- 1、本文档共7页,可阅读全部内容。
- 2、有哪些信誉好的足球投注网站(book118)网站文档一经付费(服务费),不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
- 3、本站所有内容均由合作方或网友上传,本站不对文档的完整性、权威性及其观点立场正确性做任何保证或承诺!文档内容仅供研究参考,付费前请自行鉴别。如您付费,意味着您自己接受本站规则且自行承担风险,本站不退款、不进行额外附加服务;查看《如何避免下载的几个坑》。如果您已付费下载过本站文档,您可以点击 这里二次下载。
- 4、如文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“版权申诉”(推荐),也可以打举报电话:400-050-0827(电话支持时间:9:00-18:30)。
查看更多
溫度传感实验报告
温度传感实验
信息技术包括计算机技术、通信技术和传感器技术,计算机相当于人的大脑,通信相当于人的神经,而传感器就相当于人的感官。作为现代信息技术三大支柱之一,传感器技术已经成为各国在科学技术竞争中的关键。温度是物理学中七个最基本的物理量之一,与我们人类的生活、生产关系极为密切,是各门学科与工程研究设计中经常遇到和必须精确测量的物理量。从人体温度、环境温度到工业炉温;从电器、地球到太空,各个领域都离不开测温和控温。因此,温度传感技术在日常生活、工农业和国防军事等诸多领域都有极其广泛的应用。
【实验目的】
熟悉热敏电阻的温度特性和温度传感器的工作机制;
熟悉温度传感电路设计的基本思想;
掌握温度传感实验的测量方法.
【实验原理】
传感器(Transducer亦或Sensor)是将能够感受到的被测量按照一定的规律转换成可用输出信号的器件或装置,通常由敏感元件和转换元件组成,其中敏感元件是指传感器中能直接感受或响应被测量(输入量)的部分;转换元件是指传感器中能将敏感元件感受的或响应的被探测量转换成适于传输和(或)测量的电信号的部分。有的半导体敏感元器件可以直接输出电信号,本身就构成传感器。
敏感元器件就其感知外界信息的原理来讲,可分为:① 物理类,基于力、热、光、电、磁和声等物理效应;② 化学类,基于化学反应的原理;③ 生物类,基于酶、抗体、和激素等分子识别功能。通常据其基本感知功能又可分为热敏元件、光敏元件、气敏元件、力敏元件等十大类。
温度传感器主要由热敏元件组成。热敏元件常见的有铜热电阻、热电偶和半导体热敏电阻等。以半导体热敏电阻为探测元件的温度传感器应用广泛,这是因为在元件允许工作条件范围内,半导体热敏电阻器具有体积小、灵敏度高、精度高的特点,而且制造工艺简单、价格低廉(水货也多!)。
一、热敏电阻的温度特性
热敏电阻按温度特性可分为两类:随温度上升电阻增加的为正温度系数(PTC)热敏电阻,反之为负温度系数(NTC)热敏电阻。负温度系数热敏电阻是以氧化锰、氧化钴、氧化铝等金属氧化物为主要原料,采用陶瓷工艺制造而成。这些金属氧化物材料都具有半导体性质,类似于锗、硅晶体材料,体内的载流子(电子和空穴)数目少,电阻较高;温度升高,体内载流子数目增加,自然电阻值降低。负温度系数热敏电阻类型很多,使用范围分低温(-60~300℃)、中温(300~600℃)、高温(600℃)三种,有灵敏度高、稳定性好、响应快、寿命长、价格低等优点,广泛应用于冰箱、空调、温室等需要定点测温的温控电路中。
图1.1为常见的MF11补偿型NTC系列热敏电阻器,在室温时的标称电阻值为2.,实际上总有一定误差,应在5?内,工作温度为5?1?它随温度变化一般比PTC热敏电阻器易观察,电阻值连续下降明显。 25C?%之7kΩ5C?~25C?
理论分析表明,MF11型热敏电阻器的电阻-温度特性具有如下函数关系, 图1.1 MF11型系列
1
11298.1525nBTtRRe??????? (1.1)
式中,开尔文温度,为t摄氏度时热敏电阻的阻值,为()室温时热敏电阻的阻值,为热敏电阻材料常数。方程273.15Tt??nBtR25R25C?298.15K(1.1)式可简化为下列e指数关系,
/nBTtRRe??, ??25exp/298.15nRRB??? (1.2)
方程(1.2)式清楚地显示,热敏电阻随温度的变化呈典型的非线性关系,不过,我们可以将(1.3)式作线性化变换,即方程两边同时取自然对数得到,
lnln/tnRRB? ?? (1.3)
令YR,,aR,lnt?1/XT?ln??nbB?,则有如下线性关系,
YabX?? (1.4)
于是,我们可以将获得的一组{tR}数据转化为{}数据,这样更有利于从直观的物理图像上检验测量结果的准确性,如图1.2和1.3所示: ,t,XY
通常,测温仪器总是采用线性标度对检测的温度进行定标设计,以方便操作和使用,然而,上述数学处理丝毫不能改变热敏电阻的非线性温度特性,因此,我们必须对温度-电压变换电路进行设计和参数调试,以期使输出电压信号尽可能与热敏电阻所检测的环境温度呈线性关系。
二、温度-电压变换电路原理及参数设计
温度—电压变换电路原理图如图1.4所示,它是由含热敏元件的桥式输入电路及差分运放电路组成。
图1.4 温度电压变换电路原理图
R1
R2
Rs1
Rf 1
Va
Rt
R3
Rs2
Rf 2
Vt
Es1
Es2
RG1
RG2
Rf
Rs
Rs
Rf
Vt
图1.2 R - T 类e指数衰减曲线 图1.3 LnR - 1/T 近似直线 0.00.51.01.52.02.53.029030031032
您可能关注的文档
- 溫州勘察测绘研究院(施工组织设计).doc
- 溫州医学院影像学复习题.doc
- 溫州医学院精神科护理学复习重点.doc
- 溫州医学院附属第一医院医学科学研究所2005技术操作规范.doc
- 溫州医科大学职业规划比赛评分标准.doc
- 溫州医科大学音乐鉴赏选修课作业.doc
- 溫州发展现代物流的优势与劣势分析22.doc
- 溫州台风的防治防灾.doc
- 溫州地区110kV上汇等5个输变电工程环境影响报告表.doc
- 溫州地区110kV中塘,桥头2个输变电工程.doc
- 教科版(2017秋)科学二年级上册2.6 做一顶帽子 教学设计.docx
- 河北高频考点专训四 质量守恒定律的应用教学设计---2024-2025学年九年级化学人教版(2024)上册.docx
- 大单元教学【核心素养目标】6.3 24时计时法教学设计 人教版三年级下册.docx
- 河南省商城县李集中学2023-2024学年下学期九年级历史中考模拟八(讲评教学设计).docx
- 第18章 第25课时 正方形的性质2023-2024学年八年级下册数学课时分层作业教学设计( 人教版).docx
- Module 8 模块测试 教学设计 2024-2025学年英语外研版八年级上册.docx
- 2024-2025学年小学数学五年级下册浙教版教学设计合集.docx
- 2024-2025学年小学劳动四年级下册人民版《劳动》(2022)教学设计合集.docx
- 2024-2025学年小学数学三年级上册冀教版(2024)教学设计合集.docx
- 2024-2025学年高中生物学必修1《分子与细胞》人教版教学设计合集.docx
文档评论(0)