实验2-19温度传感器的温度特性测量和研究.pdfVIP

实验 2-19 温度传感器的温度特性测量和研究 温度是一个表征物体冷热程度的基本物理量，自然界中的一切过程都与温度密切相关。因此， 温度的测量和控制在科研及生产实践上具有重要意义。如果要进行可靠的温度测量，首先就需要选 择正确的温度仪表，也就是温度传感器。温度传感器是最早开发、应用最广的一类传感器。本实验 将通过测量几种常用的温度传感器随温度变化的特征物理量，来了解这些温度传感器的工作原理。 【实验目的】 1. 了解四种温度传感器（NTC 热敏电阻、PTC 热敏电阻、PN 结二极管、AD590 集成电路温 度传感器）的测温原理。 2. 掌握上述几种温度传感器的温度特性并比较它们的性能特点。 3. 学会用最小二乘法对采集的数据进行线性分析。 【实验器材】 WT-1A 温度传感器特性和半导体制冷温控实验仪，数字万用表，导线若干。 【实验原理】 (一) 热敏电阻NTC 的温度特性 NTC 热敏电阻通常由Mg、Mn 、Ni、Cr、Co、Fe、Cu 等金属氧化物中的2～3 种均匀混合物压 制后，在 600℃～1500℃温度下烧结而成，由这类金属氧化物半导体制成的热敏电阻，具有很大的 负温度系数，在一定的温度的范围内，NTC 热敏电阻的阻值与温度关系满足下列经验公式 1 1 B (  ) T T R R e 0 （2-19-1） 0 式中R 为该热敏电阻在热力学温度T 时的电阻值，R 为热敏电阻处于热力学温度T 时的阻值，B 是 0 0 材料的常数，它不仅与材料性质有关，而且与温度有关，在一个不太大的温度范围内，B 是常数。 由（2-19-1）式可得，NTC 热敏电阻在热力学温度T 时的电阻温度系数 0 1  dR  B     2 （2-19-2 ） R0 dT T T T0 0 由式（2-19-2）可知，NTC 热敏电阻的电阻温度系数与热力学温度的平方有关，在不同的温度  下， 值不相同。 对（2-19-1）式两边取对数，得  1 1  l n R B   l n R0 （2-19-3 ） T T  0  1 1 1 l n R 在一定温度范围内， 与  成线性关系，可以用作图法或最小二乘法求得斜率B 的值， T T