温度传感器的设计制作

实验简介实验原理实验目的实验内容仪器及调整实验数据预习题思考题实验简介随着传感器技术的飞速发展，各种各样的温度传感器被广泛地应用于教学、科研和工业生产中。其中集成温度传感器AD590，因其线性好、精确度高和易于实现计算机在线测试与数据处理等优点，在常温条件下已占有越来越重要的位置。我们把AD590组成的数字温度计用于线胀系数的测量、导热系数的测量和热敏电阻特性研究等物理实验中进行温度测量，均取得了较好的效果。为了使学生更好地了解其性能，我们开设了集成温度传感器AD590的特性研究自组数字温度计实验。实验目的1.了解常用的集成温度传感器的基本原理和温度特性的测量方法；2:利用AD590集成温度传感器,制作测温范围0~50℃的温度计；3:掌握数字温度计的设计和调试技巧。集成温度传感器是将作为感温器件的晶体管及其外围电路集成在同一芯片上的集成化温度传感器，与分立温度传感器相比，它具有以下特点：(1)由温度变化面引起输出量的变化呈良好的线性关系；(2)不需要参考占；(3)抗干扰能力强；(4)互换性好，使用简单方便。因此，这类传感器已在科研、工业和家用电器方面广泛用于温度的精确测量和控制。集成温度传感器按输出量不同可分为电压型和电流型两大类。电压型传感器的特点是直接输入电压，且输出阻抗低易于和控制电路接口，可用于温度检测等。而电流型传感器准确度更高，其中的典型代表是AD590，其灵敏度为1。是一种两端器件，使用非常方便，且抗干扰能力很强。实验原理AD590特性AD590温度传感器工作电压范围宽(4V~30V),使用温度范围大(-55℃~150℃),其灵敏度为1μA/K,电流输出线性极好(在使用温度范围内非线性误差可小于±0.5℃).另外,还具有适应电源波动的特性,即电源电压可以从4V~15V,输出电流的变化小于1μA,所以它广泛用于高精度温度计和温度计量等方面.IBtA单位：µA5EV590ADV1kR图1定标电路加热器标准温度计＋－定标二、数字温度计的设计与制作图2数字温度计设计电路2R5EV590ADV1R3R＋－4R5EV590ADV2R3R1312233432343443234232AD590R()RR()RRR17.315(RR=1K)RRuBtAREuRRREBtARRRRERARRKAR支路、：支路、：电压表的读数＝－取冰水混合物，即t=0时，调节使电压表读数为零，则大约为＝取＝1数字温度计进行调试的分析注意：调试好的温度计所有元件参量不得再改变。23432()EBtARRRRBtRt电压表的读数＝－2对测量范围的温度进行测量的分析实验内容1对AD590进行定标。按图1定标电路图接好仪器，将温度设置在30℃，万用表电压拔到2V档位，等温度稳定后，读出电压值，并记录之；再将温度设置在35℃，重复之，直至80℃，读出电压值止。2对温度计进行安装调试按图2数字温度计接好仪器，将温度设置在30.0℃，等温度稳定后，调节R4使电压表的读数为30.00mv。3对在测量范围的温度进行测量再将温度分别设置在35.0℃、40.0℃直至90℃，分别读出电压值。并记录之。实验仪器AD590、恒温控制温度传感器、稳压源、数字万用表、加热器、冰水混合物、变阻器、电阻、导线实验数据表１：AD590进行定标数据测量值计算值ct0mvUAI电压输出5.00VR=1000AcA0经最小二乘法得A=B=r=。表２数字温度计实验数据表ct0/mvu/%/Er预习题1．通过查资料，你知道几种数字温度计的制作？2．就书中所给定的仪器用具，你选用何种测量线路？写出测量原理。3．电流型集成电路温度传感器有那些特性？思考题1．在图２图３电路中直流稳压电源电压应如何取值？2．用冰水混合物在0℃时对组装的温度计定标，可否在50℃时对组装的温度计定标？注意事项1、定标。（1）按图2要求接线（AD590的正负极不能接错）。（2）万用表取2v档位。2、制作量程从0℃—50℃范围数字温度计。（1）把AD590、三只电阻箱、直流稳压电源及数字电压表按参考电路图3接好，取电源电压为５V、R２、R３取１KΩ、万用表取200mv档位。（2）将将AD590元件端和标准温度计插入盛有冰水混合物的保温杯中，待标准温度计为0℃时，调节R４使电压表为0.00mv。这样便完成了温度计的制作。（3）AD590元件、和作为标准温度计使用的传感器未没入试管中的油里，要尽量使二者处于等高的位置。薄玻璃管保护套中的变压器油的液面要低于量热器中水的液面。