温度传感器实验报告.docx

信号实验报告温度传感器实验光纤光电传感器实验电涡流传感器实验电容式传感器实验蔡达38030414温度传感器实验蔡达 38030414一． 实验目的了解各种温度传感器（热电偶、铂热电阻、PN结温敏二极管、半导体热敏 电阻、集成温度传感器）的测温原理；掌握热电偶的冷端补偿原理； 掌握热电偶的标定过程； 了解各种温度传感器的性能特点并比较上述几种传感器的性能二． 实验仪器温度传感器实验模块，热电偶（K型、E型），CSY2001B型传感器系统综合实验台（以下简称主机），温控电加热炉，连接电缆，万用表：VC9804A，附表 笔及测温探头，万用表：VC9806，附表笔三． 实验原理（1）热电偶测温原理由两根不同质的导体熔接而成的闭合回路叫做热电回路，当其两端处于不同温度时则回路中产生一定的电流，这表明电路中有电势产生，此电势即为热电势2)热电偶的标定以K分度热电偶作为标准热电偶来校准E分度热电偶，被校热 电偶热电势与标准热电偶热电势的误差为Ae二e + "标分二"标测• S -e 校测 S 标 校分标(3) 热电偶的冷端补偿热电偶冷端温度不为0°C时，需对所测热电势值进行修正，修正 公式为： E (T, To) = E(T,tl)+ E(T1,TO)即： 实际电动势= 测量所得电势+ 温度修正电势(4) 铂热电阻铂热电阻的阻值与温度的关系近似线性，当温度在0 CWTW650C时， R =R (1+AT+BT2)T0式中：R——铂热电阻TC时的电阻值TR——铂热电阻在0C时的电阻值OA——系数(=3.96847X10-31/0B——系数(=-5.847X10-71/C2)将铂热电阻作为桥路中的一部分在温度变化时电桥失衡便可测 得相应电路的输出电压变化值。

5) PN结温敏二极管半导体 PN 结具有良好的温度线性，根据 PN 结特性表达公式I二Is (eRV -1)可知，当一个PN结制成后，其反向饱和电流基本上只与 温度有关，温度每升高一度，PN结正向压降就下降2mv，利用PN结 的这一特性可以测得温度的变化6）热敏电阻热敏电阻是利用半导体的电阻值随温度升高而急剧下降这一特 性制成的热敏元件它呈负温度特性，灵敏度高,可以测量小于0.01°C 的温差变化7）集成温度传感器 用集成工艺制成的双端电流型温度传感器，在一定的温度范围内 按luA/K的恒定比值输出与温度成正比的电流，通过对电流的测量 即可得知温度值（K氏温度），经K氏-摄氏转换电路直接显示C温度 值四． 实验数据记录及处理（1）热电偶标定实验步骤给定温度/ °C405060708090100冷端温度/ °C22222222222222K型温度热电势/mv1.31.92.43.03.54.24.9冷端补偿电势/mv0.8790.8790.8790.8790.8790.8790.879测量温度/ °C53688094106124141E型温度热电势/mv2.02.83.84.65.76.77.8冷端补偿电势/mv1.3131.3131.3131.3131.3131.3131.313误差/mv-0.108-0.1250.1530.1210.4830.5350.678测量温度/ °C54678294110124141根据数据分别绘制K型热电偶和E型热电偶温度与热电势的关系曲线电 压 /mV将K型热电偶作为标准热电偶，计算被测热电偶E型热电偶的误差。

e — eAe = e + 标分 ■标测• S — e计算结果填于表中校测 S 标 校分标2）铂热电阻温度/ °C405060708090100输出电压/V00.20.3470.5500.8151.0081.166铂电阻电压温度修正曲线铂电阻在40-C~100-C均在工作性状态3) PN 结温敏二极管温度/ °C405060708090100输出电压/mV07.615.822.027.534.040.2PN结温敏二极管温度曲线灵敏度 S =红 二 0.6611mV / °C AT4) 半导体热敏电阻温度/ C405060708090100输出电压/mV1.4831.2101.0550.8650.6510.5370.433半导体热 敏 电 阻 电压—温度曲线5) 集成温度传感器温度/ C405060708090100输出电压/V0.3950.4200.4530.4940.5370.5930.640五． 温度传感器分析热电偶温度传感器测量范围-270OC〜1800°C，精度±0.5OC，线性 度需要至少四次多项式或等效的对照表，灵敏度数十卩V/°C热电阻温度传感器测量范围-250°C〜900°C，精度±0.01°C，线性 度需要至少二次多项式或等效的对照表，灵敏度0.00385D/°C。

PN结温敏二极管温度传感器测量范围1〜400K，精度±0.5°C，线 性度保持正向电流不变时近似线性，灵敏度2mV/°C热敏电阻温度传感器测量范围-100°C~150°C，精度±0.1°C，线性 度需要至少三次多项式或等效的对照表，灵敏度数个0/°C集成温度传感器测量范围-55°C ~150°C，精度±1°C，在±1°C范围 内无需线性化，灵敏度2mV/°C。