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=100Ω100℃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+BA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=