温度系数的测量

常用的温度测量方法温度的测量方法，按照测量温度所使用1:具以及原理的不同，通常分为以下儿种：电阻变化：热敬导体或半导体在受热后导致的电阻值变化。

热膨胀：固体、气体、液体等在受热后发生的热膨胀。

热电效应：不同材质导线连接的闭合回路，两接点的温度不同，造成回路内所产生热电势。

热辐射：物体的热辐射随温度的变化而变化。

其它：射流测温、涡流测温、激光测温等。

下表是各种不同温度计的量程和优缺点比较表3-1各种温度计的比较下面对儿种常用温度计进行性详细的说明：（-）玻璃管温度计1.常用玻璃管温度计特点：玻璃管温度计结构简单、价格便宜、读数方便，而且有较高的精度种类：实验室用得最多的是水银温度计和有机液体温度计。

水银温度计测量范围广、刻度均匀、读数准确，但玻璃管破损后会造成汞污染。

有机液体（如乙醇、苯等）温度计着色后读数明显，但山于膨胀系数随温度而变化，故刻度不均匀，读数误差较大。

2.玻璃管温度计的安装和使用（1）玻璃管温度计应安装在没有大的振动，不易受碰撞的设备上。

特别是有机液体玻璃温度计，如果振动很大，容易使液柱中断。

（2）玻璃管温度计的感温泡中心应处于温度变化最敬感处。

（3）玻璃管温度计要安装在便于读数的场所。

不能倒装，也应尽量不要倾斜安装。

（4）为了减少读数误差，应在玻璃管温度讣保护管中加入甘油、变压器油等，以排除空气等不良导体。

（5）水银温度计读数时按凸面最高点读数；有机液体玻璃温度计则按凹面最低点读数。

（6）为了准确地测定温度，用玻璃管温度计测定物体温度时，如果指示液柱不是全部插入欲测的物体中，会使测定值不准确，必要时需进行校正。

3.玻璃管温度计的校正玻璃管温度计的校正方法有以下两种：（1）与标准〉标准温度计在同一状况下比较实验室内将被校验的玻璃管温度计与标准温度计插入恒温糟中，待恒温槽的温度稳定后，比较被校验温度计与标准温度讣的示值。

示值误差的校验应采用升温校验，因为对于有机液体来说它与毛细管壁有附着力，在降温时，液柱下降会有部分液体停留在毛细管壁上，影响读数准确。

由p和r怎么查温度校正系数
要使用p和r查找温度校正系数，您需要先了解比热容（p）和热敏电阻温度系数（r）的含义以及它们之间的关系。

比热容是表示物质吸收或释放热量时温度变化的量，而热敏电阻温度系数则表示热敏电阻随温度变化的敏感程度。

在已知比热容和热敏电阻温度系数的情况下，可以使用以下公式计算温度校正系数：温度校正系数= p ×(1 + (r - 1) ×0.00393)。

这个公式可以帮助您将比热容和热敏电阻温度系数转化为温度校正系数，以更准确地测量温度。

需要注意的是，不同的物质具有不同的比热容和热敏电阻温度系数，因此在使用该公式时需要确保您所使用的参数适用于待测物质。

同时，该公式仅适用于理想情况下的线性关系，实际情况可能存在偏差。

因此，建议在使用该公式前进行实验验证，以确保测量结果的准确性。

温度传感器的温度系数测量【目的要求】1．了解温度传感器的温度特性；2．了解温度传感器电路的静态特性；3．学习测量温度传感器电路的输出—输入特性，并测定铂电阻（热敏电阻）的温度系数。

【实验仪器】铂电阻（热敏电阻），温度传感器，数字万用表(3位半)，温度计，保温杯，导线。

【实验原理】传感器是能感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用输出信号的器件或装置，通常由敏感元件和转换元件组成。

通过传感器将温度、压力、湿度等非电学量转换为电压等电学量进行检测，作为现代信息技术的基础——一传感器技术越来越广泛地应用在非电学量测量和智能检测、自动控制系统中。

使用电阻型传感器时(如：温度、压力等)，经常用到非平衡电桥电路，本实验用非平衡电桥和铂电阻温度传感器组成测温电路，测量此电路的输出—输入特性，并测定铂电阻的温度系数。

1．铂电阻温度传感器的温度特性当温度变化时，导体或半导体的电阻值随温度而变化，这称为热电阻效应。

根据电阻与温度的对应关系，通过测量电阻值的变化可以检测温度的改变，由此可制成热电阻温度传感器．一般将金属材料的电阻温度传感器称作热电阻；半导体材料的则称作热敏电阻。

通常金属材料的电阻值随温度升高而增大．这是因为温度越高，晶格振动越剧烈，从而使电子和晶格的相互作用越强，因此金属热电阻一般具有正温度系数．常用的热电阻材料有铜和铂。

工业用铂热电阻(Ptl0、Pt100、Pt1000)广泛用来测量一200~850 ℃范围的温度．在少数情况下，低温可测至一272 ℃(1 K)，高温可测至1000 ℃．标准铂电阻温度计的准确度最高，可作为国际温标中961.78 ℃以下内插用标准温度计。

它具有准确度高、灵敏度高、稳定性好等优点。

工业铂热电阻温度特性如下：在-200~0 ℃时，].)100(1[320T C T C BT AT R R T -+++= (1)在0~850 ℃时，).1(20BT AT R R T ++= (2)在(1)式和(2)式中，R T 为温度T 时的铂电阻阻值，R 0为0℃时的铂电阻阻值，式中系数为 A=3.9083×10-3℃-1， B=－5.775×10-7℃-1， C=－4.183×10-12℃-1在－200~850 ℃时,B 级工业铂热电阻有关技术参数如下： 测温度允许偏差/ ℃：±（0.30+0.005│T │）；电阻比W 100（R 100/R 0）：1.385±0.001。

大学物理实验报告实验5-2 非平衡电桥测量热敏电阻的温度系数一、实验目的用非平衡电桥研究热敏电阻特性，并求出具体热敏电阻的特性参数和温度系数二、实验器材热敏电阻、数字万用表、ZX-21型电阻箱、滑线变阻器、固定电阻器、水浴锅、温度计、直流稳压电源等。

三、实验原理（1）在电桥平衡时，桥路中的电流Ig=0（如图），桥臂电阻之间存在如下关系：R1/R2=Rx/R3如果被测电阻的阻值Rx 发生改变而其他参数不变，将导致Ig ≠0，Ig 是Rx 的函数.因此，可以通过Ig 的大小来反映Rx 的变化。

这种电桥称为非平衡电桥，它在温度计、应变片、 固体压力计等的测量电路中有广泛应用.（2）热敏电阻是用半导体材料制成的非线性电阻，其特点是电阻对温度变化非常灵敏.与绝大多数金属电阻率随温度升高二缓慢增大的情况完全不同，半导体热敏电阻随温度升高，电阻率很快减少.在一定温度范围内，热敏电阻的阻值Rt 可表示为：Rt=aexp(b/T)式中T 为热力学温度,a 、b 为常量，其值与材料性质有关. 热敏电阻的电阻温度系数α定义为：2d TbRtdT Rt -==α四、实验步骤（1）热敏温度计定标：①如图连接线路（接线时不要打开电源），其中Rx 为热敏电阻，R3为试验中给出的总阻值为1750Ω的滑动变阻器.将Rx置于水浴锅中，注意不能接触水浴锅的壁和底.②调节R1为1000Ω，R2为100Ω，R3大约处在1500Ω的位置，打开直流稳压电源，调节电源电压为2V，数字万用表置于2mA档(先不要打开水浴锅电源）。

③从Ig=0时开始测量。

调节Ig=0后，先将水浴锅设于“测温”，再打开水浴锅电源，马上记录下此时温度显示值t。

④将水浴锅设于"设定",旋转"温度设定"旋钮至90℃ ,水浴锅开始对热敏电阻加热。

记录10组不同温度t下的Ig,每隔5℃测一次,得到热敏电阻的定标曲线t-Ig。

（2）利用已记录的Ig,把热敏电阻换成电阻箱,通过调节电阻箱的阻值,使数字万用表显示相应的Ig,从而测出对应的Rt,得到Rt-t曲线,并根据数据组（Rt，T）,对Rt=aexp(b/T)进行变量变换,变成表达式Y=A+BX形式,利用最小二乘法拟合得到具体热敏电阻的特性参数a、b。

一、 名称：非平衡电桥测量热敏电阻的温度系数 二、 目的：1、掌握非平衡电桥的工作原理。

2、了解金属导体的电阻随温度变化的规律。

3、了解热敏电阻的电阻值与温度的关系。

4、学习用非平衡电桥测定电阻温度系数的方法。

三、 仪器：1、热敏电阻。

2、数字万用表。

3、ZX-21型电阻箱。

4、滑线变阻器。

5、固定电阻器。

6、水浴锅。

7、温度计。

8、直流稳压电源等。

四、 原理：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（简称“NTC ”元件），其电阻率T ρ随热力学温度T 的关系为 T B T e A /0=ρ…（5），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（简称“PTC ”元件）。

其电阻率的温度特性为：TB T eA ⋅'=ρρ…（6），式中A '、ρB 为常数，由材料物理性质决定。

在本实验中我们使用的是负温度系数的热敏电阻。

对于截面均匀的“NTC ”元件，阻值T R 由下式表示： T B TT e SlA S l R /0==ρ (7)，式中l 为热敏电阻两极间的距离，S 为热敏电阻横截面积。

令SlA A 0=，则有： T B T Ae R /=…（8），上式说明负温度系数热敏电阻的阻值随温度升高按指数规律下降，如图2所示，可见其对温度的敏感程度比金属电阻等其它感温元件要高得多。

由于具有上述性质，热敏电阻被广泛应用于精密测温和自动控温电路中。

对（8）式两边取对数，得A T BR T ln 1ln +=…（9），可见T R ln 与T1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)。

温度系数及一种测试方法Temperature Coefficient and Measurement温度系数，就是当温度变化时对应量值是如何变化的比例值，一般被定义为每度变化多少个ppm。

假如一个电阻在20度的时候为10.00000k，在21度的时候为10.00003k，也就是增大了3ppm，此时该电阻就具有3ppm/C的温度系数。

一般来讲，在温度范围不是很大，或者要求不高的场合，电阻材料的温度特性可以认为是接近线性变化的，这样，在22度的时候就是10.00006k，在23度的时候就是10.00009k，在18度的时候就是9.99994k。

所以我们就可以根据线性公式推算出该电阻在任意温度下的阻值。

显然，要想测试一个电阻的温度系数，需要至少在两个不同温度T1和T2下，测量对应的电阻R1和R2，温度系数可以计算为：TCR = (R2-R1)/(T2-T1)/R×1E6，单位就是ppm/C这里R是标称值，一般取R1和R2的平均，也可以是R1也可以是R2，差别很小。

为了能比较精确的测试电阻温度系数，要求T1和T2要有较大的差异，1、2度是不够的，那样温度测试和电阻测试的误差都比较大。

同时，最好有恒温箱，这样就可以让电阻在设定温度下多平衡一会，才能真实的给出对应温度下的电阻值。

用两个点来确定一条直线，不如用多个点来确定直线好。

这样一方面可以观察在不同温度下电阻的表现，也可以排除偶然误差，并利用最小二乘法进行加权。

因此，测试的时候可以多选几个恒温点，利用线性回归，得到拟合直线，该直线的斜率除上电阻，就是加权平均温度系数。

另一方面，当温度范围比较大的情况下，温度特性就不再是线性的了。

人们常说，金属的温度系数是正的，就是电阻的温度随温度的上升而增大，这大体是对的。

但是，对于某些电阻材料，可以做到在局部下电阻温度系数为负。

例如锰铜材料，在几十度以后温度系数为负，上升到百度以上再重新转为正的。

这样从大的温度范围来看，温度曲线近似是3次的，有两个极值点和一个拐点，而且不少别的电阻材料都有类似曲线：[attachment=4600]当然，在温度比较低、比较小的范围下，就可以认为是2次曲线，温度与电阻的关系可以表示为：R/R20 = 1 + α(t-20) + β(t-20)^2其中，α是1次项系数，β是2次项系数，20是基准温度，我国值。