温度测量实验报告

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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随热力学温度T的关系为 TBTeA/0„（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：TBTeA„（6），式中A、B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TR由下式表示： TBTTeSlASlR/0„（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SlAA0，则有： TBTAeR/„（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ATBRTln1ln„（9），可见TRln与T1成线性关系，若从实验中测得若干个TR和对应的T值，通过作图法可求出A(由截距Aln求出)和B(即斜率)。

中学物理学生分组实验报告

班级 八（2） 任课教师 曹延春 时间 星期二

组长 组 员

实验名称 用温度计测水的温度

实验原理

实验器材 温度计、热开水、烧杯

实验步骤：

1．倒一杯热开水，先估计它的温度，再测出它的温度。数据填入表格

2．再往热水杯中倒入一些冷水，先估计，后测量，把数据填入表中。

3．再倒入少量冷水，先估计，后测量，把数据填入表中

数据统计、处理及实验结论：

手指的感觉 估计温度 ℃ 实测温度 ℃

烫

热

温

结论：人的感觉可靠吗？

学生

自评 教师

评价

温度测量实验报告

上海交通大学 材料科学与工程学院

实验目的

1. 掌握炉温实时控制系统结构图及其电压控制原理；

2. 通过数据采集板卡，对温度信号（输入为电压模拟量）采集和滤波；

3. 通过数据采集板卡，输出模拟电压量到调节器；

4. 通过观测温度曲线，实施手动调节输出电压，使得温度曲线与理想波形尽量接近；

5. 用增量式PID控制算法控制炉温曲线。

实验原理

(一) 炉温实时控制系统结构图

(二) 输出控制电压与工作电压的关系

加热炉加热电压= 板卡输出控制电压 ×22010

(三) 电压控制原理

(四) 温度与电压的关系 温度=电压 × 700℃10V

(五) PID控制算法公式

∆u(k)= Ae(k)− Be(k − 1)+ Ce(k − 2)

其中：A= KP(1+ TTI+ TDT)；B= KP(1+2TDT)；C= KPTDT。

u(k)=u(k − 1)+ ∆u(k)

手动控制炉温参数选择及理由

加热电压：4V

理由：本套实验装置加热速度很快，若加热电压过高（高于5V）则会导致升温过快从而有可能损坏实验装置，而若加热电压过低则会导致升温过慢，浪费时间。综合实际情况以及上述分析，本组成员决定将加热电压设置为4V。

PID炉温控制参数选择及理由

表1 PID炉温控制参数

初始温度/℃ 滤波长度 周期/s KP TI/s TD/s

130 10 0.2 1 20 0.9

选取理由

周期：由于温度滞后性较大，因此周期应当大一些。此处本组采用了推荐值0.2s。

KP:由实际经验可知，KP的最佳范围在0.5-1.5之间。此处本组取了中间值1。

TI：实际操作过程中，本组同学发现若TI较小，超调量就会很大。所以这里将TI取得大一些，设置为20s。

TD：小组成员发现炉温滞后现象非常严重，因此TD不得不调大一些，取成0.9s。

课外自主性实验

全

站

仪

的

测

量

与

放

样

实验成员：姓 名 学 号

孙中凯 3072109431

付忠辉 3072109430

谭思文 3072109417

孙开韦 3072109205

指导老师： 李建 曹茂柏

淮阴工学院建筑工程学院

二〇一〇年十一月二十七日 目录

1．组学生姓名与学号及使用仪器- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -3

2．所用仪器及附件- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 3

3．实验条件- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -3

4．实验过程数据及相关内容记录- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -- - - - - - - -3

5．建筑面积计算表- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -4

6．心得体会- - -- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 5

7．CAD图- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 9