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温度计的设计和制作5-

06级数学系p蔡园青4月27号

实验仪器：热敏电阻、待焊接的电路板、微安表、电阻器、烙铁、

电阻箱、电池、多档开关、导线、多用表、恒温水浴等。

实验原理：

温度计就是利用的电阻值随温度急剧变化的

特性而制作的，以热敏电阻为传感器，通过测量其电阻值

来确定温度的仪器。这种测量方法为非电量的电测法，它可以将

各种非电量，如长度、位移、应力、应变、温度、光强等转变成

电学量，如电阻、电压、电流、电感和电容等，然后用电学仪器

来进量。

由于金属氧化物的电阻值对温度的反应很灵敏，因此

可以作为温敏传感器。

为实现非电量的电测法，采用电学仪器来测量热敏电阻的阻

值，还需要了解热敏电阻的伏安特性。由图3.5.3-1可知，在V-

I曲线的起始部分，曲线接近线性，这是因为电流小时在热敏电

阻上消耗的功率不足以显著地改变热敏电阻的温度，因而符合欧

姆定律。此时，热敏电阻的阻值主要与外界温度有关，电流的影

响可以忽略不计。

温度计测温电路的原理图如图3.5.3-2所示（参

考），图中Ｇ是微安计，R为热敏电阻，当电桥平衡时，表的指示

T

RR

13

必为零，此时应满足条件=，若取R=R，则R的数值即为

123

RR

2T

R的数值。平衡后，若电桥某一臂的电阻又发生改变（如R），则

TT

平衡将受到破坏，微安计中将有电流流过，若电桥电压，微安计

内阻R，电桥各臂电阻R、R、R已定，就可以根据微安计的读

G123

数I的大小计算出R的大小来。也就是说，微安计中的电流的

GT

大小直接反映了热敏电阻的阻值的大小，因此就可以利用这种

“非平衡电桥”的电路原理来实现对温度的测量。

由上述可知，可由E、R、R、R确定I和R的关系，如何

G1G2GT

选定E和R、R、R呢？由电桥原理可知：当热敏电阻的阻值在

123

测温量程的下限R时，要求微安计的读数为零（即I=0），此时

T1G

电桥处于平衡状态，满足平衡条件。若取R=R，则R=R，即R

12