实验3半导体温度计的设计

电子体温计毕业设计篇一：毕业论文-电子体温计设计毕业论文（设计）题目电子体温计（硬件部分）的设计院系专业年级学生姓名学号指导教师电子体温计（硬件部分）的设计电子信息工程专业学生指导教师【摘要】体温计是人们生活中的必不可少的用品。

在现代化的工业生产中，单片机技术已经普及到我们生活、工作、科研各个领域，已经成为一种有力的工具，本文介绍一种基于单片机控制的电子温度计。

本设计采用电子体温计系统的硬件设计，采用一种新型的可编程温度传感（DS18B20），不需复杂的信号调理电路和A／D转换电路能直接与单片机完成数据采集和处理，实现方便、精度高，性能稳定。

传感器DS18B20接触人体，感应温度后，模数转化后的电信号送入STC89C52单片机，并将其送入LCD1602数码管显示。

它能快速准确地测量人体体温，与传统的水银玻璃体温计相比，具有读数方便，测量时间短，测量精度高，能记忆并有蜂鸣提示的优点。

并且超过预定的温度，回有报警提示。

尤其是电子体温计不含水银，对人体及周围环境无害，特别适合于家庭，医院等场合使用。

【关键词】电子体温计 DS18B20传感器 STC89C52单片机 LCD1602显示屏The Design Of The Electronic ThermometerElectronic And Information Engineering【Abstract】The thermometer is essential necessities in people's lives. In modern industrial production, single-chip technology has spread to the way we live, work, research in various fields, has bexxe a powerful tool, this paper describes a microcontroller-based control of electronic thermometers.This design uses the hardware design of the electronic thermometer system, a new type of programmable temperature sensor , data acquisition and processing does not require xxplicated signal conditioning circuitry and the A / D conversion circuit with a microcontroller, easy to achieve accuracy high and stable performance. Sensor DS18B20 contact with thehuman body, the sensor temperature, the electrical signals into the analog-to-digital conversion STC89C52 microcontroller and into the LCD1602 digital display. It can quickly and accurately measure the body temperature, xxpared with traditional mercury glass thermometer, with the easy reading, short measurement time, high measurement accuracy, memory and Beeper advantages. And exceeds a predetermined temperature, back to the alarm. Electronic thermometer mercury-free, on the human body and ambient sound, especially suitable for families, hospitals and other occasions.【Key words】Digital Thermometer DS18B20 Sensor STC89C52 Microcontroller LCD1602 Display目录绪论 ................................................ (1)1 任务要求 ................................................ (2)2 设计思路 ................................................ (2)3 系统设计 ................................................ (2)4 方案设计与论证 ................................................ (2)5 系统框图 ................................................ (4)6 硬件电路设计 ................................................ .. (4)6.1 传感器电路 ................................................ . (4)6.1.1 DS18B20四个比较重要的主要的数据部件 (4)6.1.2 数字温度传感器DS18B20介绍 (6)6.2 单片机电路 ................................................ (7)6.3 LCD1602显示屏电路 ................................................ .. 116.4 电源模块 ................................................ .. (12)7 PCB电路板的制作 ................................................ (14)8 系统调试与测量 ................................................ .. (14)8.1 系统调试 ................................................ .. (14)8.2 测量数据 ................................................ .. (15)8.3 误差分析 ................................................ .. (16)设计总结 ................................................ . (17)参考文献 ................................................ . (18)致谢 ................................................ . (19)绪论体温测量的历史，最早出现在16世纪。

实验7.3 半导体温度计的设计温度是一个基本的物理量，自然界中的一切过程无不与温度密切相关，温度与科研，生产，人们的生活，植物生长有密切的关系，因此对温度的研究就显得尤为重要。

半导体温度计是以半导体热敏电阻为传感器，通过测量其电阻值来确定温度的仪器。

这种测量方法为非电量的电测法，它可以将各种非电量，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。

直流电桥是一种精密的电学测量仪器，可分为平衡电桥和非平衡电桥两类。

平衡电桥是通过调节电桥平衡，将待测电阻与标准电阻进行比较得到待测电阻的大小，如惠斯登电桥、开尔文电桥等都是平衡式直流电桥。

由于需要调节平衡，因此平衡电桥只能用于测量具有相对稳定状态的物理量。

随着测量技术的发展，电桥的应用不再局限于平衡电桥的范围，非平衡电桥在非电量的测量中已得到广泛应用。

实际工程和科学实验中，待测量往往是连续变化的，只要能把待测量同电阻值的变化联系起来，便可采用非平衡电桥来测量。

将各种电阻型传感器接入电桥回路，桥路的非平衡电压就能反映出桥臂电阻的微小变化，因此，通过测量非平衡电桥的输出电压就可以检测出待测量的变化，如温度、压力、湿度等。

本实验要求测试温度在20~70℃的范围内，选用合适的热敏电阻和非平衡电桥线路来设计一个导体温度计。

这是一个比较典型的非平衡电桥应用实例，也是市场上各类半导体温度计的雏形，具有一定实用价值。

【实验目的】1.了解非平衡电桥的工作原理及其在非电量电测法中的应用。

2.理解以热敏电阻为检测元件的温度传感器的电路结构及电路参数的选择原则。

3.根据热敏电阻的伏安特性和电阻-温度特性，依据设计要求，掌握半导体温度计的设计方案以及温度计的定标。

【实验仪器】计算机仿真软件【实验原理】1.热敏电阻热敏电阻是一种阻值随温度改变发生显著变化的敏感元件。

与一般常用的金属电阻相比，它有大得多的电阻温度系数值。

半导体热敏电阻特性研究实验报告大学热敏电阻实验报告大学热敏电阻实验报告摘要：热敏电阻是阻值对温度变化非常敏感的一种半导体电阻，具有许多独特的优点和用途，在自动控制、无线电子技术、遥控技术及测温技术等方面有着广泛的应用。

本实验通过用电桥法来研究热敏电阻的电阻温度特性，加深对热敏电阻的电阻温度特性的了解。

关键词：热敏电阻、非平衡直流电桥、电阻温度特性1、引言热敏电阻是根据半导体材料的电导率与温度有很强的依赖关系而制成的一种器件，其电阻温度系数一般为（-0.003~+0.6）℃-1。

因此，热敏电阻一般可以分为:Ⅰ、负电阻温度系数（简称NTC）的热敏电阻元件常由一些过渡金属氧化物（主要用铜、镍、钴、镉等氧化物）在一定的烧结条件下形成的半导体金属氧化物作为基本材料制成的，近年还有单晶半导体等材料制成。

国产的主要是指MF91~MF96型半导体热敏电阻。

由于组成这类热敏电阻的上述过渡金属氧化物在室温范围内基本已全部电离，即载流子浓度基本上与温度无关，因此这类热敏电阻的电阻率随温度变化主要考虑迁移率与温度的关系，随着温度的升高，迁移率增加，电阻率下降。

大多应用于测温控温技术，还可以制成流量计、功率计等。

Ⅱ、正电阻温度系数（简称PTC）的热敏电阻元件常用钛酸钡材料添加微量的钛、钡等或稀土元素采用陶瓷工艺，高温烧制而成。

这类热敏电阻的电阻率随温度变化主要依赖于载流子浓度，而迁移率随温度的变化相对可以忽略。

载流子数目随温度的升高呈指数增加，载流子数目越多，电阻率越小。

应用广泛，除测温、控温，在电子线路中作温度补偿外，还制成各类加热器，如电吹风等。

2、实验装置及原理【实验装置】FQJ—Ⅱ型教学用非平衡直流电桥，FQJ非平衡电桥加热实验装置（加热炉内置MF51型半导体热敏电阻（2.7kΩ）以及控温用的温度传感器），连接线若干。

【实验原理】根据半导体理论，一般半导体材料的电阻率和绝对温度之间的关系为（1—1）式中a与b对于同一种半导体材料为常量，其数值与材料的物理性质有关。

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。

单片机原理及应用课程设计报告书题目：DS18B20数字温度计姓名: 李成学号：133010220指导老师：周灵彬设计时间： 2015年1月目录1. 引言 (3)1。

1.设计意义31.2。

系统功能要求32。

方案设计 (4)3. 硬件设计 (4)4. 软件设计 (8)5。

系统调试106. 设计总结 (11)7. 附录 (12)8. 参考文献 (15)DS18B20数字温度计设计1.引言1.1. 设计意义在日常生活及工农业生产中，经常要用到温度的检测及控制，传统的测温元件有热电偶和热电阻。

而热电偶和热电阻测出的一般都是电压，再转换成对应的温度，需要比较多的外部硬件支持。

其缺点如下:●硬件电路复杂;●软件调试复杂；●制作成本高.本数字温度计设计采用美国DALLAS半导体公司继DS1820之后推出的一种改进型智能温度传感器DS18B20作为检测元件,测温范围为—55~125℃，最高分辨率可达0。

0625℃。

DS18B20可以直接读出被测温度值，而且采用三线制与单片机相连,减少了外部的硬件电路，具有低成本和易使用的热点。

1.2. 系统功能要求设计出的DS18B20数字温度计测温范围在0～125℃，误差在±1℃以内，采用LED数码管直接读显示.2. 方案设计按照系统设计功能的要求，确定系统由3个模块组成:主控制器、测温电路和显示电路.数字温度计总体电路结构框图如4。

1图所示:图4.13。

硬件设计温度计电路设计原理图如下图所示，控制器使用单片机AT89C2051,温度传感器使用DS18B20，使用四位共阳LED 数码管以动态扫描法实现温度显示。

AT89C51 主 控制器 DS18B20 显示电路 扫描驱动主控制器单片机AT89C51具有低电压供电和小体积等特点，两个端口刚好满足电路系统的设计需要，很适合便携手持式产品的设计使用.系统可用两节电池供电。

AT89C51的引脚图如右图所示：VCC：供电电压。

设计三数字式温度计的设计与制作一、目的和要求1.目的（1）通过本次综合设计，进一步了解智能传感与检测技术的基本原理、智能检测系统的建立和智能检测系统的设计过程。

（2）学生设计制作出数字式温度计，提高学生有关工程系统的程序设计能力，。

（3）进一步熟悉掌握单片机技术、c 语言、汇编语言等以及在智能检测设计中的应用。

2.要求（1）充分理解设计内容，并独立完成综合设计报告。

（2）综合设计报告要求：综合设计题目，综合设计具体内容及实现功能，结果分析、收获或不足，程序清单，参考资料。

二、实验设备及条件热电偶Easypro编程软件热电偶或智能传感器DS18B20Keil c安装盘PC机、剥线钳、面包板、镊子、导线、电源、示波器、万用表、频率计单片机及其外围电路所需元器件烙铁、焊接板等焊接工具万用表电源TEKTRONIX TDS1002 60MHZ示波器三、实验原理、内容本实验培养学生了解便携式数字仪表的制作，数字式显示仪表是一种以十进制数形式显示被测量值的仪表，与模拟式的显示仪表相比较，数字显示仪表具有读数直观方便，无读数误差准确度高，响应速度快，易于和计算机联机进行数据处理等优点。

数字式显示仪表的基本构成方式如下，图中各基本单元可以根据需要进行组合，以构成不同用途的数字式显示仪表。

将其中一个或几个电路制成专用功能模块电路，若干个模块组装起来，即可以制成一台完整的数字式显示仪表。

其核心部件是模拟/数字转换器，可以将输入的模拟信号转换成数字信号，以A/D转换器为中心，可将显示仪表内部分为模拟和数字两大部分。

仪表的模拟部分一般设有信号转换和放大电路，模拟切换开关等环节。

信号转换电路和放大电路的作用是将来自各种传感器或变换器的被测信号转换成一定范围内的电压值并放大到一定幅值，以供后续电路处理。

仪表的数字部分一般由计数器，译码器，时钟脉冲发生器，驱动显示电路以逻辑控制电路等组成。

经放大后的模拟信号由A/D转换器转换成相应的数字量后，译码，驱动，送到显示器件去进行数字显示。

北京邮电大学基于DS18B20和PT100的温度计的研究与设计实验报告姓名：班级：学号：学院：信息与通信工程学院指导老师：葛顺明摘要本设计为一个基于PIC32MX795F512L单片机的温度计，利用键盘按键来选择温度传感器的线路。

能够实时将数据传至液晶屏和电脑显示。

根据单片机的工作原理，通过硬件电路制作和软件编译，设计出一个能够双路实时显示的温度计。

该系统主要由液晶显示模块、键盘模块、温度传感器模块以及串口模块组成。

设计利用MPLAB软件对温度计源程序进行编译和调试。

可以进行数字和模拟两种方式得到相应的温度值并进行两种方式的优缺点比较。

关键词：PIC32MX795F512L单片机，模块，模拟，数字。

SUMMARYThe design for a thermometer based on PIC32MX795F512L microcontroller, using the keys on the keyboard to select the temperature sensor circuit. Real time data to the LCD screen and a computer display. According to the working principle of the single-chip hardware circuit production and software compiler design a two-way real-time display of the thermometer. The system mainly consists of the LCD module, keyboard module, temperature sensor module, and serial modules. Design thermometer source code to compile and debug using MPLAB software. Can be both digital and analog manner to give the corresponding temperature value, and the advantages and disadvantages of the two methods of comparison.KEY WORDS：PIC32MX795F512L microcontroller module, analog and digital.目录一，引言 4二，背景介绍 52.1 PIC32系列单片机简介52.2 DS18B20温度传感器52.3 PT100温度传感器82.4 LCD1602 82.5 4*4键盘92.6 串口与MAX232 102.7 MPLAB简介11三，设计总体方案和研究意义113.1系统模块图113.2 研究意义11四，每部分具体实施：121.DS18B20温度传感器部分122. ADC模数转换部分183. LCD1602部分184.键盘部分195. 串口部分20五，实验遇到的问题及心得体会20 六，实验源代码21七，参考文献33一，引言现在可以说单片机是百花齐放，百家争鸣的时期，世界上各大芯片制造公司都推出了自己的单片机，从8位、16位到32位，数不胜数，应有尽有，有与主流C51系列兼容的，也有不兼容的，但它们各具特色，互成互补，为单片机的应用提供广阔的天地。

半导体热敏电阻的电阻—温度特性实验原理 1. 半导体热敏电阻的电阻—温度特性：某些金属氧化物半导体（如：Fe3O4、MgCr2O4 等）的电阻与温度的关系满足式（1）RT = R∞ eB T（1）式中 RT 是温度为 T 时的热敏电阻阻值，R∞ 是 T 趋于无穷时热敏电阻的阻值①，B 是热敏电阻的材料常数， T 为热力学温度。

热敏电阻对温度变化反应的灵敏度一般由电阻温度系数α来表示。

根据定义，电阻温度系数可由式（2）来决定：α=1 dRT RT dT（2）由于这类热敏电阻的α值为负，因此被称为负温度系数（NTC）热敏电阻，这也是最常见的一类热敏电阻。

2. 惠斯通电桥的工作原理半导体热敏电阻的工作阻值范围一般在 1~106Ω，需要较精确测量时常用电桥法，惠斯通电桥是一种应用很广泛的仪器。

惠斯通电桥的原理如图 1 所示。

四个电阻 R0 、 R1 、R2 和 R x 组成一个四边形，其中 R x 就是待测电阻。

在四边形的一对对角 A 和C 之间连接电源；而在另一对对角 B 和 D 之间接入检流计 G。

当 B 和 D 两点电势相等时，G 中无电流通过，电桥便达到了平衡。

平衡时必D R1 RxSGAGCR2 R B ER0Sb图 1 惠斯通电桥原理图图 2 惠斯通电桥面板图①由于(1)式只在某一温度范围内才适用，所以更确切的说R∞ 仅是公式的一个系数，而并非实际 T 趋于无穷时热敏电阻的阻值。

有 Rx =R1 R R0 ， 1 和 R0 都已知， R x 即可求出。

R0 为标准可变电阻，由有四个旋钮的电 R2 R2阻箱组成，最小改变量为 1Ω。

R1 称电桥的比率臂，由一个旋钮调节，它采用十进制固定 R2值，共分 0.001，0.01，0.1，1，10，100，1000 七挡。

测量时应选择合适的挡位，保证测量值有 4 位有效数。

电桥一般自带检流计，如图 2 所示，如果有特殊的精度要求也可外接检流计，本实验采用外接的检流计来判断电桥的平衡。

第1篇一、实验目的1. 熟悉半导体材料的性质，掌握半导体材料的制备方法。

2. 学习使用四探针法测量半导体材料的电阻率和薄层电阻。

3. 掌握半导体材料霍尔系数和电导率的测量方法。

4. 了解太阳能电池的工作原理，并进行性能测试。

二、实验原理1. 半导体材料：半导体材料具有介于导体和绝缘体之间的电导率，其电导率受温度、掺杂浓度等因素影响。

本实验所用的半导体材料为硅（Si）。

2. 四探针法：四探针法是一种测量半导体材料电阻率和薄层电阻的常用方法。

通过测量电流在半导体材料中流过时，电压的变化，可以得到材料的电阻率和薄层电阻。

3. 霍尔效应：霍尔效应是一种测量半导体材料霍尔系数和电导率的方法。

当半导体材料中存在磁场时，载流子在运动过程中会受到洛伦兹力的作用，导致载流子在垂直于电流和磁场的方向上产生横向电场，从而产生霍尔电压。

4. 太阳能电池：太阳能电池是一种将光能转化为电能的装置。

本实验所用的太阳能电池为硅太阳能电池，其工作原理是光生电子-空穴对在PN结处分离，产生电流。

三、实验仪器与材料1. 实验仪器：四探针测试仪、霍尔效应测试仪、太阳能电池测试仪、数字多用表、温度计等。

2. 实验材料：硅（Si）半导体材料、太阳能电池等。

四、实验步骤1. 四探针法测量半导体材料电阻率和薄层电阻（1）将硅半导体材料切割成合适尺寸的样品。

（2）将样品放置在四探针测试仪上，按照仪器操作步骤进行测量。

（3）记录实验数据，计算电阻率和薄层电阻。

2. 霍尔效应测量半导体材料霍尔系数和电导率（1）将硅半导体材料切割成合适尺寸的样品。

（2）将样品放置在霍尔效应测试仪上，按照仪器操作步骤进行测量。

（3）记录实验数据，计算霍尔系数和电导率。

3. 太阳能电池性能测试（1）将硅太阳能电池放置在太阳能电池测试仪上。

（2）按照仪器操作步骤进行测试，记录实验数据。

（3）计算太阳能电池的短路电流、开路电压、填充因子等参数。

五、实验结果与分析1. 四探针法测量半导体材料电阻率和薄层电阻根据实验数据，计算得到硅半导体材料的电阻率和薄层电阻分别为：ρ =0.3Ω·m，Rt = 0.1Ω。

半导体温度计的设计实验步骤引言：半导体温度计是一种通过半导体材料的电阻随温度变化而变化来测量温度的仪器。

它具有响应速度快、精确度高、体积小等优点，广泛应用于工业控制、医疗设备、消费电子等领域。

本文将介绍半导体温度计的设计实验步骤。

一、准备实验材料和仪器1. 半导体材料：选择一种适合的半导体材料作为温度敏感元件，常见的有硅、锗等。

2. 电阻计：用于测量半导体材料的电阻值。

3. 温度控制器：用于控制实验室的温度，保证实验环境的稳定性。

4. 多用电表：用于测量电阻计和温度控制器的输出电压。

二、搭建实验电路1. 将半导体材料连接到电路中，一般采用电桥电路或电压分压电路。

2. 使用导线将电阻计和温度控制器与电路连接，确保电路的通电和测量正常。

三、调试实验电路1. 将温度控制器设定为一个固定的温度值，例如25摄氏度。

2. 使用多用电表分别测量半导体材料的电阻值、电阻计的输出电压和温度控制器的输出电压，并记录下来。

3. 将温度控制器的设定温度逐步增加，如30摄氏度、35摄氏度等，重复步骤2。

四、绘制温度与电阻的关系曲线1. 将实验数据整理成表格或图表，其中横轴表示温度，纵轴表示电阻值。

2. 使用拟合曲线的方法，将实验数据拟合成一条曲线。

常用的拟合方法有线性拟合、多项式拟合等。

五、验证实验结果1. 将温度控制器设定为一个新的温度值，如40摄氏度。

2. 使用实验得到的拟合曲线，计算出对应的电阻值。

3. 使用电阻计测量半导体材料的实际电阻值，并与计算结果进行比较。

六、分析实验结果1. 比较实际测量值和计算值的差异，并分析可能的原因。

2. 讨论实验结果的可靠性和精确度，提出改进的建议。

七、总结半导体温度计的设计实验步骤主要包括准备实验材料和仪器、搭建实验电路、调试实验电路、绘制温度与电阻的关系曲线、验证实验结果和分析实验结果。

通过实验得到的温度与电阻的关系曲线可以用于后续的温度测量和控制工作。

半导体温度计作为一种常用的温度测量仪器，在工业和科研领域具有广泛的应用前景。

实验6-8 半导体温度计的设计一、 实验目的(1)、了解半导体温度计的基本原理并设计半导体温度计。

(2)、了解非平衡电桥的工作原理及其在非电量电测量中的应用。

二、实验原理半导体温度计是利用半导体的电阻随温度的变化而发生急剧变化的特性而制作的。

因而测量半导体温度计的阻值就可以确定其温度，这种测量方法通常叫做非电量电测法。

半导体热敏电阻的阻值与温度的关系为exp(/)Rt A B T ，其中，A 、B 为与半导体热敏电阻有关的常数，T 为绝对温度。

半导体热敏电阻的电阻温度特性曲线为图6-25所示。

图6-25 半导体热敏电阻的电阻－温度曲线 图6-26 半导体热敏电阻的伏安特性曲线 由于采用非电量的电测法测量半导体材料的阻值，因此还需要了解半导体热敏电阻的伏安特性，其伏安特性曲线如图6-26所示。

其中在刚开始的一段特性曲线a 是线性的。

这是因为电流小时，在半导体材料上消耗的功率不足以显著的改变热敏电阻的温度，因而，这一段符合欧姆定律，当电流增加到使热敏电阻的温度高于周围介质的温度时，其阻值就下降，于是伏安特性曲线是bc 段。

要使热敏电阻用于温度测量，必须要求其阻值只随外界温度的改变而变化，与通过它的电流无关。

因此，其工作区域必须在伏安曲线的直线部分。

实验电路如图6-27所示。

图6-27 实验电路原理图图中G为微安计，R t为热敏电阻。

当电桥平衡时，微安计读数为零，此时满足R1/R2=R3/R t.。

若取R1＝R2，则R3的数值就等于R t的数值。

电桥平衡后，其中若某一臂的电阻发生变化（如R t），则平衡将受到破坏，微安计中将会有电流通过。

若电桥电压、微安计的内阻R g、电桥各臂电阻（R1、R2、R3）固定，则可以根据微安计的读数I g的大小计算出R t，再根据热敏电阻的电阻－温度特性曲线测量其对应的温度值，实现对温度的测量。

因此，为使半导体热敏电阻阻值标志温度值，试验中首先要选定电路中E、R1、R2、R3各量，选定方法如下：根据所设计的半导体温度计的测温范围t1～t2，由热敏电阻－温度曲线，查出对应的热敏电阻阻值的下限值R t1和上限值R t2，当热敏电阻阻值为R T1时，使电桥处于平衡状态（I g＝0）；若取R1＝R2、R3＝R T1，则R3就是热敏电阻处于测温量程下限温度的电阻值。

半导体温度计的实验设计和数据分析引言：半导体温度计是一种常用的温度测量装置，具有精度高、响应快、体积小等优点，在工业生产和科学研究中得到了广泛应用。

本文将介绍一种基于半导体材料的温度计的实验设计和数据分析方法，为读者提供参考和指导。

一、实验设计1. 实验目的本实验旨在研究半导体温度计的工作原理，通过实验测量温度计的电阻随温度的变化规律，并分析实验数据，进一步了解半导体材料的温度特性。

2. 实验器材和材料- 半导体温度计器件：选择常见的硅(NTC)或石英温度计。

- 变温系统：可使用热电材料、电热丝或热水浴等方式控制温度。

- 测量设备：万用表或数字多用表等电阻测量仪器。

- 连接线和插头：用于连接温度计和测量设备。

3. 实验步骤（1）将半导体温度计器件固定在测量区域内，确保其与温度接触良好。

（2）使用变温系统控制温度，在不同温度下记录温度计的电阻值。

（3）根据测量值绘制温度与电阻的关系曲线。

二、数据分析1. 温度与电阻关系曲线拟合根据实验数据，我们可以得到一组温度与电阻的对应关系数据点。

此时，我们需要对数据进行拟合处理，以获得更好的拟合曲线。

常用的拟合方法包括线性拟合、多项式拟合和非线性拟合等。

根据实验结果和数据特点选择适当的拟合方法。

2. 温度计的灵敏度计算通过实验数据和拟合曲线，我们可以计算温度计的灵敏度。

灵敏度是指温度计的电阻随温度变化的敏感程度，一般用温度差对应的电阻差来表示。

计算公式：灵敏度（S）= ΔR / ΔT其中，ΔR表示电阻的变化量，ΔT表示温度的变化量。

3. 温度计的精度分析在实验过程中，温度计的读数可能存在一定误差。

为了反映温度计的精度，我们可以计算误差和相对误差。

计算公式：误差（E）= 真实值 - 实测值相对误差（RE）= 误差 / 真实值 × 100%4. 实验结果的讨论根据实验结果和数据分析，我们可以讨论温度计的性能和适用范围。

比较不同材料温度计的特性，评估其优劣，并提出对实验结果的合理解释。

半导体温度计的设计和制备方法随着科技的进步，半导体温度计在温度测量及控制领域扮演着重要的角色。

它们被广泛应用于工业生产、研究实验和家用设备中。

本文将介绍半导体温度计的设计和制备方法，并讨论其工作原理和性能特点。

一、半导体温度计的工作原理半导体温度计基于材料的电阻特性随温度的变化而变化的原理。

常见的半导体材料有硅和砷化镓。

利用半导体材料的温度特性，可以通过测量其电阻来推断温度的变化。

半导体温度计通常采用负温度系数（NTC）电阻或正温度系数（PTC）电阻。

NTC温度计的电阻值随温度上升而下降，而PTC温度计的电阻值则相反。

根据具体应用需求，可以选择适合的电阻类型。

二、半导体温度计的设计方法1.选择适合的半导体材料：根据需要测量的温度范围和精度，选择合适的半导体材料。

硅是常用的材料，适用于较低温度范围；而砷化镓则适用于较高温度范围。

2.确定电阻类型：根据应用需求，选择合适的电阻类型，即NTC或PTC。

如果需要更高的精度和稳定性，可以考虑使用PTC温度计。

3.设计电路：根据选择的材料和类型，设计合适的电路。

在电路设计中，考虑电源电压、电流限制、电阻-温度曲线等因素，以确保温度计的准确性和可靠性。

4.温度校准：在制备完成后，进行温度校准以验证温度计的准确性。

可以使用标准温度源或比较型温度计进行校准。

校准后，进行相应的计算和调整，以修正任何测量误差。

三、半导体温度计的制备方法1.材料准备：准备所需的半导体材料和电路元件。

确保材料质量良好并符合应用需求。

2.制备电路：根据设计的电路方案，进行电路的制备。

可以采用传统的束流蚀刻或光刻工艺，将电路图案形成在材料上。

此外，还可以采用薄膜沉积工艺，将电阻材料沉积在半导体材料上。

3.封装保护：在制备完成后，对半导体温度计进行封装保护，以确保其工作稳定性和可靠性。

常见的封装材料有环氧树脂和硅胶。

封装材料的选择应考虑温度范围、压力要求和耐化学腐蚀性能。

4.温度校准和测试：在制备完成后，进行温度校准和测试以验证温度计的性能。

第1章引言在日常生活及工农业生产中经常要涉及到温度的检测及控制，传统的测温元件有热点偶，热敏电阻还有一些输出模拟信号得温度传感器，而这些测温元件一般都需要比较多的外部硬件支持。

其硬件电路复杂，软件调试繁琐，制作成本高，阻碍了其使用性。

因此美国DALLAS半导体公司又推出了一款改进型智能温度传感器——DS18B20。

本设计就是用DS18B20数字温度传感器作为测温元件来设计数字温度计。

本设计所介绍的数字温度计与传统温度计相比，具有读数方便，测温范围广，测温准确，其输出温度采用数字显示，主要用于测温比较准确得场所，或科研实验室使用。

该设计控制器使用单片机STC89C51，测温传感器使用DS18B20,显示器使用LED.第2章任务与要求2.1测量范围-50~110°C，精确到0.5°C；2.2利用数字温度传感器DS18B20测量温度信号；2.3所测得温度采用数字显示，计算后在液晶显示器上显示相应得温度值；第3章方案设计及论证3.1温度检测模块的设计及论证由于本设计是测温电路，可以使用热敏电阻之类的器件利用其感温效应，在将随被测温度变化的电压或电流采集过来，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，这种设计需要用到A/D转换电路，其中还涉及到电阻与温度的对应值的计算，感温电路比较麻烦。

而且在对采集的信号进行放大时容易受温度的影响出现较大的偏差。

进而考虑到用温度传感器，在单片机电路设计中，大多都是使用传感器，所以这是非常容易想到的，所以可以采用一只温度传感器DS18B20，此传感器，可以很容易直接读取被测温度值，进行转换，电路简单，精度高，软硬件都以实现，而且使用单片机的接口便于系统的再扩展，满足设计要求。

3.2显示模块的设计及论证LED是发光二极管Light Emitting Diode 的英文缩写。

LED显示屏是由发光二极管排列组成的一显示器件。

半导体温度计的设计实验总结半导体温度计的设计实验那可真是一段超级有趣又充满挑战的经历呢！一、实验的初衷。

咱为啥要做这个半导体温度计的设计实验呀？其实就是想探索一下半导体这个神奇的东西到底能在温度测量上玩出啥花样。

你想啊，温度计到处都要用，要是能用半导体做出个不一样的温度计，那可就太酷了。

就像是要去发现一个隐藏在科学世界里的小宝藏一样，心里充满了期待。

二、实验过程中的那些事儿。

在做这个实验的时候啊，那真是状况百出。

刚开始的时候，就光是找合适的半导体材料就费了好大的劲儿。

市场上各种各样的半导体材料，眼花缭乱的，就像在一堆宝藏里找那颗最特别的宝石。

好不容易选定了材料，连接电路又成了大难题。

那些电线啊，元件啊，就像是调皮的小娃娃，怎么都不肯乖乖听话。

有时候接好了电路，一测试，数据乱得像一团麻，当时心里那叫一个沮丧。

不过呢，这时候可不能放弃呀，就跟自己说，这是科学探索，哪有那么容易的事儿呢。

于是就开始各种检查，从元件的连接是否牢固，到电路的设计是否合理，一点点地排查。

这个过程就像是在玩一个超级复杂的解谜游戏，每找到一个错误，就像解开了一个小谜题，心里还有点小得意呢。

三、遇到的困难与解决办法。

说到困难啊，那可真是一箩筐。

除了前面说的材料和电路的问题，还有温度校准这个大麻烦。

半导体对温度的敏感度很高，稍微有点变化，数据就跑得没影了。

我们尝试了好多方法来校准温度，查了好多资料，问了好多老师和同学。

最后发现，原来要根据不同的环境温度先做一个基础的校正，然后再根据实际测量的情况进行微调。

这个过程就像是在黑暗中摸索了好久，突然找到了一盏明灯一样，那种感觉，简直无法形容。

还有就是在数据处理的时候，要把测量到的那些杂乱无章的数据变成有用的信息，这就需要用到一些数学知识了。

可是有些公式真的好复杂，理解起来就像看天书一样。

不过大家一起讨论，互相讲解，慢慢地也就懂了。

这就像是一群小伙伴一起攻克一个超级大的堡垒，每个人都发挥自己的力量。

实验三温度控制电路的设计一、实验目的（1）了解传感器的基本知识，掌握传感器的基本用法。

（2）了解有关控制的基本知识。

（3）掌握根据温度传感器来设计控制电路的基本思路。

二、设计指标与要求(1)电源：+12V或±12V单双电源供电均可。

(2)要求温度设定范围为-20℃—+130℃，温度非线性误差不得超过±5℃。

(3)控制部分：监控温度高于设定的上限温度或低于设定的下限温度时，分别点亮不同颜色的二极管。

三、实验原理与电路本实验要求根据监控温度来做出相应的报警响应，该温度传感控制系统如图1所示。

图1 温度传感器控制框图（一）温度传感器将温度信号转换为电信号，经过信号处理电路对其进行处理，最后通过报警控制电路来控制发光二极管的指示。

（一）温度传感器1、有关温度传感元件介绍集成芯片LM35。

LM35是美国国家半导体公司生产的集成电路温度传感器系列产品之一，它具有很高的工作精度和较宽的线性工作范围，该器件输出电压与摄氏温度呈线性关系。

因而，从使用角度来说，LM35与用开尔文标准的线性温度传感器相比更有优越之处，LM无须外部校准和微调，可以提供常用的室温精度。

特点与基本参数：直接以摄氏温度校准：线性比例因数：+10.0mV/；0.5℃的精确性保证（+25℃）；额定全工作范围：-55～+150℃；电压供电范围：直流4～30V；漏电电流：小于60μA；低自发热量，在静止空气中：0.08℃；非线性特性：±1/4℃；封装形式及管脚说明、典型应用：LM35采用TO--220塑料封装形式，其引脚排列如图2所示。

典型应用如图3所示，在图4中，若R=-V S/50μAVOUT =+1500mV (+150℃)=+250mV (+250℃)=-550mV (-55℃)图2 LM35引脚排列图图3 基本摄氏温度图4全工作范围摄氏传感器（例一）温度传感器（例二）典型性能特性如图5所示：图5 最小电压输入与温度关系（2）温度传感元件的选择根据设计指标与要求中对电源的要求，热敏电阻、LM35和AD590都可以选用，但根据对传感器工作条件和精度要求综合考虑，选择LM35作为温度传感元件。