電子溫度計的設(shè)計與實現(xiàn)

1、電子溫度計的設(shè)計與實現(xiàn)班級:計算機112班學(xué)號:201105070615姓名:章程浩摘要:用非平衡電橋發(fā)測量溫度，利用溫度變化改變電阻的阻值來測量溫度。關(guān)鍵詞:溫度電流非平衡電橋一、引言利用溫度傳感器和電阻配合，將溫度這一熱學(xué)量轉(zhuǎn)換為電學(xué)量，便于測量溫度。二、實驗任務(wù)1. 利用實驗室提供的儀器和用具測量鉑電阻和熱敏電阻的溫度特性。2. 在實驗室提供的儀器中選擇合適的儀器，設(shè)計一個由鉑電阻作為傳感器的電子溫度計其測溫范圍為20:100?，要求用非平衡電橋橋端電壓為毫安級，電流為微安級。3. 對溫度計進(jìn)行標(biāo)定。三、實驗儀器直流穩(wěn)壓電源（1個），鉑電阻傳感器（1個），直流電橋（1個），數(shù)字萬用電表（

2、1個），微安表（1個），伏特表（1個），檢流計（1個），水銀溫度計（1個），標(biāo)準(zhǔn)電阻箱（3個），NLKW型智能型控溫試驗儀（1個），導(dǎo)線若干，開關(guān)（1個）。四、實驗原理（一）鉑電阻溫度計物質(zhì)的電阻率隨溫而變化的現(xiàn)象稱為熱電阻效應(yīng)。在一定溫度范圍內(nèi)，可以通過測量電阻值的變化而進(jìn)行溫度變化的測量。將平衡電橋中的待測電阻換成一個電阻型傳感器。先調(diào)節(jié)電橋平衡，當(dāng)外部條件改變時，傳感器的阻值會發(fā)生相應(yīng)變化，使電橋失去平衡，電橋兩端的電壓隨之改變。由于橋路的非平衡電壓能反映出橋臂電阻的微小變化，因此可以通過測量非平衡電壓檢測外界物理量的變化。使用非平衡電橋測量鋁電阻溫度系數(shù)的電路如圖1所示，R,R為固定電

3、阻，組成比12例電阻;R為可調(diào)電阻，用作平衡電阻;R為鉑電阻;U為非平衡電橋的輸出電壓。ptout當(dāng)輸出電壓一定時非平衡電橋橋路的輸出電壓U為outU=Rt/(R+R)-R/(R+R)Eout1TP2P令I(lǐng)=E/(R+R)11tI=E/(R+R)22p則有U=IR-IRout1t2p如果R=R且R?R,R?R則有I?I121t2P12U=I(R-R)out1tp另R取鋁電阻在室溫時的阻值R,代入上式，則有ppU=IRA?T=1/2IRA?Tout100令1/2IRA=1mA，調(diào)零時，室溫時電壓等于電流示數(shù)，0則電壓等于所測溫度(二)熱敏電阻溫度計實驗用惠斯登電橋，接線如圖2所示，AB是一根粗細(xì)

4、均勻的電阻絲，被放置于1m長的米，尺上，圖中斜線部分是導(dǎo)體片，電阻可略，R是保護電阻，保護微安表，C是滑動觸頭，兼開關(guān)作用，按下時檢流計支路才通，接入待測電阻R與標(biāo)準(zhǔn)電阻R后，適當(dāng)調(diào)節(jié)觸頭Cxs的位置，使檢流計指零，此時，AC段電阻為R;CB段電阻為R,由電阻定律，12得R/R=L/L1212式中L,L分別為AC段和BC段電阻絲長度。12于是有R=（L/L）*Rx12s式中R由標(biāo)準(zhǔn)電阻箱讀出。sE1Hili1五、實驗內(nèi)容（一）鋁電阻溫度計1 .按圖1連接線路，取R=R=9Q電源電壓U=3V用萬用表測量電流。122 .將鋁電阻傳感器放入加熱井（此時不要加熱），在T為室溫時（從控溫儀面板上讀出室溫

5、），調(diào)節(jié)電橋平衡，記錄T,U和R數(shù)值，并校準(zhǔn)，使電流表顯示數(shù)值等于室溫。outp3 .根據(jù)需要溫度，設(shè)置好加熱井溫度（具體方法參見實驗儀器介紹），待溫度穩(wěn)定時記錄T,用數(shù)字萬用電表測量U,測量溫度范圍從35?至100?,每隔5?取一個點。out（二）熱敏電阻溫度計1 .按圖2連接線路，取R=R=9k!。122 .將檢流計換成微安表。將R換成標(biāo)準(zhǔn)電阻箱，電阻為熱敏電阻室溫時的電阻，R為xs熱敏電阻室溫時的電阻，調(diào)零。再將R的電阻調(diào)為80?時的電阻，使指針指向100uA.x3 .根據(jù)需要的溫度，設(shè)置好加熱井溫度(具體方法參見實驗儀器介紹)，待溫度穩(wěn)定時記錄T,并計錄微安表的值，測量溫度范圍從35?

6、至80?,每隔5?取一個點。六、數(shù)據(jù)處理和分析原始數(shù)據(jù):T27.35404550556065707580859095100327.3438.43.47.52.5760.6469.73.77.81.86.91.Uout372832447765T27.335404550556065707580I(uA0172839485668758896100)處理結(jié)果:(1)U=Rt/(R+R)-R/(R+R)Eout1TP2PI=E/(R+R)11tI=E/(R+R)22p則有U=IR-IRout1t2p如果R=R且R?R,R?R則有I?I121t2P12U=I(R-R)out1tp另R取鋁電阻在室溫時的阻值R,代入上式，則有ppU=IRA?T=1/2IRA?Tout100令1/2IRA=1mA，調(diào)零時，室溫時電壓等于電流示數(shù)，0則電壓等于所測溫度(2)七、實驗誤差分