温度传感器特性研究

热敏电阻温度特性研究实验 一、实验简介 热敏电阻是由对温度非常敏感的半导体陶瓷质工作体构成的元件。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。热敏电阻作为温度传感器具有用料省、成本低、体积小等优点，可以简便灵敏地测量微小温度的变化，在很多科学研究领域都有广泛的应用。本实验的目的是了解热敏电阻的电阻—温度特性及测温原理，学习惠斯通电桥的原理及使用方法，学习坐标变换、曲线改直的技巧。 二、实验原理 1.半导体热敏电阻的电阻—温度特性 热敏电阻的电阻值与温度的关系为： 𝑅=𝐴𝑒𝐵/𝑇 (1) A，B是与半导体材料有关的常数，T为绝对温度，根据定义，电阻温度系数为： 𝛼=1𝑅𝑡𝑑𝑅𝑑𝑇 (2) 𝑅𝑡是在温度为t时的电阻值。 2.惠斯通电桥的工作原理,如图所示： 惠斯通电桥原理图 四个电阻𝑅1，𝑅2，𝑅3，𝑅𝑥组成一个四边形，即电桥的四个臂，其中𝑅𝑥就是待测热敏电阻。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两点电位相等时，G中无电流通过，电桥便达到了平衡。平衡时必有𝑅𝑥=(𝑅2/𝑅1)∙𝑅3，(𝑅2/𝑅1)和𝑅3都已知，𝑅𝑥即可求出。 电桥灵敏度的定义为： 𝑆=∆𝑛∆𝑅𝑥/𝑅𝑥 (3) 式中∆𝑅𝑥指的是在电桥平衡后𝑅𝑥的微小改变量，∆𝑛越大，说明电桥灵敏度越

高。 三、实验内容 1.用箱式电桥研究热敏电阻温度特性 (1)使用内接电源和内接检流计,按照实验电路图连线。 (2)线路连接好以后，检流计调零。 (3)调节直流电桥平衡。 (4)测量并计算出室温时待测热敏电阻值𝑅𝑥，微调电路中的电阻箱，测量并根据电桥灵敏度公式:𝑆=△𝑛/(△𝑅𝑥/𝑅𝑥)或𝑆=△𝑛/(△𝑅0/ 𝑅0)，计算出室温时直流电桥的电桥灵敏度。 (5)调节适当的自耦调压器输出电压值，使烧杯中的水温从20℃升高到85℃以上，每隔5℃测量一次热敏电阻值𝑅𝑡；再将自耦调压器输出电压值调为0V，使水慢慢冷却，降温过程中每隔5℃测量一次热敏电阻值𝑅𝑡，最终求取升降温的平均电阻值，并作出热敏电阻阻值与温度对应关系曲线。 (6)根据测量结果，利用公式𝑅=𝑅∞𝑒𝐵/𝑇和𝛼=1𝑅𝑡𝑑𝑅𝑑𝑇，分别求取温度T趋于无穷时的热敏电阻阻值𝑅∞、热敏电阻的材料常数B以及50℃时的电阻温度系数𝛼。 2.用自组式电桥研究热敏电阻温度特性 (1)按下图所示实验电路图正确连线。 直流电桥测电阻电路图 (2)线路连接好以后，检流计调零。 (3)调节直流电桥平衡。 (4)测量并计算出室温时待测热敏电阻值𝑅𝑥，微调电路中的电阻箱，测量并根据电桥灵敏度公式:𝑆=∆𝑛/(∆𝑅𝑥/𝑅𝑥)或𝑆=∆𝑛/(∆𝑅𝑜/𝑅𝑜)，计算出室温时直流电桥的电桥灵敏度。 (5)选择合适的自耦调压器输出电压值，使烧杯中的水温从20℃升高到85℃以上，每隔5℃测量一次热敏电阻阻值；再将自耦调压器输出电压值调为0V，在水温的从85℃下降到室温的过程中，每隔5℃测量一次热敏电阻阻值，最终求取升降温的平均电阻值，并作出热敏电阻阻值与温度对应关系曲线。 (6)根据测量结果，求取温度T趋于无穷时的热敏电阻阻值𝑅∞、热敏电阻的材料常数B以及50℃时的电阻温度系数𝛼。 四、实验仪器

最新大学物理实验-温度传感器实验报告

实验目的：

1. 了解温度传感器的工作原理及其在物理实验中的应用。

2. 掌握不同类型温度传感器的特性和使用方法。

3. 通过实验测定不同环境下的温度变化，并学会分析实验数据。

实验仪器：

1. 数字万用表

2. K型热电偶

3. PT100温度传感器

4. 恒温水槽

5. 冰盐混合物

6. 热水浴

7. 标准温度计（作为参考）

实验原理：

温度传感器是将温度变化转换为电信号的设备。本实验主要使用了两种类型的温度传感器：热电偶和PT100。热电偶是基于塞贝克效应工作的，即当两种不同金属或合金连接在一起形成回路，且两个接点处于不同温度时，就会产生电动势，从而测量温度。PT100是基于电阻随温度变化的原理，其电阻值与温度之间有确定的关系，通过测量电阻值即可得到温度。

实验步骤：

1. 准备实验仪器，确保所有设备处于良好工作状态。

2. 使用数字万用表配置K型热电偶，校准设备。

3. 将PT100温度传感器与数字万用表连接，进行校准。

4. 制备冰盐混合物，建立低温环境。 5. 将热电偶和PT100分别浸入冰盐混合物中，记录并比较两种传感器的读数与标准温度计的读数。

6. 准备热水浴，建立高温环境。

7. 重复步骤5，将传感器浸入热水浴中，记录并比较读数。

8. 分析不同温度下两种传感器的精度和稳定性。

9. 根据实验数据，绘制温度-电阻/温度-电动势的图表。

实验数据与分析：

（此处填写实验中收集的数据表格和图表，并对数据进行分析，比如不同温度区间的线性关系，传感器的响应时间，精度对比等。）

实验结论：

通过本次实验，我们了解了不同类型温度传感器的工作原理和特性。通过实际操作和数据比较，我们发现K型热电偶在高温区域的测量效果较好，而PT100在低温区域更为精确。同时，我们也认识到了温度传感器在实际应用中的局限性和需要注意的误差来源。通过本次实验，我们增强了对温度测量技术的理解，并为未来的物理实验和研究打下了坚实的基础。

热电偶温度传感器实验报告

实验目的及要求：了解K型热电偶得特性与应用

实验仪器设备：智能调节仪、PT100、K型热电偶、温度源、温度传感器实验模块

实验原理，热心偶是一种使用最多的温度传感器，它的原理是基于1821年发现的塞贝尔效应，即两种不同的导体或半导体A或B组成一个回路，其两端相互连接，只要两节点处的温度不同，一端温度为7，另一端温度为z，则回路中就有电流产生，即回路中存在电动势，该电动势被称为热电势。当回路断开时，在断开处a.6之向评有一长不.c性和最

值与回路中的热电势一致，并规是茬冷璃，当电赞面秀发向B时，称A为正极,B为负极，实验表明，当与较小时，g-S(T-T)（s是热电势率）。热电偶基本定律：组成的闭合回路，不论导体的

（1）均质被立铁和长修水11不能各处的温度如何，都不能产生电动预览与源文档一致下载高清无水印势。

（2）中间导体定律：在热电偶回路中，只要中间导体C两端温度相同，那么接入中间导体对热电偶回路总热电势E （7T)没有影响。

温度传感器实验

传感器是将非电信号转换为电信号的装置，因为电信号容易传递和处理。温度是物体冷热程度的标志，温度传感器就是将温度转换成电信号的传感器。

一．测温传感器的分类

电阻式传感器。常用的有铂热电阻、热敏电阻和铜热电阻。其中铂电阻（Pt100）精确度最高，重现性和稳定性很好，不仅应用广泛，而且被制成标准的基准仪。热敏电阻（Thermally

Sensitive Resistor，简称Thermistor），是温度敏感的电阻的总称，是属于热电阻的一部分，一般分为负温度系数热敏电阻NTC（Negative Temperature Coefficient）和正温度系数热敏电阻PTC（Positive Temperature Coefficient）。NTC的电阻值随温度的上升而下降；PTC正好相反。

其它传感器。半导体PN结温度传感器，晶体温度传感器，非接触型温度传感器，热电偶温度传感器，光纤温度传感器，液压温度传感器，智能温度传感器。

二．DH－SJ5温度传感器实验装置

DH－SJ5型温度传感实验装置以九孔板为实验平台，包括铂电阻Pt100、热敏电阻（NTC和PTC）、铜电阻Cu50、铜－康铜热电偶、PN结、AD590和LM35等分离的温度传感器探头，各种电子元件。能提供了多种测温电路和方法。

本装置采用Pt100铂电阻测温，智能温度控制器控温，控温精度高、范围广、可自由设定所需的温度，数字显示；用低电压恒流加热、安全可靠、无污染，加热电流连续可调；分离的温度传感器，形象直观，组合方便，可比较不同传感器的温度特性；降温实验可采用风扇快速降温；整体结构设计新颖，紧凑合理，外型美观大方。

主要技术指标：电源：AC220V±10%（50/60Hz），工作温度0～40℃，相对湿度＜80%，无腐蚀性场合，控温范围：室温～120℃，控温精度：±0.2℃，分辨率：0.1℃。

温控仪与恒温炉的连线如图1，Pt100的插头与温控仪上的插座颜色应当对应连接。