温度传感器的温度特性测量及应用资料
温度传感器特性研究实验报告
7.PN结温度传感器首先按照电路连接线路
8.观察温度当温度达到要测量的温度的时候迅速记下此时的电压
实验数据记录（注意：单位、有效数字、列表）
温度（℃）
直流电桥法测量Pt100铂电阻的温度特性/电阻（Ω）
用恒电流法测量NTC热敏电阻的温度特性/电阻（Ω）
2、恒流源法测量NTC1K热敏电阻温度特性实验结果：
U=-2.958T+607.2
R^2=-0.99966
3、PN结温度传感器温度特性=-0.99966
（写出曲线方程、相关系数）
实验思考与建议
铂电阻中的金属材料为什么要选用铂，像镍、铜一类的
材料行得通吗？铂电阻有什么优点？
并对此时的电阻值进行记录恒电流法测量热电阻将ntc热敏电阻插入热井中并重新连接电路观察温度当温度达到要测量的温度的时候迅速记下此时的电压7pn结温度传感器首先按照电路连接线路观察温度当温度达到要测量的温度的时候迅速记下此时的电压实验数据记录注意
沈阳城市学院
物理实验报告
实验目的
1、学习用恒电流法和直流电桥法测量热电阻；
实验内容及步骤
1.在直流电桥法测量热电阻中首先将pt棒插入加热井中
2.然后连接电路将电阻、电源插入到对应的插口中
3.各个线路插好后，观察温度，温度如果比需要温度高的话，调节温度直到温度小于实际温度。
4.观察电压，调节变阻器使得电压为0并对此时的电阻值进行记录
5.恒电流法测量热电阻将NTC热敏电阻插入热井中并重新连接电路
2、测量铂电阻和热敏电阻温度传感器的温度特性；
3、测量电压型、电流型和PN结温度传感器的温度特性(选作)；
实验仪器
温度传感器的特性及应用
1
GND
4 LM358AN 6
Vo
GND
R1
47k
五、注意事项
1. 实验中要小心操作，避免人身和仪器受损。从设计者和使用者的双重角度细心 观察仪器，以利于今后的学习和课题研究、设计任务；
2. 发现异常情况应立即切断电源，并及时报告老师；
3. 标准温度测量可以将万用表调整到温度测量档，并直接读数；
4. 测量时应注意控制温度缓慢增加，并在每个测量点上多停留一些时间，待作为 标准温度测量仪的万用表读数稳定后，再将其切换到电压档，读出相应的电压 值。
2. 假如希望NTC热敏电阻两端的电压与热敏的电阻成 正比，应当如何修改电路。
3. 根据测得的数据计算出测量所用PN结在温度每变化 1C时实际的电压变化值(放大器的增益约为4.7)。
4. 评价和比较PN结与NTC热敏电阻测温电路的特点和 异同。
5. 分析一下两种测温电路的误差来源。 6. 如果要在图2中电路的基础上制作一个0~100C的温
NTC热敏电阻
-
+
IN4148二极管
设备、器件介绍
半导体致冷片
+
侧面
-
正面
三、实验准备
1. 半导体致冷片的连接： （1）稳流：将稳压/稳流电源的一组电源调节到稳流输出状态，并使之处 于电流最小的位置。然后关闭电源； （2）极性：将半导体致冷片二根引线中的红色线接稳压电源的正极，黑 色线接负极； （3）试验：经检查无误后，开启稳压/稳流电源，并缓慢调节输出电流至 100mA左右，用手接触半导体致冷片的两面(冷端和热端)，体验致冷片两 面的温差，并据此确认致冷片冷端和热端。调节稳压/稳流电源的输出电 流(最大允许到2A)，感觉温差的变化； （4）复位：减小稳压/稳流电源的输出电流至0，切断电源，让致冷片恢 复常温，准备后面的实验。
温度传感器特性研究--实验报告
沈阳城市学院物理实验报告实验题目温度传感器特性研究姓名学号专业班级实验室号实验成绩指导教师实验时间年月日物理实验室制请认真填写实验原理（注意：原理图、测试公式）一、直流电桥法测Pt100铂电阻温度特性直流电桥的原理图如图，根据直流电桥的基本 原理有：312t R R R R =，因为R1=R2，所以R3=Rt ，Rt 即为铂电阻。
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，在0～100℃范围内Rt 的表达式可近似线性为：01(1)t R R A t =+ 。
二、恒流源法测NTC 热敏电阻温度特性恒流源法电路原理图如图，根据串联电路原理11R RtO Rt t U U R I U R ==，Rt 即为热敏电阻。
热敏电阻是利用半导体电阻阻值随温度变化的特性来测量温度的，在一定的温度范围内（小于450℃）热敏电阻的电阻Rt 与温度T 之间有如下关系：)11(00T T B T eR R -=三、PN 结温度传感器特性PN 结温度传感器实验电路如图，PN 结的正向电压U 和温度t 近似满足下列线性关系U=Kt+Ugo 式中Ugo 为半导体材料参数，K 为PN 结的结电压温度系数。
请认真填写请在两周内完成，交教师批阅附录110115120125130135电阻/Ω温度/℃直流电桥法测Pt100铂电阻的温度特性图100200300400500600700800900电阻/Ω温度/℃电压/m V温度/℃。
实验1.4温度传感器温度特性的测量[1]
![实验1.4温度传感器温度特性的测量[1]](https://img.taocdn.com/s3/m/dd7f4c3dcaaedd3382c4d35c.png)
智能型致冷/加热温度控制仪
1
直流稳压稳流电源
1
数字万用表
1
LCR Meter
1
温度传感器
8
导线
若干
[ 原理概述 ] 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、测温范围和特点请翻阅教材的§6.2 节-温度计。本实验将通过测量几种
常用的温度传感器的特征物理量随温度的变化，来学习这些传感器的工作原理。
实验 1.4 温度传感器温度特性的测量
2. 数据处理 （1）作 Cu50 的 RCu ~t(℃)关系曲线并拟合求出电阻温度系数 A。要求写出最小二 乘法拟合的中间过程，而不是用数据处理软件直接得出结果。
中山大学理工学院物理实验教学中心编制
Page学《基础物理实验（I）》课程报告模板
中山大学《基础物理实验（I）》课程报告模板
3． 传感器测量设备
实验 1.4 温度传感器温度特性的测量
图 1.4. 5 JK-31 型直流稳压稳流电源
图 1.4. 6 DM3051 型数字万用表
图 1.4. 7 TH2811D 型 LCR Meter 直流稳压稳流电源提供了三组电源，一个是 0-30V 连续可调的稳压电源，一个是 0-250mA 连续 可调的稳流电源，第三个为集成电路工作电源，输出电压为±(3.3,5,8,12,15)V。DM3051 数字万用表 的使用方法请查阅教材的第 4-15 页，TH2811D 型 LCR Meter 的使用方法请查阅第 4-24 页。
EX =f (t) f (t0 )
（5）
EX 仅与两种导体的材料和两接点处的温度有关，而与导体的粗细、长短及两种导体的
接触面积无关。 EX 和两接点的温度差 t (t t0 ) 一般是非线性的，但温差不大时，可
温度传感器介绍及应用
2.1热电势式温度传感器
2.1.1 工作原理
热电效应： 两种不同的导体两端接触构成闭合回路，当 两接点温度不等（T＞T0）时,回路中就会产生电动势,从 而形成热电流。
热电势
热电势 热电偶回路中产生的电势 热电势分成两部分： 接触电势和温差电势
热电偶
接触电势
不同到时接触时，由于自由 电子密度不同，电子会从密 度大的金属扩散到密度小的 金属，从而形成内建电场， 产生电动势
2.1.5 热电偶的结构、种类及特性
热电偶的结构: 装配式热电偶 铠装热电偶
装配热电偶
装配简单，抗振性能好，机械强度高，耐压性能好， 测温范围大，0℃-1800℃
铠装热电偶
铠装热电偶具有能弯曲、耐高温、热响应时间快和坚 固耐用等许多优点，测温范围：0℃～1100℃
热电偶的种类
S分度号的特点：抗氧化性能强，宜 在氧化性、惰性气氛中连续使用，长 期使用温度1400℃，短期1600℃。在 所有热电偶中，S分度号的精确度等 级最高，通常用作标准热电偶
2、分类及特性
NTC：负电阻温度系数热敏电阻 PTC：正电阻温度系数热敏电阻 CTR：临界温度电阻
NTC的温度特性：
1 1 Rt R0 exp B T T0
Rt、R0 ——分别为T和T0时的热敏电阻值； B——材料常数，2000～6000K，与材料本身性质和温度有关 T——被测温度（K）。
大多数金属导体的电阻随温度而变化关系：
Rt=R0［1+α(t-t0)］ 式中：Rt, R0——分别为热电阻在t ℃和t0 ℃时的电阻值； α——热电阻的电阻温度系数（1／℃）； t——被测温度（℃）。
温度传感器的温度特性研究与应用
温度传感器的基本特性与应用研究班级：机械一班 姓名：汪浩奇；钟嘉怡 学号： 06180118 ；06180102 指导老师：汪亮摘要： 通过图2的简单电路，来测量LM35的温度特性，了解LM35一定范围内温度和电压之间的关系。
通过图3的电路，制作一个用LM35集成电路电压型传感器组装的温度控制仪表，从而验证电压与温度的线性关系。
关键词： LM35电压型集成温度传感器；温度控制仪表；数显温度计；1. 概述温度是表征物体冷热程度的物理量，它和我们的生活环境密切相关，也是工农业生产过程中一个很重要的测量参数，温度的测量及控制对保证产品质量、提高生产效率、节约能源、生产安全、促进国民经济的发展起到非常重要的作用。
由于温度测量的普遍性，温度传感器的应用十分广泛。
2. 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。
常用的温度传感器有热电阻、热电偶、集成电路温度传感器等。
本实验将通过测量几种常用的温度传感器的特定物理量随温度的变化，来了解这些温度传感器的工作原理。
1、 电压型集成电路温度传感器〔LM35）LM35温度传感器，其准确度一般为0.5C ±︒，由于其输出为电压，且线性极好，故只要配上电压源，数字式电压表就可以构成一个精密数字控温系统。
内部的激光校准保证了极高的准确度及一致性，且无须校准。
LM35温度传感器的温度系数V K 约为10.0/mV C ︒，利用下式可计算出被测温度t ：0/V t U K =LM35温度传感器的电路符号如图1所示，0U 为电压输出端。
图1 LM35电路符号实验测量时只要直接测量其输出电压0U ，即可知待测量的温度。
2、 用LM35电压型温度传感器组成温度控制装置温度控制：若设置控制温度为()t C ︒，根据LM35传感器温度特性测试中的线性、拟合结果进行计算，得出此温度对应的LM35传感器输出电压值，调节可调电阻1RX ，将控温电压设定在计算值上〔根据使用仪器的实际情况稍作修正），这就设定好了控制的温度。
温度传感器特性的研究实验报告
温度传感器特性的研究实验报告温度传感器特性研究实验报告一、实验目的本实验旨在研究温度传感器的特性，包括其灵敏度、线性度、迟滞性以及重复性等，通过对实验数据的分析，以期提高温度传感器的性能并为相关应用提供理论支持。
二、实验原理温度传感器是一种将温度变化转化为电信号的装置，其特性受到材料、结构及环境因素的影响。
本次实验将重点研究以下特性：1.灵敏度：温度传感器对温度变化的响应程度；2.线性度：温度传感器输出信号与温度变化之间的线性关系；3.迟滞性：温度传感器在升温与降温过程中，输出信号与输入温度变化之间的关系；4.重复性：温度传感器在多次重复测量同一温度时，输出信号的稳定性。
三、实验步骤1.准备材料与设备：包括温度传感器、恒温水槽、加热装置、数据采集器、测温仪等；2.将温度传感器置于恒温水槽中，连接数据采集器与测温仪；3.对温度传感器进行升温、降温操作，并记录每个过程中的输出信号；4.在不同温度下重复上述操作，收集足够的数据；5.对实验数据进行整理与分析。
四、实验结果及数据分析1.灵敏度：通过对比不同温度下的输出信号，发现随着温度的升高，输出信号逐渐增大，灵敏度整体呈上升趋势。
这表明该温度传感器具有良好的线性关系。
2.线性度：通过对实验数据的线性拟合，得到输出信号与温度之间的线性关系式。
结果表明，在实验温度范围内，输出信号与温度变化之间具有较好的线性关系。
3.迟滞性：在升温与降温过程中，发现输出信号的变化存在一定的差异。
升温过程中，输出信号随着温度的升高而逐渐增大；而在降温过程中，输出信号却不能完全恢复到初始值。
这表明该温度传感器具有一定的迟滞性。
4.重复性：通过对同一温度下的多次测量，发现输出信号具有良好的重复性。
这表明该温度传感器在重复测量同一温度时具有较高的稳定性。
五、结论与建议本次实验研究了温度传感器的特性，发现该传感器具有良好的灵敏度和线性度，但在降温过程中存在一定的迟滞性。
此外，该温度传感器具有良好的重复性。
NTC热敏电阻及温度传感器的用途及应用设计
NTC热敏电阻及温度传感器的用途及应用设计NTC热敏电阻（Negative Temperature Coefficient Thermistor）是一种温度敏感性较强的电阻器件，其电阻值随温度的变化而产生变化。
温度传感器则是利用NTC热敏电阻的温度特性进行温度测量和控制的装置。
NTC热敏电阻及温度传感器在各个领域都有着广泛的应用，下面将介绍其主要的用途和应用设计。
首先，NTC热敏电阻及温度传感器在工业领域中的应用非常广泛。
例如，它可以用于电机的温度保护，通过监测电机的温度来避免电机因过热而损坏。
此外，它还可用于机器设备的温度监控和控制，以确保设备的正常运行和安全性。
在加热系统中，NTC热敏电阻及温度传感器常用于加热器的温度控制，可以通过控制加热器的电源来实现温度的精确调节。
此外，它还可应用于冷却系统中，用于检测冷却介质的温度，以保证冷却系统的效果。
其次，在电子产品中，NTC热敏电阻及温度传感器也有着广泛的应用。
比如，在计算机硬件中，它可以用于CPU和显卡的温度监测和控制，以避免硬件过热导致性能下降或损坏。
此外，它还可以应用于电源模块的温度控制，以确保电源模块的稳定工作和延长寿命。
在家电产品中，NTC热敏电阻及温度传感器可以用于电热水器、空调、洗衣机等的温度控制，实现设备的智能化控制和高效运行。
此外，NTC热敏电阻及温度传感器还可以应用于医疗领域。
例如，在医疗仪器中，它可以用于体温测量，通过测量人体的温度来判断健康状况，并用于感应人体温暖和冷却的治疗设备中。
此外，它还可以应用于药品的储存和运输过程中，通过监测药品的温度来确保药品的质量和有效性。
在设计NTC热敏电阻及温度传感器应用时，需要考虑到以下几个方面。
首先，需要选择适合的NTC热敏电阻，包括电阻值、温度系数、响应时间等参数的选择。
其次，需要设计合适的接口电路，以确保NTC热敏电阻输出的信号能够被准确地读取和处理。
此外，还需要考虑到温度的精度要求、环境条件以及安全性等因素，以设计出可靠且适用的温度传感器系统。
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A1 温度系数，近似为 3.85×10-³ /℃
100℃ 时
Rt =138.5 Ω
4. 热敏电阻(NTC1K)温度传感器
热敏电阻是利用半导体电阻阻值随温度变化的特性 来测量温度的
电阻阻值随温度升高而减小，NTC型 (负温度系数) 电阻阻值随温度升高而增大，PTC型 (正温度系数) CTC 型 ( 临 界 温 度 ) 以 上 三 种 热 敏 电 阻 特 性 曲 线 见 图 3
特
点
准确度高、测量范围大
热 电 阻
热 电 偶
电阻率大、温度系数大、线性差、 一致性差 用于高温测量、低温测量两大类、 必须有恒温参考点（如冰点）
铂铑-铂铑（B） 镍铬-镍硅（K） 镍铬-康铜（E） 铁-康铜 （J） PN 结温度传感器 IC 温度传感器
其 它
体积小、灵敏度高、线性好、一 致性差 线性度好、一致性好
物理实验设计与应用
（高中）
朱炯明
上海师范大学 数理信息学院
物理实验设计与应用
三 非线性元件伏安特性测量及发光二极管应用 四 温度传感器的温度特性测量及应用 五 光敏传感器的光电特性测量及应用
温度传感器的温度特性测量及应用
目的要求 实验仪器 实验原理 实验内容 思考题 附录
目的要求
实验原理
1. 恒电流法测量热电阻
2. 直流电桥法测量热电阻
3. Pt100 铂电阻温度传感器
4. 热敏电阻 ( NTC1K ) 温度传感器
5. PN 结温度传感器 6. 电流型集成温度传感器（AD590） 7. 电压型集成温度传感器（LM35）
1. 恒电流法测量热电阻
电路如 图1 所示 电源采用恒流源 R1为已知数值的固定电阻
Rt = R0 ( 1 + At + Bt2 )
Rt、R0 分别为铂电阻在温度 t、0℃ 时的电阻值
A~ 10-3, B~ 10-7, C~10-12 为 温度系数
3. Pt100铂电阻温度传感器
对于常用的工业铂电阻 在 0～100℃ 范围内 Rt 的表达式 可近似线性为 Rt = R0 ( 1 + A1t ) Pt100 铂电阻的阻值 0℃ 时 Rt =100 Ω
“温度”是一个重要的热学物理量
和我们的生活环境密切相关
对实验及生产的结果至关重要
温度传感器应用广泛
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、测温范围和特点见表 1
类 型
传感器 铂电阻 铜电阻 镍电阻 半导体热敏电阻 铂铑-铂 （S）
测温范围/℃ -200——650 -50——150 -60——180 -50——150 0——1300 0——1600 0——1000 -200——750 -40——600 -50——150 -50——150
图3
4. 热敏电阻(NTC1K)温度传感器
热敏电阻电阻率大，温度系数大
但其非线性大，置换性差，稳定性差
通常只适用于一般要求不高的温度测量
在一定的温度范围内（小于 450℃）热敏电阻的 电 阻 Rt 与 温 度 T 之 间 有 如 下 关 系 1 1
RT R0e
B 是热敏电阻材料常数，一般情况下
1. 学 习 用 恒 电 流 法 测 量 热 电 阻 2. 学 习 用 直 流 电 桥 法 测 量 热 电 阻 3. 测 量 铂 电 阻 温 度 传 感 器 (Pt100) 的 温 度 特 性 4. 测量热敏电阻（负温度系数）温度传感器 NTC1K 的 温 度 特 性 5. 测 量 PN 结 温 度 传 感 器 的 温 度 特 性 6. 测量电流型集成温度传感器（AD590）的温度特性 7. 测量电压型集成温度传感器（LM35）的温度特性
R1 R3 R2 Rt
R1 Rt R3 R2
3. 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、化学性能极稳定，抗氧化能力强 复制性好，易工业化生产 电阻率较高
可用于工业检测中的精密测温和温度标准 缺点：价格昂贵，温度系数偏小，受磁场影响较大 按 IEC标准，铂电阻的测温范围为 -200——650℃
0 时， Ro 为 100Ω 或 10Ω，称为 Pt100 铂电阻或 Pt10 铂电阻 铂电阻的阻值与温度之间的关系：
当温度 t 在 -200 ～ 0℃ 之间时 Rt = R0 [ 1 + At + Bt2 + C ( t - 100C ) t3 ] 当温度 在 0 ～ 650℃ 之间时
UR1 URt
R1 I0
Rt
Rt 为热电阻
UR1为 R1上的电压
用于监测电路的电流
Urt 为 Rt 上的电压
U R t R1U Rt Rt I0 U R1
当电路电流为 I0 , 温度为 t 时，热电阻Rt 为
2. 直流电桥法测量热电阻
直流平衡电桥（惠斯通电桥）的电路如 图2 所示
直流平衡电桥
把四个电阻 R1, R2, R3, Rt 连成一个四边形回路
ABCD
Biblioteka 每条边称作电桥的一个 “桥臂”
在对角接点 A、C 之间连入直流电源 E
在对角接点 B、D 之间连入平衡指示仪表 B、D 两点的对角线形成一条 “桥路”
直流平衡电桥
当 B、D 两点电位相等时，桥路中无电流通过，指 示 器 示 值 为 零 ， 电 桥 达 到 平 衡 UAB =UAD , UBC = UDC 电流 Ig =0, 流过电阻 R1、R3 的电流相等，I1 = I3 同理 又 ∵ 因此 I2 = IRt I1R1 = I2R2 IRtRt = I3R3
实验仪器
FD-TTT-A 温度传感器温度特性实验仪 的组成：
高准确度控温恒温加热系统
恒流源
直流电桥
Pt100 铂电阻温度传感器 NTC1K 热敏电阻温度传感器 PN 结温度传感器
电流型集成温度传感器 AD590
电压型集成温度传感器 LM35 数字电压表 实验插接线 等
实验原理
B( ) T T0
Rt、R0 是温度为 T(K), T0 (K) 时的电阻值 B为 2000～6000K