温传感器的温特性测量及应用资料学习教案.pptx

会计学物理(wùlǐ)实验设计与应用温度传感器的温度特性测量(cèliáng)及应用1.学习(xuéxí)用恒电流法测量热电阻2.学习(xuéxí)用直流电桥法测量热电阻3.测量铂电阻温度传感器(Pt100)的温度特性4.测量热敏电阻（负温度系数）温度传感器
NTC1K的温度特性5.测量PN结温度传感器的温度特性6.测量电流型集成温度传感器（AD590）的温度特性7.测量电压型集成温度传感器（LM35）的温度特性FD-TTT-A温度传感器温度特性实验仪的组成：
高准确度控温恒温加热系统
恒流源 直流电桥
Pt100铂电阻温度传感器
NTC1K热敏电阻温度传感器
PN结温度传感器
电流型集成(jíchénɡ)温度传感器AD590
电压型集成(jíchénɡ)温度传感器LM35
数字电压表实验插接线等“温度”是一个重要的热学物理量
和我们的生活环境密切相关
对实验及生产的结果至关重要
温度传感器应用广泛
温度传感器是利用一些金属、半导体等材料与温度相关的特性制成的
常用的温度传感器的类型(lèixíng)、测温范围和特点见表1实验(shíyàn)原理1.恒电流(diànliú)法测量热电阻2.直流电桥法测量(cèliáng)热电阻直流平衡(pínghéng)电桥当B、D两点电位相等时，桥路中无电流通过，指示器示值为零，电桥达到平衡UAB=UAD,UBC=UDC电流Ig=0,流过电阻(diànzǔ)R1、R3的电流相等，I1=I3
同理I2=IRt
又 ∵I1R1=I2R2IRtRt=I3R3因此 百度电阻比W（100）=1.3850时，Ro为100Ω或10Ω，称为Pt100铂电阻或Pt10铂电阻
铂电阻的阻值与温度之间的关系：
当温度t在-200～0℃之间时Rt=R0[1+At+Bt2+C(t-100C)t3]
当温度在0～650℃之间时
Rt=R0(1+At+Bt2)
Rt、R0分别(fēnbié)为铂电阻在温度t、0℃时的电阻值
A~10-3,B~10-7,C~10-12为温度系数对于常用的工业铂电阻在0～100℃范围内Rt的表达式可近似线性为Rt=R0(1+A1t)
A1温度系数(xìshù)，近似为3.85×10-³/℃
Pt100铂电阻的阻值
0℃时Rt=100Ω
100℃时Rt=138.5Ω4.热敏电阻(rèmǐndiànzǔ)(NTC1K)温度传感器图3热敏电阻(rèmǐndiànzǔ)电阻率大，温度系数大
但其非线性大，置换性差，稳定性差
通常只适用于一般要求不高的温度测量
在一定的温度范围内（小于450℃）热敏电阻(rèmǐndiànzǔ)的电阻Rt与温度T之间有如下关系
Rt、R0是温度为T(K),T0(K)时的电阻值
B是热敏电阻(rèmǐndiànzǔ)材料常数，一般情况下
B为2000～6000K对一定的热敏电阻而言，B为常数(chángshù)，对上式两边取对数，则有

可见，lnRT与1/T成线性关系
作lnRT—(1/T)曲线，用直线拟合，由斜率可求出常数(chángshù)BPN结温度传感器是利用半导体PN结的结电压对温度依赖性，实现对温度检测
电流(diànliú)通过时，PN结的正向电压与温度之间有良好的线性关系
通常将硅三极管b、c极短路，用b、e极之间的PN结作为温度传感器测量温度
硅三极管基极和发射极间正向导通电压Vbe一般约为600mV（25℃），与温度成反比
线性良好，温度系数约为-2.3mV/℃测温精度较高
测温范围(fànwéi)可达-50——150℃
缺点：一致性差，互换性差通常PN结组成二极管的电流I和电压U满足 在常温条件(tiáojiàn)下，且时，可近似为

q=1.60210–19C为电子电量
k=1.38110–23J/K为波尔兹曼常数T为热力学温度IS为反向饱和电流5.PN结温度传感器6.电流(diànliú)型集成温度传感器（AD590）6.电流(diànliú)型集成温度传感器（AD590）6.电流(diànliú)型集成温度传感器（AD590）AD590的输出电流I0的微安数就代表(dàibiǎo)着被测温度的热力学温度值（K）AD590的电流-温度（I-T）特性曲线如图6所示其输出电流表达式为I=At+B
A为灵敏度
B为0℃时输出电流如需显示(xiǎnshì)摄氏温标（℃）则要加温标转换电路，其关系式为：t=T-273.15在整个测温范围内,准确度≤±0.5℃
线性极好6.电流(diànliú)型集成温度传感器（AD590）输出为电压，且线性极好
只要配上电压源，数字式电压表就可以构成(gòuchéng)一个精密数字测温系统
利用下式可计算出被测温度t（℃）:UO=KV*t=(10mV/℃)*t
输出电压的温度系数KV=