5.12温度传感器的温度特性研究与应用.pdfVIP

292 大学物理实验（第二版） 5.12 温度传感器的温度特性研究与应用 温度是一个重要的热学物理量，它和我们的生活环境密切相关。在科研及生产过程 中，温度的变化对实验及生产的影响也是至关重要的，因此温度传感器的应用十分广泛。 【实验目的】 1）测量铂电阻Pt100 、铜电阻Cu50、PN 结、LM35、AD590 、正温度系数 （PTC ） 热敏电阻、负温度系数 （NTC ）热敏电阻、热电偶8 种典型温度传感器的温度特性。 2 ）了解温度传感器的原理与应用，学会用温度传感器组装数字式温度测量仪表。 3 ）用几种常用的温度传感器组装温度测量仪表（显示）与温度控制装置（可控 加热）。 【实验器材】 FB716- Ⅰ型物理设计性 （热学）实验装置 （1 套）、直流电源。 【实验原理】 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、测温范围和特点如表5-12-1 所示。本实验通过测量几种常用的温度传感 器的特征物理量随温度的变化情况，来了解这些温度传感器的工作原理。 表5-12-1 常用的温度传感器的类型、测量范围和特点 / 类型 传感器 测温范围 ℃ 特点 铂电阻 -200～+650 铜电阻 -50～+ 150 准确度高、测量范围大 热电阻 镍电阻 -60～+ 180 半导体热敏电阻 -50～+ 150 电阻率大、温度系数大、线性差、一致性差 S 0 + 1300 铂铑-铂铑 （） ～ B 0 + 1600 铂铑-铂铑（ ） ～ 用于高温测量、低温测量两大类，必须有恒温参考点（如 热电偶 K 0 + 1000 镍铬-镍硅（ ） ～ 冰点） E 20 +750 镍铬-康铜（ ） - ～ J 40 +600 铁-康铜（ ） - ～ PN 结温度传感器 -50～+ 150 体积小、灵敏度高、线性好、一致性差 其他 IC 温度传感器 -50～+ 150 线性度好、一致性好 1．Pt100 铂电阻温度传感器 Pt100 铂电阻是一种利用铂金属导体电阻随温度变化的特性制成的温度传感器。铂 的物理性质、化学性质都非常稳定，抗氧化能力强，复制性好，容易批量生产，而且电 第5 章 设计与研究性实验 293 阻率较高。因此铂电阻大多用于工业检测中的精密测温，也作为温度标准。铂电阻显著 的缺点是高质量的铂电阻价格十分昂贵，并且温度系数偏小。由于其对磁场的敏感性， 所以会受电磁场的干扰。按IEC 751—1983 标准，铂电阻的测温范围为-200 ℃～+650℃， 每百度电阻比W(100)=1.3850 。当R =100 时，称为 Pt100 铂电阻；当R =10 时，称 0 0