连接正确，传感器的电压和电流等参数达到正常范围。
4.按照传感器的使用方法使用传感器，完成出数据。
可以用数据收集仪器对数据进行记录和分析。
实验结果：
通过本次实验，可以了解传感器的原理和应用，掌握传感器的工作原理和特性，学习传感器的调试和使用方法。
在实验中，还可以发现传感器的灵敏度可以通过调整电路参数进行变化，从而对测量对象的感受变化提供更具体的数值。
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110 4.508 4.549 4.590 4.632 4.673 4.714 4.755 4.796 4.837 4.878
120 4.919 4.960 5.001 5.042 5.083 5.124 5.164 5.205 5.246 5.287
130 5.327 5.368 5.409 5.450 5.490 5.531 5.571 5.612 5.652 5.693
设计思路:
温度检测电路总体设计思路：如图 2 所示，被测物体温度经过温度传感器元件
.
.
以及相关转换电路转化为电压信号，经后续放大电路放大调节后输出，再用数字 显示表头显示检测到的温度信号。
图 2 温度检测电路组成
传感器部分：
热电偶传感器：是将 A 和 B 二种不同金属材料的一端焊接而成如图 3。A 和 B 称为热电极，焊接的一端是接触热场的 T 端称为工作端或测量端，也称热端；未 焊接的一端处在温度 T0 称为自由端或参考端，也称冷端(接引线用来连接测量仪 表的两根导线 C 是同样的材料，可以与 A 和 B 不同种材料)。 T 与 T0 的温差愈 大，热电偶的输出电动势愈大；温差为 0 时，热电偶的输出电动势为 0；因此， 可以用测热电动势大小衡量温度的大小。国际上，将热电偶的 A、B 热电极材料 不同分成若干分度号，如常用的Ｋ(镍铬-镍硅或镍铝)、Ｅ(镍铬-康铜)、Ｔ(铜康铜)等等，并且有相应的分度表即参考端温度为 0℃时的测量端温度与热电动 势的对应关系表；可以通过测量热电偶输出的热电动势值再查分度表得到相应的 温度值。实验中用分度号为 K 的热电偶。
图 1：温度测量过程原理 温度测量过程原理如图 1 所示: 信号采集：由热电偶或热电阻传感器负责将被测体的相关物理量转化为电信号。 信号处理部分：负责对信号进行放大，整形，降噪,标准化等处理。 输出显示部分：负责对处理后的各种信号进行可视化处理，便于人们直观的读出 相关的物理量。该部分可以是计算机 或数码管 或显示仪表等 。 该实验只涉及信号采集，信号处理部分的相关电路设计，安装，调试等内容。
.
.
图 3：热电偶示意图
表 1：K 热电偶温度与输出电压的关系
分度号：K
（参考端温度为 0℃）
测量端 0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
温度 （℃）
热 电 动 势 （mV）
0 0.000 0.039 0.079 0.119 0.158 0.198 0.238 0.277 0.317 0.357
10 0.397 0.437 0.477 0.517 0.557 0.597 0.637 0.677 0.718 0.758
E(t0＇, t0)=E(20,0)=0.798mV
已测得
E(t, t0＇)=32.7mV/10=3.27mV
故
E(t, t0)=E(t, t0＇)+E(t0＇, t0)= 3.27mV+0.798mV=4.068mV
热电偶测量温度源的温度可以从分度表中查出，与 4.068mV 所对应的温度是
80 3.266 3.307 3.349 3.390 3.432 3.473 3.515 3.556 3.598 3.639
90 3.681 3.722 3.764 3.805 3.847 3.888 3.930 3.971 4.012 4.054
100 4.095 4.137 4.178 4.219 4.261 4.302 4.343 4.384 4.426 4.467
50 2.022 2.064 2.105 2.146 2.188 2.229 2.270 2.312 2.353 2.394
60 2.436 2.477 2.519 2.560 2.601 2.643 2.684 2.726 2.767 2.809
70 2.850 2.892 2.933 2.975 3.016 3.058 3.100 3.141 3.183 3.224
170 6.939 6.979 7.019 7.059 7.099 7.139 7.179 7.219 7.259 7.299
180 7.338
计算公式：E(t, t0)=E(t, t0＇)+E(t0＇, t0) 式中：E(t, t0)---热电偶测量端温度为ｔ，参考端温度为 t0=0℃时的热电势值； E(t, t0＇)---热电偶测量温度ｔ，参考端温度为 t0＇不等于 0℃时的热电势值； E(t0＇, t0)---热电偶测量端温度为 t0＇，参考端温度为 t0=0℃时的热电势值。
20 0.798 0.838 0.879 0.919 0.960 1.000 1.041 1.081 1.122 1.162
30 1.203 1.244 1.285 1.325 1.366 1.407 1.448 1.489 1.529 1.570
40 1.611 1.652 1.693 1.734 1.776 1.817 1.858 1.899 1.949 1.981
140 5.733 5.774 5.814 5.855 5.895 5.936 5.976 6.016 6.057 6.097.177 6.218 6.258 6.298 6.338 6.378 6.419 6.459 6.499
160 6.539 6.579 6.619 6.659 6.699 6.739 6.779 6.819 6.859 6.899
例：用一支分度号为Ｋ(镍铬-镍硅)热电偶测量温度源的温度，工作时的参考端温
度(室温) t0＇=20℃，而测得热电偶输出的热电势(经过放大器放大的信号，假设
放大器的增益 A=10)32.7mv，则 E(t, t0＇)=32.7mV/10=3.27mV，那么热电
偶测得温度源的温度是多少呢?
解：由表 1 查得：
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常用温度传感器测量电路设计
实 验 指 导 书
自动化工程学院
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常用温度传感器测量电路设计实验指导书
一、实验目的：
本实验要求设计并制作一个常用温度传感器测量电路，要求测量温度在 常温～100℃ 之间，输出为电压信号。该电路即可用于热电阻温度测量也可用 于热电偶温度测量。
二、 基本原理: 温度测量过程原理：