热敏电阻温度特性研究及数字温度计的设计
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方案
热敏电阻温度计的设计方案一、整体思路。
咱要做个热敏电阻温度计呢，就像给温度这个调皮的小怪兽做个探测器。
这个温度计的核心就是热敏电阻啦，它可神奇了，温度一变，它的电阻值就跟着变，就像个超级敏感的小卫士。
我们就利用这个特性，把温度这个看不见摸不着的东西转化成能看明白的数值，显示在屏幕上或者其他啥地方。
二、所需材料和工具。
1. 热敏电阻：这是咱的主角，就像电影里的超级英雄一样重要。
要选那种对温度变化反应灵敏的，不然这个温度计就成了个小迷糊，测不准温度啦。
2. 电源：得给这个小系统供电呀，就像给超级英雄补充能量一样。
可以是电池，方便携带，要是做个固定在某个地方的温度计，接个电源适配器也不错。
3. 微控制器（比如单片机）：这就像是温度计的大脑，负责处理热敏电阻传过来的信号，把电阻值的变化换算成温度值。
它可聪明啦，能按照我们设定好的程序进行复杂的计算。
4. 显示屏：这是温度计的脸蛋，把温度值显示出来给我们看。
可以是液晶显示屏（LCD），清楚又节能；要是想酷一点，用个OLED显示屏，显示效果那叫一个酷炫。
5. 其他小零件：像电阻、电容这些小零件也不能少，它们就像是超级英雄身边的小助手，帮助电路稳定运行，保证各个部分能和谐共处。
6. 工具方面：电烙铁是必须的，用来焊接那些小零件，就像厨师用锅铲做菜一样熟练地把各个零件连接起来。
还有万用表，用来检测电路是否正常，就像医生给病人做检查一样，找出电路中的毛病。
三、设计步骤。
1. 电路设计。
把热敏电阻接入电路。
可以设计一个简单的分压电路，让热敏电阻和一个普通电阻串联，然后接到电源两端。
这样，随着温度变化，热敏电阻的电阻值改变，它两端的电压也会跟着变，就像跳舞的小伙伴，随着音乐（温度）改变步伐（电压）。
接着，把这个电压信号接到微控制器的模拟输入引脚。
微控制器就像一个好奇的小侦探，时刻准备着接收这个信号并进行分析。
2. 微控制器编程。
在微控制器里，我们要写程序啦。
这个程序就像给小侦探（微控制器）一本秘籍，让它知道怎么根据接收到的电压值算出温度。
热敏电阻温度特性研究及数字温度计的设计
热敏电阻温度特性研究及数字温度计的设计摘要：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，它们貝有正的电阻温度系数。
另外像炭、玻璃、硅和错等材料的电阻随温度的增加而减小，其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人，因而口由戟流子数少，故半导体的电阻率较人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，电阴率就越小，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。
关键词：热敏电阻，电桥，温度特性，数字温度计引言：我们所熟知的实验室温度计大多是水银温度计，这样的温度计测温范圉非常有限，并且精度也不是很高。
热敏电阻的阻值会随着温度的变化而呈现出规律性变化，这样我们可以利用热敏电阻的电阻•温度特性曲线制成数字温度计，测温范围由热敏电阻的特性决定，并且精度大大提高。
2、热敏电阻温度特性研究测量原理实验表明，在一定温度范圉内，半导体材料的电阻率13和绝对温度T 的关系可农7F为：p =aoexp ( b/T)其中a。
、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Rx =p aexp(b/T) (1)对上式取对数有InR二b/T+a,改变被测样品的温度，分别测出不同的温度T以及对应的Rx值，然后用图解法、计算法或最小二乘法求出a、b值即可得到该热敏电阻的温度特性关系式。
1.2.惠斯通电桥测电阻原理惠斯通电桥原理电路图如图1所示。
当电桥平衡时B、DZ间的电势相求得该热敏电阻的温度特性为InR 二102.3/T+3.9107等，桥路电流1 = 0, B 、DZ 间相当于开路，则由惠斯通电桥特性知:把热敏电阻接在图1所示的电桥愕中，图中检流计用50微安的微安表，R0为电阻箱，取R1 = R 乙即取倍率为1。
欲求Rx,调节电桥平衡 后，只要知道Rl,R2,R0的阻值，即可由上式（2）求得其阻值。
热敏电阻温度特性的研究
热敏电阻温度特性的研究一、实验目的：了解和测量热敏电阻阻值与温度的关系二、实验仪器：YJ-RZ-4A 数字智能化热学综合实验仪、NTC 热敏电阻传感器、Pt100传感器、万用表 三、实验原理热敏电阻是其电阻值随温度显著变化的一种热敏元件。
热敏电阻按其电阻随温度变化的典型特性可分为三类，即负温度系数（NTC ）热敏电阻，正温度系数（PTC ）热敏电阻和临界温度电阻器（CTR ）。
PTC 和CTR 型热敏电阻在某些温度范围内，其电阻值会产生急剧变化。
适用于某些狭窄温度范围内的一些特殊应用，而NTC 热敏电阻可用于较宽温度范围的测量。
热敏电阻的电阻-温度特性曲线如图1所示。
图1NTC 半导体热敏电阻是由一些金属氧化物，如钴、锰、镍、铜等过渡金属的氧化物，采用不同比例的配方，经高温烧结而成，然后采用不同的封装形式制成珠状、片状、杠状、垫圈状等各种形状。
与金属导热电阻比较，NTC 半导体热敏电阻具有以下特点：1．有很大的负电阻温度系数，因此其温度测量的灵敏度也比较高； 2．体积小，目前最小的珠状热敏电阻的尺寸可达mm 2.0φ，故热容量很小可作为点温或表面温度以及快速变化温度的测量；3．具有很大的电阻值（Ω-521010），因此可以忽略线路导线电阻和接触电阻等的影响，特别适用于远距离的温度测量和控制；4．制造工艺比较简单，价格便宜。
半导体热敏电阻的缺点是温度测量范围较窄。
NTC 半导体热敏电阻具有负温度系数，其电阻值随温度升高而减小，电阻与温度的关系可以用下面的经验公式表示)/exp(T B A R T = （1）式中，T R 为在温度为T 时的电阻值，T 为绝对温度（以K 为单位），A 和B 分别为具有电阻量纲和温度量纲，并且与热敏电阻的材料和结构有关的常数。
由式（1）可得到当温度为0T 时的电阻值R ，即)/exp(00T B A R = （2）比较式（1）和式（2），可得)]11(exp[00T T B A R R T -= （3） 由式（3）可以看出，只要知道常数B 和在温度为T 时的电阻值R ，就可以利用式（3）计算在任意温度T 时的T R 值。
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。
电桥的结构如右图所示， R1、R2、R3为可调节电阻， Rt 为热敏电阻。
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。
成 绩教师签字当电桥不平衡时， 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：ttg ttcd g R R R R R R R R R U I ++++-=331322)21(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）。
（2） 确定R1、R2、R3的阻值。
具体方法如下：该实验中， t1=20℃，t2=70℃, 对应R t -t 曲线可以得到R t1和R t2； Rg 由实验室给出， U cd 取值为1.3V ， 由微安表面板上可读出I gm =50μA 。
热敏电阻数字温度计及设计与制作
热敏电阻数字温度计及设计与制作一、热敏电阻介绍热敏电阻（Thermistor）是一种特殊类型的电阻元件，也被称为温度传感器或温度电阻。
它由原材料包括硅、聚苯乙烯等制成，一般构成为由特殊陶瓷物质制成的金属杆支撑的微型电阻片，它的电阻值会随温度的变化而发生量级的变化，应用范围广泛，同时也具有非线性特性。
二、原理介绍热敏电阻可以因温度的变化而改变其电阻值，电路中施加的电压，将发生变化的电阻作用的电流，其特性一般是冷端温度为25°C时，电阻值最小，随着温度的增加，电阻值也增加。
热敏电阻具有很强的非线性特性，温度噪声小，因而对温度测量后级电路要求较低，这种特性使热敏电阻更加容易把输入的温度信号转变为数字信号。
三、数字温度计的介绍数字温度计（Digital Thermometer）是一种使用热敏电阻来测量温度的设备，可以检测温度并以数字方式显示温度变化，常用于家用、工业和其它科学测量等领域。
数字温度计利用热敏电阻这种特性，可以把温度信号变换为数字信号，然后再在显示分辨率与可调量程内显示出来。
要设计并制作一台数字温度计，需要用到热敏电阻、运算放大器、A/D转换器、晶体管、多路复用器和显示器等元件。
（1）热敏电阻。
用来检测温度变化，通过将温度变化映射成电阻变化。
（2）运算放大器。
它将检测到的电阻变化信号发送至A/D转换器，用以进一步进行信号转换处理，从而获取准确的温度数值。
（5）多路复用器。
它用来将晶体管处理出的信号发送至显示器，并选择正确的显示模式，以便正确显示温度数值。
五、结论热敏电阻及其特性使其能够非常精确地测量、检测温度变化。
数字温度计设计与制作主要使用热敏电阻以及相关电路元件，它可以把温度信号变换为数字信号，从而在对精度进行严格控制的情况下，准确地显示出温度信息。
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
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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
热敏电阻温度特性研究实验报告
热敏电阻温度特性研究实验报告热敏电阻温度特性研究实验报告引言：热敏电阻是一种能够随温度变化而改变电阻值的电子元件。
它在工业、医疗、环保等领域中有着广泛的应用。
本实验旨在研究热敏电阻的温度特性，探索其在不同温度下的电阻变化规律，为其应用提供参考。
实验设计：本实验采用的热敏电阻为NTC热敏电阻，其电阻值随温度的升高而下降。
实验所用的测试仪器有温度计、电压源、电流表和万用表。
实验步骤：1. 将热敏电阻与电路连接，保证电路的正常工作。
2. 将电压源接入电路，调节电压为常数值。
3. 使用温度计测量热敏电阻的温度，记录下每个温度点对应的电阻值。
4. 重复步骤3，直到覆盖整个温度范围。
实验结果：通过实验数据的收集与整理，我们得到了热敏电阻在不同温度下的电阻值变化曲线。
实验结果表明，随着温度的升高，热敏电阻的电阻值呈现出逐渐下降的趋势。
当温度较低时，电阻值变化较小；而当温度升高到一定程度时，电阻值的变化速度加快。
讨论：1. 温度对热敏电阻的影响：根据实验结果，我们可以得出结论：温度对热敏电阻的电阻值有着显著的影响。
随着温度的升高，热敏电阻的电阻值逐渐下降。
这是因为在高温下，热敏电阻内部的电导率增加，电子的运动能力增强，从而导致电阻值的降低。
2. 热敏电阻的应用：热敏电阻的温度特性使其在许多领域中得到了广泛的应用。
例如，在温度控制系统中，热敏电阻可以用来检测环境温度，并通过控制电路来实现温度的自动调节。
此外，热敏电阻还可以用于温度计、温度补偿电路等方面。
结论：通过本次实验，我们对热敏电阻的温度特性有了更深入的了解。
实验结果表明，热敏电阻的电阻值随温度的升高而下降。
这一特性使得热敏电阻在许多领域中有着广泛的应用前景。
对于今后的研究和应用，我们可以进一步探索热敏电阻的温度特性，优化其性能，并将其应用于更多的领域中，为人们的生活和工作带来更多便利。
51单片机的热敏电阻数字温度计设计
51单片机的热敏电阻数字温度计设计下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。
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课程设计 数字式热敏电阻温度计
数字式热敏电阻温度计一、热敏电阻温度转换的原理：热敏电阻是近年来发展起来的一种新型半导体感温元件。
由于它具有灵敏度高、体积小、重量轻、热惯性小、寿命长以及价格便宜等优点，因此应用非常广泛。
负系数热敏电阻热敏电阻与普通热电阻不同，它具有负的电阻温度特性，当温度升高时，电阻值减小，其特性曲线如下：热敏电阻的阻值---温度特性曲线是一条指数曲线，非线性度较大，因此在使用时要进行线性化处理，线性化处理虽然能改善热敏电阻的特性曲线，但比较复杂。
为此常在要求不高的一般应用中，作出在一定的温度范围内温度与阻值成线性关系的假定，以简化计算。
热敏电阻的应用是为了感知温度为此给热敏电阻以恒定的电流，测量电阻两端就得到一个电压，然后就可以通过下列公式求得温度：其中：T------被测温度------与热敏电阻特性有关的温度参数K-----与热敏电阻特性有关的系数------热敏电阻两端的电压根据这一公式，如能测得热敏电阻两端的电压，再知道参数和系数K，则可计算出热敏电阻的环境温度，也就是被测的温度。
这样就把电阻随温度的变化关系转化为电压温度变化的关系了。
数字式电阻温度计设计工作的主要内容，就是把热敏电阻两端电压值经A/D转换变成数字量，然后通过软件方法计算得到温度值，再进行显示等处理。
二、应用元件:1、热敏电阻RT串上一个普通电阻R再接电源+5V，取RT电压经送A/D转换器转换。
2、使用ADC0809进行A/D转换。
A/D转换器的任务是将输入的模拟信号电压转换为输出的数字量。
A/D转换的过程是首先对输入的模拟电压信号取样，然后进入保持时间。
在这段时间内将取样的电压量化为数字量，按一定的编码方式输出转换结果。
完成这样的一次转换后重新开始下一次取样，进行新一轮的转换。
ADC0809的转换启动信号（START）和地址锁存信号（ALE）连接在一起，由信号控制地址写入，进行通道的选择，按图中情况，通道的地址为4000H，转换后的数据以定时传送方式80C51，所以要运行一个100 的延时子程序，以等待A/D转换完成进行数据的读操作，为此口地址和RD信号相与后送OE，当有效时，转换数据送上数据总线，由80C51接收。
热敏电阻温度特性的设计研究带实验数据处理
本科实验报告实验名称:热敏电阻温度特性的研究 （略写）实验15热敏电阻温度特性的研究【实验目的和要求】1. 研究热敏电阻的温度特性。
2. 用作图法和回归法处理数据。
【实验原理】 1． 金属导体电阻金属导体的电阻随温度的升高而增加，电阻值t R 与温度t 间的关系常用以下经验公式表示：)1(320 ++++=ct bt t R R t α （1）式中t R 是温度为t 时的电阻，0R 为00=t C 时的电阻，c b ,,α为常系数。
在很多情况下，可只取前三项：)1(20bt t R R t ++=α （2）因为常数b 比α小很多，在不太大的温度范围内，b 可以略去，于是上式可近似写成：)1(0t R R t α+= （3）式中α称为该金属电阻的温度系数。
2． 半导体热敏电阻热敏电阻由半导体材料制成，是一种敏感元件。
其特点是在一定的温度范围内，它的电阻率T ρ随温度T 的变化而显著地变化，因而能直接将温度的变化转换为电量的变化。
一般半导体热敏电阻随温度升高电阻率下降，称为负温度系数热敏电阻，其电阻率T ρ随热力学温度T 的关系为T B T e A /0=ρ （4）式中0A 与B 为常数，由材料的物理性质决定。
也有些半导体热敏电阻，例如钛酸钡掺入微量稀土元素，采用陶瓷制造工艺烧结而成的热敏电阻在温度升高到某特定范围（居里点）时，电阻率会急剧上升，称为正温度系数热敏电阻。
其电阻率的温度特性为： TB T eA ⋅'=ρρ （5）式中A '、ρB 为常数，由材料物理性质决定。
对（5）式两边取对数，得A T BR T ln 1ln += （6）可见T R ln 与T 1成线性关系，若从实验中测得若干个T R 和对应的T 值，通过作图法可求出A (由截距A ln 求出)和B (即斜率)。
3. 实验原理图图1 实验原理图 4. 单臂电桥的基本原理用惠斯通电桥测量电阻时，电桥应调节到平衡状态，此时0=g I 。
热敏电阻数字温度计设计制作实验的线性化方案探究
热敏电阻数字温度计设计制作实验的线性化方案探究热敏电阻数字温度计设计制作实验的线性化是指热敏电阻在温度变化时，用电阻值变化与温度量度值之间的关系，精确测量准确的温度。
通常情况下，热敏电阻量度温度变化后，它们的电阻值变化不会按照从低到高从正到负，或者从高到低从负到正的分布，而是各种不同的变化规律。
因此，要精确的测量温度，就需要进行线性化处理，使电阻变化与温度变化之间的关系能够更加直观、精确。
要实现热敏电阻数字温度计的线性化处理，通常采用的技术就是多项式拟合技术。
它的基本思想就是通过导入实验数据，建立一个多项式函数，使电阻变化与温度变化之间更加精确地拟合。
比如说，使用一元四次多项式，以电阻R1和R2分别代表温度T1+20和T2+20时，便可以构建如下拟合方程：T= a0 + a1 × R + a2 × R2 + a3 × R3 + a4 × R4通过系数a0、a1、a2、a3、a4的校正，便可以获得完美的拟合函数，以准确的地测量温度。
之后，当热敏电阻的电阻值增加时，也可以由拟合函数已经准确的算出它对应的温度，而无需经过额外的多步调整。
此外，除了多项式拟合以外，也可以采用流水账的方法来获得线性化的解决方案，也就是把温度值分割为几个区间，然后用这几个区间上数据点相连即可，这样就可以实现电阻与温度变化之间复杂的关系转换为流畅的线性变化。
因此，实现热敏电阻数字温度计的线性化确实是要求较高的，无论是通过多项式拟合的方式，还是通过流水账的方式，都需要经过大量的调整，才能把线性变化表示出来。
此外，还需要针对多种温度表现出不同的过程，采用不同的线性化处理方式，才能实现最准确的温度测量。
所以，从线性化处理来看，热敏电阻数字温度计制作实验是一项艰巨的任务，也是一项非常有趣的实验。
数字温度计研究与设计论文
数字温度计研究与设计论文引言数字温度计是一种现代化的温度测量设备，它可以通过数字显示直观地反映当前的温度值。
在各个领域中，数字温度计被广泛应用于温度的监测与控制，例如气象测量、医疗设备、工业自动化等。
本篇论文旨在研究数字温度计的工作原理、实现方式及其在实际应用中的设计要点等方面内容。
1. 数字温度计的工作原理数字温度计通常采用数字传感器来测量温度值，并通过显示屏以数字形式输出。
它们的工作原理有以下几种常见类型：1.1 热敏电阻温度计热敏电阻温度计采用热敏电阻作为温度传感器。
随着温度的变化，热敏电阻的电阻值也会发生相应变化，通过测量电阻值的变化来确定温度值。
常见的热敏电阻温度传感器有NTC （负温度系数）和PTC（正温度系数）两种类型。
1.2 热电偶温度计热电偶温度计利用由两种不同金属组合而成的热电偶丝产生的热电势来测量温度。
随着温度的变化，热电势也会发生变化，通过测量热电势的变化来推导出温度的值。
热电偶温度计具有广泛的测量范围和快速的响应速度。
1.3 热电阻温度计热电阻温度计利用热敏电阻的电阻随温度变化的特性来测量温度。
它由金属或合金制成，具有较高的精度和稳定性。
常见的热电阻材料有铂金（PT100、PT1000）和镍铬合金。
2. 数字温度计的实现方式数字温度计可以通过多种方式实现，以下是几种常见的实现方式：2.1 单片机实现单片机是一种具有强大的运算能力和IO口的集成电路。
通过将数字传感器连接到单片机的IO口，并编程实现温度的读取和显示功能，可以实现一个简单的数字温度计。
```c #include <stdio.h>// 定义温度传感器引脚 #defineTEMPERATURE_SENSOR_PIN A0void setup() { // 初始化串口 Serial.begin(9600); }void loop() { // 读取温度值 int temperature = analogRead(TEMPERATURE_SENSOR_PIN);// 转换为摄氏度 float celsius = (5.0 * temperature * 100) / 1024;// 打印温度值 Serial.print(。
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。
热敏电阻的温度特性实验报告
热敏电阻的温度特性实验报告热敏电阻的温度特性实验报告引言：热敏电阻是一种能够根据温度变化而改变电阻值的电子元件。
它在各种电子设备中广泛应用，如温度控制系统、温度补偿电路等。
本实验旨在通过测量热敏电阻在不同温度下的电阻值，研究其温度特性。
实验装置：本实验采用了以下装置：热敏电阻、恒温水槽、电源、数字万用表、温度计等。
实验步骤：1. 将热敏电阻连接到电路中，确保电路连接正确。
2. 将恒温水槽中的水加热至不同温度，如20℃、30℃、40℃等。
3. 使用温度计测量水槽中的水温，并记录下来。
4. 使用数字万用表测量热敏电阻在不同温度下的电阻值，并记录下来。
5. 重复步骤2-4，直到得到足够的数据。
实验结果：根据实验数据，我们可以绘制出热敏电阻的温度特性曲线。
在实验中，我们发现热敏电阻的电阻值随温度的升高而减小。
这是因为热敏电阻的电阻值与温度呈负相关关系。
随着温度的升高，热敏电阻中的电子活动增加，电阻值减小。
讨论：热敏电阻的温度特性是其应用的基础。
通过实验数据的分析，我们可以得出以下结论：1. 热敏电阻的温度特性曲线呈非线性关系。
在低温区域，电阻值随温度的升高呈指数增长；在高温区域，电阻值随温度的升高呈线性增长。
2. 热敏电阻的温度特性与其材料的选择有关。
不同材料的热敏电阻在不同温度范围内表现出不同的特性曲线。
3. 热敏电阻的温度特性可以通过控制电流来实现温度的测量和控制。
通过测量热敏电阻的电阻值，我们可以推算出环境的温度。
结论：本实验通过测量热敏电阻在不同温度下的电阻值，研究了其温度特性。
实验结果表明，热敏电阻的电阻值随温度的升高而减小，呈现出非线性关系。
热敏电阻的温度特性与其材料的选择有关，可以通过控制电流来实现温度的测量和控制。
这些研究结果对于热敏电阻的应用具有重要的指导意义。
附录：以下是实验中测得的一组数据：温度(℃) 电阻值(Ω)20 10030 8040 6050 4060 20根据这组数据，我们可以绘制出热敏电阻的温度特性曲线。
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。
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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。
数字体温计的设计
数字体温计的设计一、实验目的1.研究NTC热敏电阻的电学、热学性质。
2.利用NTC热敏电阻设计一个数字体温计，并评估其精度。
二、实验原理（一）NTC热敏电阻NTC是Negative Temperature Coefficient的缩写，意思是负的温度系数，泛指负温度系数很大的半导体材料或元器件，所谓NTC热敏电阻器就是负温度系数热敏电阻器。
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。
这些金属氧化物材料都具有半导体性质，因为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（电子和孔穴）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102～106欧姆，温度系数-2%～-6.5%。
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。
部分专业术语：1.（额定）测量功率P m（mW）热敏电阻在规定的环境温度下，阻体受测量电流加热引起的阻值变化相对于总的测量误差来说可以忽略不计时所消耗的功率。
一般阻值变化不应大于0.1%。
当热敏电阻受测量电流加热引起的阻值变化恰为0.1%时，对应的测量功率P m称为额定测量功率，其数值约在1mW左右，并与环境温度有关。
【根据图1所示的热敏电阻的尺寸、玻璃的热容量及导热系数等参数，可以估算出P m的大致数量级。
】2.零功率电阻值R T（Ω）R T指在温度T时，采用小于额定值的测量功率测得的电阻值。
3.额定零功率电阻值R25（Ω）根据国标规定，额定零功率电阻值是NTC热敏电阻在基准温度25℃时测得的电阻值R25，这个电阻值就是NTC热敏电阻的标称电阻值。
例如，实验室使用的NTC热敏电阻的阻值为10 k ，就是指该NTC热敏电阻的R25 = 10 kΩ。
4.材料常数（热敏指数）B（K）B值的定义式为：B=T1T2T2−T1ln R1R2图1 玻璃封装系列NTC热敏电阻T 1（K ）、T 2（K ）为指定的温度。
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。
热敏电阻数字温度计的设计和制作
完美WORD格式评分：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。
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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。
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热敏电阻温度特性研究及数字温度计的设计
摘要：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。
关键词：热敏电阻，电桥，温度特性，数字温度计
引言：我们所熟知的实验室温度计大多是水银温度计，这样的温度计测温范围非常有限，并且精度也不是很高。
热敏电阻的阻值会随着温度
的变化而呈现出规律性变化，这样我们可以利用热敏电阻的电阻-温
度特性曲线制成数字温度计，测温范围由热敏电阻的特性决定，并
且精度大大提高。
1、热敏电阻温度特性研究
1.1、测量原理
实验表明，在一定温度范围内，半导体材料的电阻率和绝对温度T 的关系可表示为：
ρ=a0 exp（b/T）
其中a0、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
= a exp(b/T) （1）
Rx =ρL
S
对上式取对数有lnR=b/T+a ，改变被测样品的温度,分别测出不同的温度T以及对应的Rx值，然后用图解法、计算法或最小二乘法求出a、b值即可得到该热敏电阻的温度特性关系式。
1.2、惠斯通电桥测电阻原理
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，则由惠斯通电桥特性知：Rx=R0
R1（2）
R2
把热敏电阻接在图1所示的电桥臂中，图中检流计用50微安的微安表，R0为电阻箱，取R1＝R2,即取倍率为1。
欲求Rx，调节电桥平衡后，只要知道R1,R2,R0的阻值，即可由上式（2）求得其阻值。
本次
实验的温度范围为40℃~80℃。
所得数据如下：
求得该热敏电阻的温度特性为lnR=102.3/T+3.9107
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。
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。
这样我们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＝R3，R1值等于测温范围最低温度（40℃）时热敏电阻的阻值。
R4用于校正满刻度电流。
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RT端，如果在40℃时，RT＝R1，R3＝R2，电桥平衡，微安表指示为零。
温度越高，RT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。
定标时，每升高（降低）5℃时，用阻值相当的电阻代替热敏电阻，以减少因温度不稳定而造成的误差。
定标后，微安表上共有40小格，每一小格表征1℃，零刻度处表征40℃，满偏处表征80℃。
结论：此实验对数字温度计的标定要求非常高，因为再次标定时温度和微安表的数据很难保证与测定热敏电阻时一致，但通过多次测定数据后成功完成了标定工作，制成的数字温度计反应灵敏，测温范围为40~80℃，但仍然与实际温度存在少许偏差，可能是测量热敏电阻的数据时存在误差.
参考文献：
【1】孙庆龙.NTC热敏电阻温度特性的研究.龙岩学院学报.2006.（6）:36-37【2】胡敬德，谢嘉祥等.设计性物理实验集锦【M】.上海教育出版社，2002,20（3）：64-65.
【3】李书光，张亚萍，朱海丰.大学物理实验.科学出版社.2012:348-354【4】李高清等.物理实验【M】，甘肃科学技术出版社，2003.152-154。