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温度传感器实验实验二（2）温度传感器实验实验时间实验编号无同组同学邓奡一、实验目的1、认识各种温度传感器（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；2、掌握热电偶的冷端赔偿原理；3、掌握热电偶的标定过程；4、认识各种温度传感器的性能特色并比较上述几种传感器的性能。二、实验原理1、热电偶测温原理由两根不一样质的导体熔接而成的，其形成的闭合回路叫做热电回路，当两端处于不一样温度时回路产生必定的电流，这表示电路中有电势产生，此电势即为热电势。试验中使用两种热电偶：镍铬—镍硅（K分度）、镍铬—铜镍（...

实验二（2）温度传感器实验实验时间实验编号无同组同学邓奡一、实验目的1、认识各种温度传感器（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；2、掌握热电偶的冷端赔偿原理；3、掌握热电偶的标定过程；4、认识各种温度传感器的性能特色并比较上述几种传感器的性能。二、实验原理1、热电偶测温原理由两根不一样质的导体熔接而成的，其形成的闭合回路叫做热电回路，当两端处于不一样温度时回路产生必定的电流，这表示电路中有电势产生，此电势即为热电势。试验中使用两种热电偶：镍铬—镍硅（K分度）、镍铬—铜镍（E分度）。图所示为热电偶的工作原理，图中：T为热端，T0为冷端，热电势为EtEAB(T)EAB(T0)。热电偶冷端温度不为0℃时（下式中的T1），需对所测热电势进行修正，修正公式为：E(T,T0)E(T,T1)E(T1,T0),即：实质电动势+丈量所得电动势+温度修正电势对热电偶进行标准时，以K分度热电偶作为标准热电偶来校准E分度热电偶。2、铂热电阻铂热电阻的阻值与温度的关系近似线性，当温度在0CT650C时，RTR0(1ATBT2),式中：RT——铂热电阻在T℃时的电阻值R0——铂热电阻在0℃时的电阻值A——系数（=3.9684710-31/C）B——系数（=-5.84710-71/C）3、PN结温敏二极管半导体PN结拥有优异的温度线性，PN结特征表达公式为：kTln，Ubee式中，为与PN结构造相关的常数；k为波尔兹曼常数，k1.381023J/K；e为电子电荷量，e1.6021019C；T为被测物体的热力学温度（K）。当一个PN结制成后，当其正向电流保持不变时，PN结正向压降随温度的变化近似于线性，大体以2mV/℃的斜率随温度降落，利用PN结的这一特性可以进行温度的丈量。4、热敏电阻热敏电阻是利用半导体的电阻值随温度高升而急剧降落这一特征制成的热敏元件，矫捷度高，可以丈量小于℃的温差变化。热敏电阻分为正温度系数热敏电阻PTC、负温度系数热敏电阻NTC和在某一特定温度下电阻值发生忽然变化的临界温度电阻器CTR。实验中使用NTC，热敏电阻的阻值与温度的关系近似吻合指数规律，为：1B()RtR0eTT0。式中：T为被测温度（K)，Tt273.16T0为参照温度（K),T0t0273.16RT为温度T时热敏电阻的阻值R0为温度T0时热敏电阻的阻值B为热敏电阻的资料常数，由实验获取，一般为2000~6000K5、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，在必定温度范围内按1uA/K的恒定比值输出与温度成正比的电流，经过对电流的丈量即可知道温度值(K氏温度），经K氏-摄氏变换电路直接获取摄氏温度值。三、实验过程与结果1、热电偶标定实验步骤以下：2、铂热电阻丈量实验步骤以下：3、PN结温敏二极管丈量实验步骤以下：4、半导体热敏电阻丈量实验步骤以下：5、集成温度传感器丈量实验步骤以下：表1以下所示：给定温度/℃405060708090100冷端温度/℃22222020212120K型温度热电势/mV冷端赔偿电势/mV实质电动势/mV丈量温度/℃41495966778798E型温度热电势/mV冷端赔偿电势/mV实质电动势/mV偏差/℃6454557丈量温度/℃35455462728291铂热电阻输出电压/mV216270312PN结温敏二极管输出电压/V半导体热敏电阻输出电压/V集成温度传感器输出电压/V四、结果解析与实验结论1、依据数据分别绘制K型热电偶和E型热电偶温度与热电势的关系曲线2、将K型热电偶作为标准热电偶，计算被测E型热电偶的偏差6454557均匀偏差75.143、做出铂热电阻的电压-温度曲线，观察其工作线性范围V4、做出PN结温敏二极管的电压-温度曲线，求出矫捷度StSV1.084-0.8140.0045t100-405、做出半导体热敏电阻的电压-温度曲线6、做出集成温度传感器的电压-温度曲线热电偶测温时，理论上任何两种不一样的金属都可以配成热电偶，入采纳不一样的资料时，测温的范围、矫捷度、精度、线性度、重复性都会不一样。一般状况下，热电偶测温的范围比较大，精度和线性度比较高，重复性和矫捷度也很好。铂热电阻测温范围比较广，1200℃以下都可以，因为系数B先对于A很小可以被忽视，因此线性度重复性很好，因为有确立的测温公式，因此矫捷度和精度可以获取很好的保证。PN结温敏二极管以PN结的温度特征为理论基础，拥有很好的线性度，精度，重复性，丈量范围可以达到很大。半导体热敏电阻是利用半导体资料的电阻率随温度变化的性质而制成的温度敏感元件，丈量范围相对较小，线性度和可重复性较差，但是矫捷度和精度很好。集成温度传感器的最大长处在于小型化、使用方便、成本便宜，典型的丈量范围-50℃~150℃,丈量精度和矫捷度都很好，线性度在测温范围内很高，重复性也很好。五、收获、领悟与建议经过做各种温度丈量仪器的实验，一次性加深了对不一样测温原理的理解，通过比较不一样测温手段，可以清楚地看到它们之间相互的优弊端。但是在做实验时，因为温度不好控制，常常做实验的实质温度其实不是需要设定的数值，因此获取的结果和理想结果有必定的差异，但是在整体上不影响对实验结果的判断。

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