热敏电阻数字温度计的设计与制作
热敏电阻数字温度计的设计实验报告
热敏电阻数字温度计的设计实验报告
本次实验旨在设计一种基于热敏电阻的数字温度计，通过实验验证其可行性和精确性。
实验过程中，我们首先购买了一些热敏电阻和其他所需的元器件，包括电容、电阻、运放等。
然后按照电路图设计，进行了实际的电路连接和调试。
在调试过程中，我们需要注意电路的稳定性和输入电压的范围，以免影响实验结果。
在完成电路搭建和调试后，我们通过连接计算机和显示器，测试了温度计的输出精确度和稳定性。
实验结果表明，该数字温度计具有较高的精确度和稳定性，可满足实际应用的需求。
综上所述，基于热敏电阻的数字温度计设计实验成功完成，并且具有较高的精确度和稳定性，为实际应用提供了可靠的参考数据。
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热敏电阻温度计的设计实验
热敏电阻温度计的设计实验简介热敏电阻温度计是一种测量温度的传感器，它利用材料的电阻随温度变化的特性来实现温度的测量。
本文将详细介绍热敏电阻温度计的设计实验方法和步骤。
实验目的通过设计热敏电阻温度计的实验，掌握以下知识和技能： 1. 了解热敏电阻的基本原理和特点； 2. 掌握热敏电阻的测量方法和电路连接； 3. 学会使用热敏电阻测量温度。
实验器材和材料下面是进行热敏电阻温度计设计实验所需的器材和材料： 1. 热敏电阻 2. 连接线3. 变阻器 4. 示波器 5. 温度源 6. 温度计（参考）实验步骤步骤一：热敏电阻的特性测试1.连接热敏电阻和示波器：将热敏电阻的两端分别连接到示波器的输入端口。
2.设置示波器的垂直和水平方向的刻度，使得能够清晰地观察到热敏电阻的电阻变化。
3.通过改变温度源的温度，观察示波器上显示的电阻变化情况。
4.记录不同温度下的热敏电阻的电阻值，并绘制温度和电阻之间的关系曲线。
步骤二：热敏电阻的电路连接1.根据热敏电阻的数据手册，确定热敏电阻的额定电阻值和温度系数。
2.选择合适的电阻和电路连接方式，以便实现温度测量的精度和稳定性。
3.进行电路连接，并使用万用表测量电路的电阻值，确保电路连接正确无误。
步骤三：热敏电阻温度计的标定1.使用温度计准确测量一个已知温度，例如室温。
2.将已知温度下热敏电阻的电阻值测量结果和温度计的测量结果进行比较，得到电阻值和温度的对应关系。
3.根据已知温度和热敏电阻的电阻值，得到热敏电阻的标定曲线。
步骤四：热敏电阻温度计的实际温度测量1.使用标定曲线，根据热敏电阻的电阻值计算出实际温度。
2.将热敏电阻的电阻值连接到电路中，通过电路输出的电压或电流来测量实际温度。
结论通过实验设计和实施，我们成功地制作了一个热敏电阻温度计，并了解了热敏电阻的基本原理和特点。
我们还学会了热敏电阻的测量方法和电路连接，并掌握了使用热敏电阻进行温度测量的技能。
这些知识和技能将在实际应用中发挥重要作用，为温度测量和控制提供了有力支持。
用NTC热敏电阻设计制作体温计
西北工业大学设计性基础物理实验报告班级：11051401 姓名：日期： 2016.05.13用NTC热敏电阻设计制作体温计一、实验目的1、测定NTC热敏电阻与温度的关系；2、设计制作一个数字体温计（温度范围35-42℃）二、实验仪器（名称、型号及参数）NTC热敏电阻可调直流稳压电源（0-5V）数字万用表单刀双掷开关导线FD-WTC-D型恒温控制装置 2X-21型电阻箱2个三、实验原理NTC负温度系数是一种利用半导体材料制成的体积小巧的电阻，为避免热敏电阻自身发热所带来的影响，流过热敏电阻的电流不能超过300微安。
由于热敏电阻随温度变化比金属电阻要灵敏得多，因此被广泛用于温度测量，温度控制以及电路中温度补偿、时间延迟等。
为了研究热敏电阻的电阻温度特性，常用电路如图1所示：R t=（R1/U1）*U t四、实验内容与方法1.测量不同温度t下NTC热敏电阻的阻值R（1）设计实验方案，画出实验电路图如图1，不断改变环境温度t，利用公式R t=（R1/U1）*U t计算出不同温度t下NTC的阻值。
（2）列表记录数据，用最小二乘法求出R与1/t之间的关系2.设计数字体温计如图2电路图所示，根据第一问中得到的R与1/t之间的关系，取35℃与42℃为边界，联立解出R1和R2。
计算各元件的数值，使数字电压表的mV示数即为温度示数。
根据设计的电路图搭建数字温度计，进行调试：（1）测量不同温度时，数字体温计的电压示数，并绘制校准曲线；（2）根据校准曲线，对设计的电路进行改进，使误差不超过1℃。
五、实验数据记录与处理（列表记录数据并写出主要处理过程）不同温度下的NTC阻值数据记录表格（R1=10000Ω U=4.77V）经过线性拟合b=451269.94 a=-7586.20 r=0.9487所以回归方程为：R=451269.94*1/t-7586.20当T=35和42时，解方程组4770R2/(R1+R2+R t)=35 解R1=8126.7.2Ω4770R2/(R1+R2+R t)=42 得R2=99.21Ω调整R2，获得较为准确的体温计（此时R1=8126.7Ω R2=117.2Ω）校准后误差在0.1摄氏度以内。
热敏电阻温度计的设计方案
热敏电阻温度计的设计方案一、整体思路。
咱要做个热敏电阻温度计呢，就像给温度这个调皮的小怪兽做个探测器。
这个温度计的核心就是热敏电阻啦，它可神奇了，温度一变，它的电阻值就跟着变，就像个超级敏感的小卫士。
我们就利用这个特性，把温度这个看不见摸不着的东西转化成能看明白的数值，显示在屏幕上或者其他啥地方。
二、所需材料和工具。
1. 热敏电阻：这是咱的主角，就像电影里的超级英雄一样重要。
要选那种对温度变化反应灵敏的，不然这个温度计就成了个小迷糊，测不准温度啦。
2. 电源：得给这个小系统供电呀，就像给超级英雄补充能量一样。
可以是电池，方便携带，要是做个固定在某个地方的温度计，接个电源适配器也不错。
3. 微控制器（比如单片机）：这就像是温度计的大脑，负责处理热敏电阻传过来的信号，把电阻值的变化换算成温度值。
它可聪明啦，能按照我们设定好的程序进行复杂的计算。
4. 显示屏：这是温度计的脸蛋，把温度值显示出来给我们看。
可以是液晶显示屏（LCD），清楚又节能；要是想酷一点，用个OLED显示屏，显示效果那叫一个酷炫。
5. 其他小零件：像电阻、电容这些小零件也不能少，它们就像是超级英雄身边的小助手，帮助电路稳定运行，保证各个部分能和谐共处。
6. 工具方面：电烙铁是必须的，用来焊接那些小零件，就像厨师用锅铲做菜一样熟练地把各个零件连接起来。
还有万用表，用来检测电路是否正常，就像医生给病人做检查一样，找出电路中的毛病。
三、设计步骤。
1. 电路设计。
把热敏电阻接入电路。
可以设计一个简单的分压电路，让热敏电阻和一个普通电阻串联，然后接到电源两端。
这样，随着温度变化，热敏电阻的电阻值改变，它两端的电压也会跟着变，就像跳舞的小伙伴，随着音乐（温度）改变步伐（电压）。
接着，把这个电压信号接到微控制器的模拟输入引脚。
微控制器就像一个好奇的小侦探，时刻准备着接收这个信号并进行分析。
2. 微控制器编程。
在微控制器里，我们要写程序啦。
这个程序就像给小侦探（微控制器）一本秘籍，让它知道怎么根据接收到的电压值算出温度。
用NTC热敏电阻设计制作体温计
用NTC热敏电阻设计制作体温计设计制作体温计需要以下步骤：1.了解NTC热敏电阻的原理和特性：NTC热敏电阻是一种随温度变化而变化阻值的电阻器件。
随着温度升高，NTC热敏电阻的阻值会逐渐减小。
这种特性可以用来测量温度。
2.确定设计参数：首先，确定设计的温度范围。
然后，选择合适的NTC热敏电阻，其阻值应在所选温度范围内变化适当。
一般来说，常见的NTC热敏电阻有10K欧姆和100K欧姆等。
3.进行电路设计：根据所选的NTC热敏电阻和测量范围，设计一个合适的电路。
一种简单的电路方案是将NTC热敏电阻与一个固定的电阻器组成一个电压分压电路，并将其输出连接到一个模拟电压输入引脚。
好的设计应该考虑到温度的准确性、响应速度和电路可靠性等方面。
4.制作电路原型：根据设计的电路图，制作一个原型电路板。
可以使用普通的白板、面包板或PCB进行制作。
在制作过程中，要确保电路连接正确且紧凑。
5.进行实验验证：将体温计放入不同温度下进行测试，并记录每个温度下的电压输出。
校准温度和电压之间的关系。
为了提高准确性，可以使用一个标准温度测量设备进行参考。
6.编写程序：根据电路输出的电压值和预先校准的数据，编写一个程序来计算和显示温度值。
可以使用微控制器或单片机等进行编程。
7.制作外壳和显示：将电路和显示装置封装在一个合适的外壳中，使其便于使用。
可以选择液晶显示器、数码管或LED等显示温度值。
总结：设计制作体温计需要了解NTC热敏电阻的原理和特性，确定设计参数，进行电路设计，制作电路原型，实验验证，编写程序以及制作外壳和显示。
通过这个过程，就可以设计制作出一个简单但准确的体温计。
热敏电阻电子体温计的研制
目录1 绪论 (1)1.1 体温计的发展与现状 (1)1.2 新型智能电子体温计的结构及其特点 (2)1.3 总体方案设计 (2)2 测温电路的设计 (4)2.1 温度传感器的介绍 (4)2.2 热敏电阻温度测量计算 (11)2.3 放大电路部分 (12)2.4 恒流源电路 (13)3 ATmega16单片机 (17)3.1 ATmega16单片机硬件介绍 (17)3.2 电源管理与睡眠模式 (21)3.3 系统控制和复位 (22)3.4 AD转换器 (24)4 液晶屏JXD1602 (26)4.1液晶显示简介 (26)4.2 1602字符型LCD简介 (26)4.3液晶特性参数 (29)4.4 控制器接口时序说明 (31)5 编程介绍 (33)5.1 软件设计和仿真软件 (33)5.2 源程序 (35)6 结论 (45)参考文献 (47)致谢 (48)1 绪论单片机智能化仪表是测量仪表的发展趋势。
它给日常生活带来多方面的进步，其中数字温度计就是一个典型的例子，医院、家庭等随处可见，为了能更加满足人们的需要，数字体温计正在更新换代。
温度测量在物理实验、医疗卫生、食品生产等领域有着特别重要的意义。
现在所使用的温度计还有很多是分辨力为1～0.1℃的水银、煤油或酒精温度计。
这些温度计的刻度间隔通常都很密，不容易准确分辨，读数困难，而且他们的热容量比较大，达到热平衡所需的时间较长，因此很难读准，使用非常不方便。
本设计所介绍的数字体温计，与传统的温度计相比，具有读数方便，测温范围广，测温准确等优点，其输出温度采用数字显示，主要用于对测温比较准确的场所，或科研实验室使用。
温度计的发展很快，从原始的玻璃管温度计发展到了现在的热电阻温度计、热电偶温度计、半导体集成数字温度计等。
在电子式温度计中，传感器是它的重要组成部分，温度计的精度、灵敏度基本决定了温度计的精度、测量范围、控制范围和用途等。
温度传感器应用极其广泛，目前已经研制出多种新型温度传感器，从而构成性能优良的温度监控系统。
热敏电阻数字温度计及设计与制作
热敏电阻数字温度计及设计与制作一、热敏电阻介绍热敏电阻（Thermistor）是一种特殊类型的电阻元件，也被称为温度传感器或温度电阻。
它由原材料包括硅、聚苯乙烯等制成，一般构成为由特殊陶瓷物质制成的金属杆支撑的微型电阻片，它的电阻值会随温度的变化而发生量级的变化，应用范围广泛，同时也具有非线性特性。
二、原理介绍热敏电阻可以因温度的变化而改变其电阻值，电路中施加的电压，将发生变化的电阻作用的电流，其特性一般是冷端温度为25°C时，电阻值最小，随着温度的增加，电阻值也增加。
热敏电阻具有很强的非线性特性，温度噪声小，因而对温度测量后级电路要求较低，这种特性使热敏电阻更加容易把输入的温度信号转变为数字信号。
三、数字温度计的介绍数字温度计（Digital Thermometer）是一种使用热敏电阻来测量温度的设备，可以检测温度并以数字方式显示温度变化，常用于家用、工业和其它科学测量等领域。
数字温度计利用热敏电阻这种特性，可以把温度信号变换为数字信号，然后再在显示分辨率与可调量程内显示出来。
要设计并制作一台数字温度计，需要用到热敏电阻、运算放大器、A/D转换器、晶体管、多路复用器和显示器等元件。
（1）热敏电阻。
用来检测温度变化，通过将温度变化映射成电阻变化。
（2）运算放大器。
它将检测到的电阻变化信号发送至A/D转换器，用以进一步进行信号转换处理，从而获取准确的温度数值。
（5）多路复用器。
它用来将晶体管处理出的信号发送至显示器，并选择正确的显示模式，以便正确显示温度数值。
五、结论热敏电阻及其特性使其能够非常精确地测量、检测温度变化。
数字温度计设计与制作主要使用热敏电阻以及相关电路元件，它可以把温度信号变换为数字信号，从而在对精度进行严格控制的情况下，准确地显示出温度信息。
利用型热敏电阻设计温度计
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三、实验原理
热敏电阻的阻值具有随温度变化而变化的性质
我们可以将热敏电阻作为一个感温原件以阻值的变化来体现环境温度的变化。但是阻值的 变化量以直接测量的方式获得可能存在较大的误差，因此要将其转化为一个对外部条件变 化更加敏感的物理量；本实验中选择的是电流，通过电桥可以将电阻阻值的变化转化为电 流（电压）的变化
为了减小温度测量误差，需要对NTC热敏电阻进行温度补偿。一种常见的温度补偿方法是使用一个电阻网 络和一个稳定的电源电压，通过改变电阻网络中的电阻值来补偿NTC热敏电阻的电阻-温度特性
具体原理为：在NTC热敏电阻电路中，将NTC热敏电阻与一个固定的电阻串联，并以稳定的电源电压为电 路供电。当电路中有电流通过时，根据欧姆定律，电阻越大，电流越小。通过改变串联电阻的取值，可 以调整整个电路的总电阻值，从而得到所需要的电流值
PART 4
四、实验步骤
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四、实验步骤
测出所选择的热敏电阻Rt-t曲线（或由实验室给出） 将NTC热敏电阻和一个固定电阻串联进电路中，在基准温度下， 使用DHT-2型热学实验仪测量NTC热敏电阻的电阻值，并记录下 来 在其他温度下，同样使用DHT-2型热学实验仪测量NTC热敏电阻 的电阻值，然后使用串联电阻网络调整整个电路的总电阻值 使电流值保持在基准温度时的电流值，这样就实现了温度补偿， 使得NTC热敏电阻在不同温度下表现出稳定的电阻值 总之，NTC热敏电阻温度补偿原理是通过改变串联电阻的取值， 调整整个电路的总电阻值，使得NT样可以减小温度测量误差，提高测量精度
2.了解电阻的温度特性和伏安 特性
4.提高设计、创新能力
PART 2
二、实验仪器
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二、实验仪器
实验所需仪器
DHT-2型热学实验仪、NTC热敏电阻、直流稳压电源（电压调节范围0-30V两路输出） 、电阻箱（阻值调节范围0-99999.9Ω、额定功率0.25W）、微安表、万用表、导线
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大学物理实验设计性实验
实《用热敏电阻改装温度计》实验提要
设计要求
⑴通过查找资料，并到实验室了解所用仪器的实物以及阅读仪器使用说明
书，了解仪器的使用方法，找出所要测量的物理量，并推导出计算公式，在此基础上写出该实验的实验原理。
⑵选择实验的测量仪器，设计出实验方法和实验步骤，要具有可操作性。
⑶根据实验情况自己确定所需的测量次数。
实验仪器
惠斯通电桥，电阻箱，表头，热敏电阻，水银温度计，加热电炉，烧杯等实验所改装的温度计的要求
（1）要求测量范围在40℃~80℃。
（2）定标时要求测量升温和降温中同一温度下热敏温度计的指示值（自己确定测量间隔，要达到一定的测量精度）。
（3）改装后用所改装的温度计测量多次不同温度的热水的温度，同时用水银温度计测出此时的热水温度（作为标准值），绘制出校正曲线。
提交整体设计方案时间
学生自选题后2~3周内完成实验整体设计方案并提交。
提交整体设计方案，要求电子版。
用电子邮件发送到指导教师的电子邮箱里。
思考题
如何才能提高改装热敏温度计的精确度？
用热敏电阻改装温度计
实验目的：
1．了解热敏电阻的特性；
2．掌握用热敏电阻测量温度的基本原理和方法；
3．进一步掌握惠斯通电桥的原理及应用。
实验仪器：
惠斯通电桥，电阻箱，热敏电阻，水银温度计，滑动变阻器，微安表，加热电炉，烧杯等
实验原理：
1．惠斯通电桥原理
惠斯通电桥原理电路图如图1所示。
当电桥平衡时，B，D之间的电势相等，桥路电流I＝0，B,D之间相当于开路，则U B=U D;I1=I x,I2=I0;
于是I1R1=I2R2,I1R X=I2R0 由此得R1/R X=R2/R0
或R X=R0R1/R2 （1）
（1）式即为惠斯通电桥的平衡条件，也是用来测量
电阻的原理公式。
欲求R X，调节电桥平衡后，只要知道
R1,R2,R0的阻值，即可由(1)式求得其阻值。
2.热敏电阻温度计原理
热敏电阻是具有负的电阻温度系数，电阻值随温度升高而迅速下降，这是因为热敏电阻由半导体制成，在这些半导体内部，自由电子数目随温度的升高增加的很快，导电能力很快增强，虽然原子振动也会加剧并阻碍电子的运动。
但这样作用对导电性能的影响远小于电子被释放而改变导电性能的作用，所以温度上升会使电阻下降。
这样我们就可以测量电桥非平衡时通过桥路的电流大小来表征温度的高低。
热敏电阻温度计的设计电路图如图2示
取R2＝R3，R1值等于测温范围最低温度（40℃）时热敏电阻的阻值。
R4是校正满刻度电流用的。
取R4值等于测温范围最高温度（80℃）时热敏电阻的阻值。
测量时首先把S2接在R4端，改变W使微安表指示满刻度，然后再把S2接在R T端，如果在40℃时，R T＝R1，R3＝R2，电桥平衡，微安表指示为零。
温度越高，R T值越小，电桥越不平衡，通过表头的电流也就越大。
反过来可以用通过表头的电流来表示被测温度的高低。
3．热敏电阻的电阻—温度特性曲线如图3所示：
图3热敏电阻的电阻—温度特性曲线图
可以看出其阻值随温度升高而很快减小，用它来设计测温计或传感器是很灵敏的。
为了用它来制作测温计，首先要测定它的电阻—温度特性。
实验步骤：
1．电阻－温度特性的测定
1）.把上述热敏电阻接在图1所示的电桥臂中，图中检流计用50微安的微安表，R0为电阻箱，取R1＝R2,即取倍率为1。
2）. 把热效电阻放在烧杯中，加热烧杯中的水，用0．2℃分度值的水银温度计测量水温。
3）.接通电桥电源，再调节R0，使电桥平衡，逐步提高水温，测出不同温度下
的热敏电阻阻值(从40℃开始至80℃,每隔5℃测量一次)。
4). 逐步降低水温,重复3)操作,并取升温过程和降温过程中在该温度下的电阻
的平均值为热敏电阻在该温度时的阻值。
2．用热敏电阻改装温度计
1）.取R2＝R3，R1值等于测温范围最低温度（40℃）时热敏电阻的阻值。
R4是校正满刻度电流用的。
取R4值等于测温范围最高温度（80℃）时热敏电阻的阻值。
2）.先把S2接在R4端，改变W使微安表指示满刻度，然后再把S2接在R T端，如果在40℃时，R T＝R1，R3＝R2，电桥平衡，微安表指示为零。
3）.定标时，每升高（降低）5℃时，用阻值相当的电阻代替热敏电阻，以减少因温度不稳定而造成的误差。
4）.定标后，微安表上共有40小格，每一小格表征1℃，零刻度处表征40℃，满偏处表征80℃。
3、温度校正
1、用改装后的热敏电阻温度计测量多次不同温度的热水的温度，测量时，从40℃
开始每隔4℃取一组观测数据,同时用水银温度计测出此时的热水温度（作为标准值）。
2、根据所测得的数据绘制出温度校正曲线。
实验数据：
表1 电阻－温度特性测定数据表
标准温度T（℃）热敏电阻阻值R（Ω）阻值平均值
R（ ）升温降温
40 5213 5173 5193 45 4453 4475 4464 50 3896 3868 3882 55 3366 3340 3353 60 2886 2898 2892 65 2526 2530 2528 70 2178 2226 2202 75 1924 1916 1920 80 1672 1716 1694
表2 温度校正数据表
数据处理:
1. 根据表1绘制热敏电阻的电阻-温度特性曲线;
2. 根据表2绘制温度校正曲线图(见坐标纸)
热敏温度计读数T t （℃）
水银温度计读数T s （℃） 40 44 48 52 56 60 64 68 72 76 80 △T ＝T t- T s （℃）
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