热电阻测温特性实验(精)
实验四 热电阻测温特性实验
实验四热电阻测温特性实验（请先仔细阅读温控仪操作说明）一、实验目的：了解热电阻的测温原理与特性。
二、基本原理：热电阻用于测温时利用了导体电阻率随温度变化这一特性，对于热电阻要求其材料电阻温度系数大，稳定性好、电阻率高，电阻与温度之间最好有线性关系。
常用的有铂电阻和铜电阻，热电阻Rt与温度t的关系为：R t=R0(1+A t+B t2)本实验采用的是Pt100铂电阻，它的R0=100Ω，A t=3.9684×10-2/℃，B t=5.847×10-7/℃2，铂电阻采用三线连接法，其中一端接二根引线主要为了消除引线电阻对测量的影响。
三、仪器设备：K型热电偶、Pt100铂热电阻、温度控制仪、温度传感器实验模板。
四、实验步骤：图4-1 Pt100热电阻测温接线图1、按图4-1接线，将Pt100铂电阻的三根线分别接入温度实验模板上“Rt”输入端的a、b 点，用万用表欧姆档测量Pt100三根线，其中短接的二根线接b点，另一端接a点。
这样Pt100与R3、R1、Rw1、R4组成一直流电桥，它是一种单臂电桥。
Rw1滑动端与R6相接，Pt100的b点接R5。
2、按下模块上的电源按钮，将R5、R6端同时接地，接上电压表（2V档），调节Rw3，使V02=0V。
3、恢复图4-1连接，调节Rw1再次使V02=0V（此时电桥平衡，即桥路输出端b和RW1滑动端之间在室温下输出电压为零）。
4、将热电偶插到温控仪两个传感器插孔中任意一个插孔中，（K型、E型已装在一个护套内），K型热电偶的自由端接到温控仪面板上的EK端，用它作为标准传感器，配合温控仪用于设定温度，注意识别K型、E型引线标记及正极、负极不要接错。
5、将Pt100插入温度控制器的另一传感器插孔中，设定温控仪温度值为50℃，当温度稳定50℃时，记录下电压表读数，重新设定温度值为50℃+n·Δt，建议Δt=5℃，n=1……10，每隔1n读出数显表指示的电压值与温度表指示的温度值，并将结果填入下表4-1。
PT100温度测量试验
内燃机测试技术试验实验PT100热电阻温度测量试验实验学时：2实验类型：基础型实验对象：本科生一．实验目的：1.了解热电阻温度测量基本原理。
2.了解PT100热电阻温度特性。
3.掌握PT100热电阻恒流温度测量电路实现和关键参数计算。
二．实验原理及设备说明1.热电阻温度测量基本原理热电阻是中低温区最常用的一种温度检测器。
它的主要特点是测量精度高，性能稳定。
其中铂热电阻的测量精确度是最高的，它不仅广泛应用于工业测温，而且被制成标准的基准仪。
金属热电阻的感温元件有石英套管十字骨架结构，麻花骨架结构得杆式结构等。
金属热电阻常用的感温材料种类较多，最常用的是铂丝。
工业测量用金属热电阻材料除铂丝外，还有铜、镍、铁、铁—镍、钨、银等。
薄膜热电阻是利用电子阴极溅射的方法制造，可实现工业化大批量生产。
其中骨架用陶瓷，引线采用铂钯合金。
热电阻材料热电阻测温是基于金属导体的电阻值随温度的增加而增加这一特性来进行温度测量的。
热电阻大都由纯金属材料制成，目前应用最多的是铂和铜，此外，现在已开始采用镍、锰和铑等材料制造热电阻。
金属热电阻的电阻值和温度一般可以用以下的近似关系式表示，即Rt=Rt0[1+α（t-t0）]式中，Rt为温度t时的阻值；Rt0为温度t0（通常t0=0℃）时对应电阻值；α为温度系数。
半导体热敏电阻的阻值和温度关系为Rt=AeB/t式中Rt为温度为t时的阻值；A、B取决于半导体材料的结构的常数。
相比较而言，热敏电阻的温度系数更大，常温下的电阻值更高（通常在数千欧以上），但互换性较差，非线性严重，测温范围只有-50~300℃左右，大量用于家电和汽车用温度检测和控制。
金属热电阻一般适用于-200~500℃范围内的温度测量，其特点是测量准确、稳定性好、性能可靠，在程控制中的应用极其广泛。
工业上常用金属热电阻从电阻随温度的变化来看，大部分金属导体都有这个性质，但并不是都能用作测温热电阻，作为热电阻的金属材料一般要求：尽可能大而且稳定的温度系数、电阻率要大（在同样灵敏度下减小传感器的尺寸）、在使用的温度范围内具有稳定的化学物理性能、材料的复制性好、电阻值随温度变化要有间值函数关系（最好呈线性关系）。
Pt100铂电阻测温特性实验.
实验三十Pt100铂电阻测温特性实验一、实验目的：在实验二十九的基础上了解P t100热电阻—电压转换方法及P t100热电阻测温特性与应用。
二、基本原理：利用导体电阻随温度变化的特性，可以制成热电阻，要求其材料电阻温度系数大，稳定性好，电阻率高，电阻与温度之间最好有线性关系。
常用的热电阻有铂电阻(500℃以内)和铜电阻(150℃以内)。
铂电阻是将0.05～0.07ｍｍ的铂丝绕在线圈骨架上封装在玻璃或陶瓷内构成，图30—1是铂热电阻的结构。
在0～500℃以内，它的电阻R t与温度t的关系为：R t=R o(1+At+Bt2)，式中： R o系温度为0℃时的电阻图30—1铂热电阻的结构值(本实验的铂电阻R o＝100Ω)。
A＝3.9684×10－3／℃，B＝－5.847×10－7／℃2。
铂电阻一般是三线制，其中一端接一根引线另一端接二根引线，主要为远距离测量消除引线电阻对桥臂的影响(近距离可用二线制，导线电阻忽略不计)。
实际测量时将铂电阻随温度变化的阻值通过电桥转换成电压的变化量输出，再经放大器放大后直接用电压表显示，如图30—2所示。
图30—2热电阻信号转换原理图图中△V=V1-V2；V1=［R3/(R3+R t)］V c；V2=［R4/(R4+R1+R W1)］V c；-V2=｛［R3/(R3+R t)］－［R4/(R4+R1+R W1)］｝V c；△V=V1所以Vo=K△V= K｛［R3/(R3+R t)］－［R4/(R4+R1+R W1)］｝V c。
式中R t随温度的变化而变化，其它参数都是常量，所以放大器的输出Vo与温度(R t)有一一对应关系，通过测量Vo可计算出R t：Rt=R3［K(R1+R W1)V c-(R4+R1+R W1)V o］／［KV c R4+(R4+R1+R W1)V o］。
P t100热电阻一般应用在冶金、化工行业及需要温度测量控制的设备上，适用于测量、控制＜600℃的温度。
PT100铂热电阻测温实验
PT100铂热电阻测温实验PT100铂热电阻测温实验一、实验目的1.了解PT100铂热电阻的测温原理；2.掌握PT100铂热电阻的测温方法；3.学会使用数据采集仪进行温度测量。
二、实验原理PT100铂热电阻是一种利用铂金电阻随温度变化的特性来测量温度的传感器。
其基本原理是：在0℃时，PT100铂热电阻的阻值为100Ω，随着温度的升高，其阻值按一定规律增加。
通过测量PT100铂热电阻的阻值，可以推算出相应的温度值。
PT100铂热电阻的阻值与温度之间的关系可以用斯特曼方程表示：R(T) = R0(1 + AT + BT^2 + CT^3(1 - T0))其中，R(T)为温度T时的阻值，R0为0℃时的阻值，A、B、C为斯特曼系数，T0为参考温度（通常为0℃）。
在本实验中，我们只需要知道R0和A的值即可进行温度测量。
根据国际电工委员会（IEC）标准，PT100铂热电阻的R0为100Ω，A 为3.9083×10^-3℃。
三、实验步骤1.将PT100铂热电阻接入数据采集仪的输入通道；2.打开数据采集仪软件，设置采样率和采样时间；3.将数据采集仪与计算机连接，启动数据采集软件；4.将PT100铂热电阻放入恒温槽中，设置恒温槽的温度；5.等待恒温槽温度稳定后，记录数据采集仪显示的温度值；6.重复步骤4和5，改变恒温槽的温度，记录多个温度值；7.将实验数据整理成表格，进行分析和处理。
四、实验结果与分析实验数据如下表所示：根据实验数据，我们可以得出以下结论：1.PT100铂热电阻的测温精度较高，相对误差在±0.5%以内；2.随着温度的升高，PT100铂热电阻的阻值逐渐增大，与斯特曼方程的描述相符；3.数据采集仪能够准确地采集PT100铂热电阻的温度信号，并将其转换为数字量输出。
五、实验总结与体会通过本次实验，我们了解了PT100铂热电阻的测温原理和方法，并掌握了使用数据采集仪进行温度测量的技能。
热电阻实验报告
现代测控系统集成设计报告——热电阻型测温系统的集成设计与实现姓名：赵明学号：3112079008班级：硕2022专业：测试计量技术与仪器报告日期：2012年12月23日目录设计要求 (1)一、系统总体框架设计 (2)二、系统的详细设计 (2)1、Pt100热电阻 (2)2、调理电路 (3)3、数据采集系统 (5)4、PC显示 (5)5、系统各环节参数设计 (5)6、各软件模块的设计 (6)（1）电压采集、电阻与温度转换 (6)（2）PT100热电阻一阶阶跃响应特性的数据采集与显示 (7)（3）一阶系统时间常数τ的测量 (8)（4）用数字滤波法对一阶系统频带进行扩展 (9)三、系统的测试 (11)1、测温仪的功能测试 (11)2、一阶阶跃响应及时间常数τ的测量 (12)3、用数字滤波器实现频带扩展 (13)四、实验中产生的误差的原因及解决方法 (15)1、测温仪的误差 (15)2、一阶系统阶跃响应曲线误差 (15)设计要求设计热电阻型测温系统(包括2部分：Pt100热电阻和测温仪)1．设计测温仪：要求：（1）与Pt100热电阻配用（用一电阻箱模拟热电阻的输出值）；（2）测温仪的测温范围不小于0～200℃，有效分辨力为0.2℃（3）具有虚拟面板，其功能如下：输出显示类控件主显参量：被测温度值，最低有效位数为0.1℃副显参量：热电阻的电阻值、热电阻两端的电压值输入控制类控件按钮控件：信号采集停止2．组建测温系统：要求：（1）硬件设计：连接Pt100热电阻和测温仪构成测温系统（2）软件设计：计算该测温系统的时间常数τ值（3）具有虚拟面板，其功能如下：（在测温仪面板的基础上）输出显示类控件测温系统的时间常数τ值；波形显示该测温系统（一阶系统）的阶跃响应曲线 。
输入控制类控件按钮控件：按下此键，仪器开始对Pt100热电阻传感器R T 两端信号进行数据采集。
数字控件1：采样间隔设置数字控件2：“初始点数”，观察采样波形，输入波形正常后（即去掉畸形采样点）的起始点序数测温仪——与Pt100热电阻配用Pt100热电阻测温系统结构框图统接线等情况，然后根据规范与规程规定，制定设备调试高中资料试一、系统总体框架设计一个完整测量系统由传感器、调理电路、A/D 转换和计算机组成，对于热电阻型测温系统来说，该系统由Pt100热电阻、调理电路、数据采集和计算机构成。
温度检测试验试验指导
实验1 铂热电阻温度特性测试一、实验目的：了解铂热电阻的特性与应用。
二、实验仪器：智能调节仪、PT100（2只）、温度源、温度传感器实验模块。
三、实验原理：利用导体电阻随温度变化的特性，热电阻用于测量时，要求其材料电阻温度系数大，稳定性好，电阻率高，电阻与温度之间最好有线性关系。
当温度变化时，感温元件的电阻值随温度而变化，这样就可将变化的电阻值通过测量电路转换电信号，即可得到被测温度。
四、实验内容与步骤1．学会用智能调节仪来控制温度：1)在控制台上的“智能调节仪”单元中“输入”选择“Pt100”，并按图1-1接线。
将“+24V输出”经智能调节仪“继电器输出”，接加热器风扇电源，打开调节仪电源。
图1-1 智能调节仪温度控制接线图2)按键，进入智能调节仪设置菜单，仪表靠上的窗口显示“”，靠下窗口显示待设置的设定值。
按“”可改变小数点位置，按或键可修改靠下窗口的设定值。
再按回到初始状态。
2．调节智能调节仪，将温度控制在500C，在另一个温度传感器插孔中插入另一只铂热电阻温度传感器PT100。
3．将±15V直流稳压电源接至温度传感器实验模块。
温度传感器实验模块的输出Uo2接实验台直流电压表。
4．将温度传感器模块上差动放大器的输入端Ui短接，调节电位器Rw4使直流电压表显示为零。
5按图2-2并将PT100的3根引线插入温度传感器实验模块中Rt两端（其中颜色相同的两个接线端是短路的）。
图2-2 铂热电阻测试5．拿掉短路线，将R6两端接到差动放大器的输入Ui，记下模块输出Uo2的电压值。
6．改变温度源的温度每隔50C记下Uo2的输出值。
直到温度升至1200C。
并将实验结果填入下表。
三、实验报告根据表1实验数据，作出U O2-T曲线，分析PT100的温度特性曲线，计算其非线性误差。
实验2 K型热电偶测温实验一、实验目的：了解K型热电偶的特性与应用二、实验仪器：智能调节仪、PT100、K型热电偶、温度源、温度传感器实验模块。
Cu50铜热电阻测温特性实验
Cu50铜热电阻测温特性实验一、实验目的：了解铜电阻测温原理与应用。
二、基本原理：铜电阻测温原理与铂电阻一样，利用导体电阻随温度变化的特性。
常用铜电阻Cu50在-50～+150℃以内，电阻Rt与温度t的关系为： R t=Ro(1+αt) 式中：Ro系温度为0℃时的电阻值(Cu50在0℃时的电阻值为Ro＝50Ω)。
α是电阻温度系数，α＝4.25～4.28×10-3／℃。
铜电阻是用直径为0.1mm的绝缘铜丝绕在绝缘骨架上，再用树脂保护。
铜电阻的优点是线性好、价格低、α值大，但易氧化，氧化后线性度变差。
所以铜电阻检测较低的温。
铜电阻与铂电阻测温接线方法相同，一般也是三线制。
三、需用器件与单元：主机箱中的智能调节器单元、电压表、转速调节0～24V电源、±15V直流稳压电源、±2V～±10V（步进可调）直流稳压电源；温度源、P t100热电阻(温度控制传感器)、Cu50热电阻(实验传感器)、温度传感器实验模板；压力传感器实验模板(作1位数显万用表（自备）。
为直流mV信号发生器)、42四、实验步骤：将实验三十中的实验温度传感器P t100铂电阻换成Cu50铜电阻，在温度传感器实验模板的桥路电阻R1两端并联一根100Ω的专用连线，实验温度范围为室温～150℃。
具体实验接线、实验方法和步骤与实验三十相同(注意2点：1、实验温度传感器P t100铂电阻换成Cu50铜电阻；2、在温度传感器实验模板的桥路电阻R1两端并联一根100Ω的专用连线)。
将实验数据填写到表31。
表31 Cu50铜热电阻测温实验数据7、表31中的R t数据值根据V o、V c值计算：Rt=R3［K(R1+R W1)V c-(R4+R1+R W1)V o］／［KV c R4+(R4+R1+R W1)V o］。
式中：Ｋ=10；R3=5000Ω；R4=5000Ω；R1+R W1=50Ω；V c =4V；V o为测量值。
热电阻特性实验报告
一、实验目的1. 了解热电阻的基本原理和测温原理。
2. 学习使用惠斯通电桥测量热电阻的电阻值。
3. 掌握热电阻的温度特性曲线测量方法。
4. 分析热电阻的温度系数及其影响因素。
二、实验原理热电阻是一种温度敏感元件，其电阻值随温度变化而变化。
根据温度系数的不同，热电阻可分为正温度系数热敏电阻（PTC）和负温度系数热敏电阻（NTC）。
本实验主要研究NTC热电阻的特性。
热电阻的电阻值与温度之间的关系可以用以下公式表示：\[ R(T) = R_0 \cdot e^{\beta \cdot (1/T - 1/T_0)} \]其中，\( R(T) \) 为温度为 \( T \) 时的电阻值，\( R_0 \) 为参考温度\( T_0 \) 时的电阻值，\( \beta \) 为温度系数。
实验中，我们通过改变环境温度，测量不同温度下的热电阻电阻值，并绘制温度-电阻曲线，从而分析热电阻的温度特性。
三、实验仪器与材料1. 热电阻（NTC）2. 惠斯通电桥3. 直流稳压电源4. 温度计5. 导线6. 数据采集器四、实验步骤1. 将热电阻接入惠斯通电桥的测量电路中。
2. 调节直流稳压电源，使电路中的电流稳定。
3. 读取温度计的温度值，并记录。
4. 读取电桥的输出电压值，并记录。
5. 根据输出电压值，计算热电阻的电阻值。
6. 改变环境温度，重复步骤3-5，得到一系列温度-电阻数据。
7. 绘制温度-电阻曲线。
五、实验结果与分析根据实验数据，绘制了温度-电阻曲线，如图1所示。
图1 温度-电阻曲线从图1可以看出，热电阻的电阻值随温度升高而降低，符合NTC热电阻的特性。
在实验温度范围内，热电阻的温度系数约为 \( \beta = -0.005 \)。
此外，我们还分析了以下影响因素：1. 温度范围：实验结果表明，在-20℃至80℃的温度范围内，热电阻的温度特性较为稳定。
2. 环境温度：环境温度的变化会影响热电阻的测量精度，因此在实验过程中应尽量保持环境温度稳定。
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热电阻测温特性实验
一、实验目的：了解热电阻的特性与应用。
二、基本原理：利用导体电阻随温度变化的特性，热电阻用于测量时，要求其材料电阻温度系数大，稳定性好，电阻率高，电阻与温度之间最好有线性关系。
常用铂电阻和铜电阻在0-630.74℃以内，电阻Rt与温度t的关系为：
R t=R0(1+A t+B t2)
R0系温度为0℃时的电阻。
本实验R0=100℃，A t=3.9684×10-2/℃，B t=-5.847
×10-7/℃2，铂电阻现是三线连接，其中一端接二根引线主要为消除引线电阻对
测量的影响。
三、需用器件与单元：加热源、K型热电偶（红+，黑-）、P t100热电阻、温度控制单元、温度传感器实验模板、数显单元、万用表。
四、实验步骤：
1、注意：首先根据实验台型号，仔细阅读“温控仪表操作说”，学会基本参
数设定。
2、将热电偶插入台面三源板加热源的一个传感器安置孔中。
将Ｋ型热电偶自由端引线插入主控面板上的热电偶EＫ插孔中，红线为正极，黑色为负极，注意热电偶护套中已安置了二支热电偶，Ｋ型和E型，它们热电势值不同，从热电偶分度表中可以判别Ｋ型和Ｅ型（Ｅ型热电势大）热电偶。
E型（蓝+，绿-）；k型（红+，黑-）
3、将加热器的220V电源插头插入主控箱面板上的220V控制电源插座上。
4、将主控箱的风扇源(24V)与三源板的冷风扇对应相连，电机转速电压旋至最大。
5、将P t100铂电阻三根线引入“R t”输入的a、b上：用万用表欧姆档测出
P t100三根线中其中短接的二根线（蓝，黑）接b端。
这样R t与R3、R1、R w1、
R4组成直流电桥，是一种单臂电桥工作形式。
R w1中心活动点与R6相接，见图
11-5。
图11-5 热电阻测温特性实验
3、在端点a与地之间加直流源2V，合上主控箱电源开关，调R w1使电桥平衡，即桥路输出端b和中心活动点之间在室温下输出为零。
4、加±15V模块电源，调R w3使V02=0，接上数显单元，拨2V电压显示档，使数显为零。
5、设定温度值50℃将PT100探头插入加热源另一个插孔中开启加热开关，待温度控制在50℃，时记录下电压表读数值，重新设定温度值为50℃+n·Δt，建议Δt=5℃，n=1……10，每隔1n读出数显表输出电压与温度值，将结果填入下表11-2。
6、根据表11-2值计算其非线性误差。
五、思考题：
如何根据测温范围和精度要求选用热电阻？。