温度传感器特性研究--实验报告

沈阳城市学院物理实验报告实验题目温度传感器特性研究姓名学号专业班级实验室号实验成绩指导教师实验时间年月日物理实验室制实验目的1、学习用恒电流法和直流电桥法测量热电阻；2、测量铂电阻和热敏电阻温度传感器的温度特性；3、测量电压型、电流型和PN结温度传感器的温度特性(选作)；实验仪器名称型号温度传感器温度特性实验仪FD-TTT-A十进制电阻箱请认真填写实验原理（注意：原理图、测试公式）一、直流电桥法测Pt100铂电阻温度特性直流电桥的原理图如图，根据直流电桥的基本原理有：312tRRRR，因为R1=R2，所以R3=Rt，Rt即为铂电阻。Pt100铂电阻是一种利用铂金属导体电阻随温度变化的特性制成的温度传感器，在0～100℃范围内Rt的表达式可近似线性为：01(1)tRRAt。二、恒流源法测NTC热敏电阻温度特性恒流源法电路原理图如图，根据串联电路原理11RRtORttUURIUR，Rt即为热敏电阻。热敏电阻是利用半导体电阻阻值随温度变化的特性来测量温度的，在一定的温度范围内（小于450℃）热敏电阻的电阻Rt与温度T之间有如下关系：)11(00TTBTeRR三、PN结温度传感器特性PN结温度传感器实验电路如图，PN结的正向电压U和温度t近似满足下列线性关系U=Kt+Ugo式中Ugo为半导体材料参数，K为PN结的结电压温度系数。实验内容及步骤一、用直流电桥法测量Pt100测量铂电阻的温度特性连接直流电桥电路，将控温传感器Pt100铂电阻插入干井炉中心井，另一只待测试的Pt100铂电阻插入另一井，然后开启加热器，从30℃开始每隔5℃记录Pt100电阻值，直至90℃为止。二、用恒电流法测量NTC热敏电阻的温度特性连接恒流源电路，监测R1上电流是否为1mA(即U1=1.00V,R1=1.00K)。将控温传感器Pt100铂电阻插入干井炉的中心井，另一只待测试的NTC1K热敏电阻温度传感器插入另一井，，然后开启加热器，从30℃开始每隔5℃记录NTC传感器电阻值，直至90℃为止。三、电压集成性LM35温度传感器温度特性的测试将控温传感器Pt100铂电阻插入干井炉中心井，电压集成性LM35温度传感器插入干井炉一个井内。按要求插好连线。开启加热器，从30℃开始每隔5℃记录LM35传感器电阻值，直至90℃为止。实验数据记录（注意：单位、有效数字、列表）温度（℃）直流电桥法测量Pt100铂电阻的温度特性/电阻（Ω）用恒电流法测量NTC热敏电阻的温度特性/电阻（Ω）电压集成性LM35温度传感器温度特性的测试/电压（mV）30112.3818.4467135114.2676.5461040116.2561.9455245118.1470.2450050120.2394.8444955122.1332.6439960124.1281.9434965126.1239.7429870127.9204.5424775129.9176.1419780131.8151.3414585133.7129.3409190135.7110.24040请认真填写数据处理、误差分析和实验结论1、直流电桥法测Pt100铂电阻温度特性实验结果：R=110.62+0.39T相关系数r=0.999962、恒流源法测量NTC1K热敏电阻温度特性实验结果：R=2500*exp(-x/25)+39相关系数r^2=0.99993、PN结温度传感器温度特性实验结果：R=4971.14286-10.35495t相关系数r=-0.95411（写出曲线方程、相关系数）实验思考与建议铂电阻中的金属材料为什么要选用铂，像镍、铜一类的材料行得通吗？铂电阻有什么优点？也可以，但是它没有铂的线性好。请在两周内完成，交教师批阅附录30405060708090110115120125130135电阻/Ω温度/℃直流电桥法测Pt100铂电阻的温度特性图R=110.62+0.39T相关系数r=0.99996土木六班裘斌斌13160863030405060708090100200300400500600700800900Data:Data1_BModel:ExpDec1Equation:y=A1*exp(-x/t1)+y0Weighting:yNoweightingChi^2/DoF=5.80913R^2=0.9999y039.79282±3.3314A12500.75477±27.49388t125.62867±0.28419电阻/Ω温度/℃土木六班裘斌斌131608630恒电流法测量NTC热敏电阻的温度特性曲线3040506070809040004100420043004400450046004700电压/mV温度/℃R=4971.14286-10.35495tr=-0.95411土木六班裘斌斌131608630电压集成性LM35温度传感器温度特性曲线图