实验9大作业
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实验9温度传感器特性实验
9.1PN结温度传感器温度特性实验 ................................................................................................ 1
9.2负温热敏电阻温度特性实验 ..................................................................................................... 4
9.3集成温度传感器LM35温度特性实验 ................................................................................... 11
9.4铂电阻温度特性实验 ............................................................................................................... 14
9.5铜电阻温度特性实验 ............................................................................................................... 17
9.6K型热电偶测温实验 ................................................................................................................ 18
9.7E型热电偶测温实验 ................................................................................................................ 22
9.1PN结温度传感器温度特性实验
9.1.1实验目的：
9.1.1.1、了解PN结温度传感器的特性及工作情况，PN结温度传感器的特性及工作情况，掌握PN结温度传感器的转换原理、型号、使用方法，叙述辅助部分的设计和工作原理。
9.1.1.2、实验原理：晶体二极管或三极管的PN结电压是随温度变化的。如硅管的PN结的结点压在温度每升高1℃时，下降约2.2mv，利用这种特性可做成各种各样的PN结温度传感器。它具有线性好、时间常数小（0.2~2秒）、灵敏度高等特点，测量范围为-50℃~+150℃。
9.1.2实验设备和组件：
9.1.2.1实验设备：9号温度传感器实验模块，±12V与±5V直流电源，辅助实验用工具盒。
9.1.2.2其它设备：实验台温控箱
9.1.3实验内容：
9.1.3.1、温度传感器是通过物体随温度变化而改变某种特性来间接测量的。不少材料、组件的特性都随温度的变化而变化，所以能作温度传感器的材料相当多。晶体二极管或三极管的PN结的结电压是随温度而变化的。例如硅管的PN结的结电压在温度每升高1℃时，下降-2mV，利用这种特性，一般可以直接采用二极管（如玻璃封装的开关二极管1N4148）或采用硅三极管（可将集电极和基极短接）接成二极管来做PN结温度传感器。这种传感器有较好的线性，尺寸小，其热时间常数为0.2—2秒，灵敏度高。测温范围为-50—+150℃。典型的温度曲线如图1所示。同型号的二极管或三极管特性不完全相同，因此它们的互换性较差。
PN结温度传感器简介：
一、 工作原理：
温度传感器是通过物体随温度变化而改变某种特性来间接测量的。不少材料、组件的特性都随温度的变化而变化，所以能作温度传感器的材料相当多。晶体二极管或三极管的PN结的结电压是随温度而变化的。例如硅管的PN结的结电压在温度每升高1℃时，下降-2mV，利用这种特性，一般可以直接采用二极管（如玻璃封装的开关二极管1N4148）或采用硅三极管（可将集电极和基极短接）接成二极管来做PN结温度传感器。这种传感器有较好的线性，尺寸小，其热时间常数为0.2—2秒，灵敏度高。测温范围为-50—+150℃。同型号的二极管或三极管特性不完全相同，因此它们的互换性较差。
二、 PN结的信号调理电路
PN结的信号调理电路由放大器A1组成恒流源电路和放大器A2等电路组成。由前面的分析可知，当流过PN结的电流密度．，保持不变时，PN结正向压降 随温度 的上升而下降，近似为线性关系。如果PN结不是工作在恒流状态下，其测量精度会大大下降。为此采用下图所示电路。
放大器A1组成恒流源电路，电阻器R2和可变电阻器RW1组成串联分压电路，调整可变电阻器RW1，使A1的同相端电位为0．7 V。当二极管的温度发生变化时，其两端的电压也发生变化，但流过二极管的电流始终不变。根据运放虚短和虚断的特性，电流为：
放大器A2将二极管(PN结)两端微小变化的电压进行放大，调整可变电阻器RW3，使A2的放大倍数为：
设置可变电阻器RW2，使A2可以调零。例如在某一温度下，Al输出为定值。通过调整RW2，使A2两输入端电压相等，则输出电压为0。另外。选取R3、R4为5 kQ是考虑到A1的输出电阻影响，R3、R4取值不能太小。
9.1.3.2、单独画出放大电路原理图，并进行输入阻抗、放大倍数等性能的分析。
如图所示，框中为PN结所使用模块电路，由PN结温度传感器和二极管并联再与一20KΩ电阻串联组成。
9.1.3.4、分析有无系统误差。
该系统存在一定的系统误差，主要来自于仪器误差。由于实验环境的影响，仪器受到光线、温度、湿度、电磁场等的影响导致误差产生。
9.1.4实验结果与讨论
9.1.4.1、详细记录实验结果。
温度℃ 40 45 50 55 56 60 65 70 75 80
二级压降（mv） 500 494 482 475 460 454 444 431 420 410
9.1.4.2、写出系统误差的存在形式，说明减小办法。 系统误差主要是仪器误差和个人误差导致，应该把实验环境设置在更加稳定的场所，实验人员操作过程更严谨。
9.1.4.3、分析有无疏失误差并进行处理。
如图所示，数据分布近似一条直线，所以该组实验数据无疏失误差。
9.1.4.4、简要分析实验中出现的问题及处理方法。
实验中遇到了温度加热不到指定温度的情况，适当调高指定温度得到需要温度。
9.1.4.5、其他实验体会。
实验中需使用温度箱控制温度，温度箱温度上升比较缓慢，达到设定温度需要较长时间，待温度稳定也需要一定时间，并且进行下次实验时还需要等待温度箱温度下降到室温，需要的时间就更加漫长。因此，实验时需要充足的时间，足够的耐心不能急于求成。
9.2负温热敏电阻温度特性实验
9.2.1实验目的：
9.2.1.1、了解负温热敏电阻温度（NTC）传感器的特性及工作情况。
9.2.1.2、实验原理：随温度升高阻止减少的电阻即为负温热敏电阻，简称NTC。一般NTC热敏电阻测量范围-50~+300℃。热敏电阻体积小，重量轻，热惯性小，工作寿命长，价格便宜，且本身阻值大，无需考虑引线长度带来的误差，适用于远距离传输。但它非线性大，稳定性差，有老化现象，一致性差。一般仅用于低精度测温。
9.2.2实验设备和组件：
9.2.2.1实验设备：9号温度传感器实验模块，±12V与±5V直流电源，辅助实验用工具盒。
9.2.2.2其它设备：实验台温控箱。
9.2.3实验内容：
9.2.3.1、负温度系数热敏电阻器简介
负温度系数热敏电阻器（NTC）一般用于各种电子产品中作微波功率测量、温度检测、温度补偿、温度控制及稳压用，选用时应根据应用电路的需要选择合适的类型及型号。常用的温度检测用NTC 热敏电阻器有MF53
系列和MF57 系列，每个系列又有多种型号（同一类型、不同型号的NTC 热敏电阻器，标准阻值也不相同）可供选择。常用的稳压用NTC 热敏电阻器有MF21 系列、RR827 系列等，可根据应用电路设计的基准电压值来选用热敏电阻器稳压值及工作电流。常用的温度补偿、温度控制用NTC 热敏电阻器有MF11~MF17 系列。常用的测温及温度控制用NTC 热敏电阻器有MF51 系列、MF52 系列、MF54 系列、MF55 系列、MF61 系、MF91~MF96 系列、MF111 系列等多种。MF52 系列、MF111 系列的NTC 热敏电阻器适用于-80℃~+200℃温度范围内的测温与控温电路。MF51 系列、MF91-MF96 系列的NTC 热敏电阻器适用于300℃以下的测温与控温电路。MF54 系列、MF55 系列的NTC 热敏电阻器适用于125℃以下的测温与控温电路。MF61 系列、MF92 系列的NTC 热敏电阻器适用于300℃以上的测温与控温电路。选用温度控制热敏电阻器时，应注意NTC 热敏电阻器的温度控制范围是否符合应用电路的要求。
按产品应用场合分类：
1. 汽车：
VT系列——汽车温度传感器用热敏电阻
DTV系列——汽车温度传感器用NTC热敏芯片
VTS系列——交通工具温度传感器/温度开关
2. 医疗：
MT系列——医疗设备温度传感器用NTC热敏电阻
DTM系列——医疗温度传感器用NTC热敏芯片
IT系列——电子温度计NTC温度传感器
3. 家电：
TS系列——NTC温度传感器
BT系列——绝缘引线型NTC温度传感器
4. 通讯：
CT系列——片式负温度系数热敏电阻
AT系列——非绝缘引线插件 NTC热敏电阻
5. 计算机及办公自动化设备：
OT系列——办公自动化NTC热敏电阻/温度传感器
GT系列——玻璃封装NTC热敏电阻
FT系列——薄膜NTC热敏电阻
6. 消费类电子：
PT系列——功率型（浪涌抑制）NTC热敏电阻
AT系列——非绝缘引线插件 NTC热敏电阻
BT系列——绝缘引线型NTC温度传感器
7. 集成电路/模块：
DT系列——高精度芯片NTC热敏电阻
负温热敏电阻各种型号外观
AT 系列——非绝缘引线型NTC 热敏电阻
AT Series – Non-insulated Lead Type NTC Thermistor
