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实验9温度传感器特性实验 PN结温度传感器 半导体PN结温度传感器是利用晶体二极管或三极管PN结的结电压随温度变化的原理制成的。二极管温度传感器的特性是随着温度的升高，其正向特性曲线左移，即正向压降减小，故成负温度系数；反向特性曲线下移，即反向电流增大。一般在20°C附近，温度每升高1°C，其正向压降减小2～2.5mV，基本上呈线性关系，比例系数约为-2mV/K。PN结的反向电流是随温度呈指数规律变化，硅二极管的电流方程为： I=I0eqv/2KT I0=f(T)T3/2e-Eg/2KT I=f(T)T3/2e(qv-Eg)/2KT 令S=f(T)T3/2 V=Eg/q-2KT/q(LnS-LnI) VF=Vgo-C1KT/q PN结温度传感器的优点在于具有较好的线性度、尺寸小、响应快、灵敏度高。但它的测温 范围比较窄，一般在-50到150℃ 9.1 PN结温度传感器温度特性实验、 PN结温度传感器适用于线路补偿或普通温度测量。二极管是温度的敏感器件，温度的变化对其伏安特性的影响主要表现为：随着温度的升高，其正向特性曲线左移，即正向压降减小；反向特性曲线下移，即反向电流增大。一般在室温附近，温度每升高1°C，其正向压降减小2～2.5mV；温度每升高10°C：，反向电流大约增大1倍左右。 温度部分电源开关打开。 9号温度传感器特性实验模块接入试验台。 将直流稳压电源+5V接在9号温度传感器特性实验模块的+5V端。 4. PN结传感器输出端接至数显表的输入端。用0-2V数字表测量“二极管”PN结正向的结电压并读数。 9.1.5实验结果与讨论 9.2.1.5.1、详细记录实验结果。 温度℃ 40 45 50 55 60 65 70 75 80 二级压降（mv） 514 507 500 493 487 479 463 450 433 负温热敏电阻温度（NTC） 随着温度的升高阻值减少的电阻即为负温热敏电阻，简称NTC。一般NTC热敏电阻测量范围为：-50℃~+300℃。热敏电阻体积小，重量轻，热惯性小，工作寿命长，价格便宜，且本身阻值大，无需考虑引线长度带来的误差，适用于远距离传输。但它非线性小，稳定性差，有老化现象，一致性差。一般仅用于低精度测量。 9.2负温热敏电阻温度特性实验 9.2.1实验目的： 9.2.1.1、了解负温热敏电阻温度（NTC）传感器的特性及工作情况。 9.2.2实验原理： 随着温度的升高阻值减少的电阻即为负温热敏电阻，简称NTC。一般NTC热敏电阻测量范围为：-50℃~+300℃。热敏电阻体积小，重量轻，热惯性小，工作寿命长，价格便宜，且本身阻值大，无需考虑引线长度带来的误差，适用于远距离传输。但它非线性小，稳定性差，有老化现象，一致性差。一般仅用于低精度测量。 9.2.3实验设备和元件： 9.2.3.1实验设备：9号温度传感器实验模块、数字欧姆表。 9.2.3.2其它设备：实验台温控箱。 9.2.4实验内容： 安实验要求接线。 打开试验台电源开关和温控电源开关。 温控箱从室温升至100摄氏度。每提升5摄氏度记录一次。 直接用欧姆表测NTC阻值。 9.2.5实验结果与讨论 9.2.5.1、详细记录实验结果。 温度℃ 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 阻值 KΩ 5.41 5.09 4.77 4.35 3.95 3.72 3.22 2.89 2.53 2.24 LM35 是由National Semiconductor 所生产的温度传感器，其输出电压与摄氏温标 呈线性关系，转换公式如式，0 时输出为0V，每升高1℃，输出电压增加10mV。 LM35 有多种不同封装型式，外观如图所示。在常温下，LM35 不需要额外的校准 处理即可达到 ±1/4℃的准确率。 其电源供应模式有单电源与正负双电源两种，其接 脚如图所示，正负双电源的供电模式可提供负温度的量测；两种接法的静止电流- 温度关系如图 所示，在静止温度中自热效应低(0.08℃)，单电源模式在25℃下静止电流约50μA，工作电压较宽，可在4—20V的供电电压范围内正常工作非常省电。 9.3集成温度传感器LM35温度特性实验 9.3.1实验目的： 9.3.1.1、了解常用集成温度传感器LM35的基本工作原理、性能及应用 9.3.2 实验原理： 集成温度传感器将温敏晶体管与相应的辅助电路集成在同一芯片上，它能直接给出正比于绝对温度的理想线性输出，一般用于-55℃∽+150℃之间温度测量，温敏晶体管是利用管子的集电极电流恒定时，晶体管的基极发射极电压与温度成线性关系。为克服温敏晶体管Ub电压生产时的离散性、均采用了特殊的差分电路。集成温度传感器有电压型和电流型二种，电流输出型集成