用热敏电阻测量 温度
热敏电阻温度计设计实验报告
热敏电阻温度计设计实验报告热敏电阻温度计设计实验报告引言：温度是我们日常生活中非常重要的一个物理量，它直接影响着我们的生活质量和健康状况。
因此，准确测量温度是科学研究和工程应用中的一个重要问题。
本文将介绍热敏电阻温度计的设计实验，通过实验验证其温度测量的准确性和稳定性。
一、热敏电阻的原理热敏电阻是一种电阻值随温度变化而变化的电阻元件。
其工作原理是基于材料的温度系数，即温度变化会导致材料电阻值的变化。
常见的热敏电阻材料有铂、镍、铜等。
在本实验中，我们选用了铂作为热敏电阻材料。
二、实验装置本实验使用了以下装置和元件：1. 热敏电阻：选用了铂热敏电阻，具有较高的灵敏度和稳定性。
2. 恒流源：为了保证热敏电阻上的电流恒定，我们使用了一个恒流源。
3. 电压表：用于测量热敏电阻两端的电压。
4. 温度控制装置：通过控制加热电流的大小，来控制热敏电阻的温度。
三、实验步骤1. 将热敏电阻连接到恒流源上，并将电压表连接到热敏电阻的两端。
2. 打开恒流源，并调整电流大小，使热敏电阻上的电流保持恒定。
3. 打开温度控制装置，并设置所需的温度。
4. 等待一段时间，直到热敏电阻的温度稳定下来。
5. 使用电压表测量热敏电阻两端的电压，并记录下来。
6. 将温度控制装置的温度调整到其他值，重复步骤4和5。
7. 根据测量结果绘制出热敏电阻的电阻-温度曲线。
四、实验结果与分析根据实验数据，我们绘制了热敏电阻的电阻-温度曲线。
从曲线可以看出，热敏电阻的电阻值随温度的升高而增加。
这符合热敏电阻的特性。
在实验中，我们还发现热敏电阻的灵敏度较高，即单位温度变化引起的电阻变化较大。
这使得热敏电阻在温度测量领域有着广泛的应用。
此外，我们还测试了热敏电阻的稳定性。
通过多次测量同一温度下的电压值，我们发现其变化范围较小，表明热敏电阻具有较好的稳定性。
五、实验误差分析在实验过程中，可能存在一些误差来源，如电流源的漂移、电压表的测量误差等。
这些误差可能会对实验结果产生一定的影响。
使用热敏电阻测量温度的步骤
使用热敏电阻测量温度的步骤在我们的日常生活和工作中，测量温度是非常常见的一项任务。
为了准确测量温度，热敏电阻是一种常用且有效的测量工具。
热敏电阻利用材料在温度变化下电阻值的变化来测量温度。
接下来，本文将为您介绍使用热敏电阻测量温度的步骤。
第一步：准备工作使用热敏电阻测量温度之前，我们需要准备相关的工具和材料。
首先，我们需要一根热敏电阻，确保其质量可靠且测量范围适宜。
其次，我们需要一台数字万用表或其他适用的测量仪器。
此外，还需要一台恒温器或其他稳定的温度控制设备，用来提供不同温度环境。
第二步：连接电路将热敏电阻与测量仪器连接起来是测量温度的关键步骤。
首先，将热敏电阻的两个引脚分别连接到万用表的两个测试插孔上。
确保连接稳固而且接触良好。
然后，将万用表调整为电阻测量模式，并选择适当的量程。
确保仪器设置正确，以获得准确的测量结果。
第三步：设置温度在开始测量之前，我们需要确定测试的温度范围。
使用恒温器或稳定的温度控制设备，将温度控制在适当的范围内。
此时，热敏电阻的电阻值将与环境温度相对应。
请注意，温度的变化应该是逐渐的，以免影响测量的准确性。
第四步：记录数据在进行实际测量之前，我们需要记录一些基础数据。
首先，测量起始温度时的热敏电阻的电阻值。
然后，在温度变化时，定期测量电阻值并记录下来。
请注意，测量的时间间隔应适当，以确保准确性与实时性的平衡。
第五步：绘制曲线根据记录的数据，我们可以绘制出热敏电阻与温度之间的关系曲线。
使用适当的软件或绘图工具，将温度表示在横轴上，将电阻值表示在纵轴上。
通过曲线的走势，我们可以推导出电阻值与温度之间的数学关系，从而可以准确地测量未知温度下的电阻值。
第六步：验证与校准在使用热敏电阻测量温度之后，我们需要进行验证和校准工作。
通过与其他可靠的温度测量仪器进行对比，可以验证我们的测量结果的准确性。
如果有需要，我们可以对热敏电阻进行校准，以提高测量的准确性和可靠性。
总结使用热敏电阻测量温度是一项简单且有效的测量方法。
热敏电阻温度系数的测量与误差
热敏电阻温度系数的测量与误差热敏电阻通常为一款高阻抗、电阻性器件，当您需要将热敏电阻的阻值转换为电压值时，该器件可以简化其中的一个接口问题。
然而更具挑战性的接口问题是，如何利用线性 ADC以数字形式捕获热敏电阻的非线性行为。
“热敏电阻”一词源于对“热度敏感的电阻”这一描述的概括。
热敏电阻包括两种基本的类型，分别为正温度系数热敏电阻和负温度系数热敏电阻。
负温度系数热敏电阻非常适用于高精度温度测量。
要确定热敏电阻周围的温度，您可以借助Steinhart-Hart公式：T=1/(A0+A1(lnRT)+A3(lnRT3))来实现。
其中，T为开氏温度;RT为热敏电阻在温度T时的阻值;而 A0、A1和A3则是由热敏电阻提供的常数。
热敏电阻的阻值会随着温度的改变而改变，而这种改变是非线性的，Steinhart-Hart公式表明了这一点。
在进行温度测量时，需要驱动一个通过热敏电阻的参考电流，以创建一个等效电压，该等效电压具有非线性的响应。
您可以使用配备在微控制器上的参照表，尝试对热敏电阻的非线性响应进行补偿。
即使您可以在微控制器固件上运行此类算法，但您还是需要一个高精度转换器用于在出现极端值温度时进行数据捕获。
另一种方法是，您可以在数字化之前使用“硬件线性化”技术和一个较低精度的ADC。
(Figure 1)其中一种技术是将一个电阻RSER与热敏电阻RTHERM以及参考电压或电源进行串联(见图1)。
将 PGA(可编程增益放大器)设置为1V/V，但在这样的电路中，一个10位精度的ADC只能感应很有限的温度范围(大约±25°C)。
请注意，在图1中对高温区没能解析。
但如果在这些温度值下增加 PGA 的增益，就可以将 PGA 的输出信号控制在一定范围内，在此范围内 ADC 能够提供可靠地转换，从而对热敏电阻的温度进行识别。
微控制器固件的温度传感算法可读取 10 位精度的 ADC 数字值，并将其传送到PGA 滞后软件程序。
热敏电阻温度特性研究实验
热敏电阻温度特性研究实验热敏电阻是一种电阻值随温度变化而变化的电阻器件，其特性可以用于温度测量、温度补偿和温度控制等应用。
为了研究热敏电阻的温度特性，我们可以进行以下实验来获取相关数据并分析。
第一步：实验准备在进行实验之前，我们需要准备以下材料和仪器：1. 热敏电阻：选择一款具有明确参数和规格的热敏电阻。
我们可以根据实际需求和实验目的选择合适的材料和规格。
2. 温度控制装置：使用恒温水槽或热电偶与温控器等设备来提供稳定的温度环境。
3. 电阻测量设备：选择一台高精度的电阻计来测量热敏电阻的电阻值。
4. 数据记录装置：通过连接电阻计和计算机，或是使用独立的数据记录设备，将实验数据记录下来以便后续分析。
第二步：实验过程1. 首先，将热敏电阻与电阻测量设备连接。
注意确保连接的稳定和可靠，避免因为松动或接触不良导致实验误差。
2. 将热敏电阻放置在温度控制装置中，并设定一系列不同的温度值。
可以根据实验需求选择适当的温度范围和步进值。
3. 保持每个温度值下的稳定状态，等待热敏电阻达到热平衡。
这样确保测量的数据准确可靠。
4. 使用电阻计测量每个温度下热敏电阻的电阻值，并记录下来。
为了提高准确度，可以对每个温度值进行多次测量并取平均值。
5. 根据实验需要，可以重复多次实验以获得更加可靠的数据。
第三步：实验数据分析与应用1. 整理实验数据，将测量得到的热敏电阻电阻值与相应的温度值进行对应。
2. 基于这些数据，我们可以绘制出热敏电阻的温度特性曲线，其中横轴表示温度，纵轴表示电阻值。
通过曲线的形状和趋势，我们可以分析出热敏电阻的温度响应特性和敏感度。
3. 进一步，我们可以根据实验数据和温度特性曲线，开发出与热敏电阻相关的温度测量、控制和补偿等应用。
例如，使用热敏电阻的温度特性来实现恒温控制系统、电子温度计或温度补偿技术。
其他专业性角度：1. 理论分析：可以通过数学模型和物理方程来解释和解析热敏电阻的温度特性。
例如，通过电阻和温度之间的数学关系，可以计算出电阻值随温度变化的速率或曲线斜率。
热敏电阻应用案例
热敏电阻应用案例热敏电阻是一种能够根据温度变化而改变电阻值的元件，广泛应用于各种领域。
下面列举了10个热敏电阻的应用案例。
1. 温度测量：热敏电阻可以被用来测量环境或物体的温度。
通过测量热敏电阻的电阻值变化，可以推算出被测物体的温度。
这在工业自动化、医疗设备和家用电器等领域都有广泛应用。
2. 温度控制：热敏电阻可以与温控器或控制系统配合使用，实现对温度的精确控制。
例如，空调中的温度传感器就是使用热敏电阻来实现对室内温度的监测和控制。
3. 温度补偿：某些电子元件的性能受温度影响较大，为了保证其工作的稳定性，可以使用热敏电阻进行温度补偿。
通过热敏电阻的变化，可以实现对元件的偏差进行修正，提高系统的精度和稳定性。
4. 温度报警：在一些需要保持温度的系统中，当温度超过或低于设定的阈值时，热敏电阻可以触发报警或控制系统采取相应的措施。
例如，温度超过安全范围时，热敏电阻可以触发火灾报警器。
5. 温度补偿：一些电子元件的性能会随着温度的变化而改变，为了保证元件在不同温度下的工作性能，可以使用热敏电阻进行温度补偿。
通过热敏电阻的变化，可以实现对元件的偏差进行修正，提高系统的精度和稳定性。
6. 温度控制：热敏电阻可以与温度控制器或控制系统配合使用，实现对温度的精确控制。
例如，温度超过或低于设定的阈值时，热敏电阻可以触发控制系统采取相应的措施，例如打开或关闭冷却设备。
7. 温度补偿：在一些需要保持温度的系统中，当温度超过或低于设定的阈值时，热敏电阻可以触发报警或控制系统采取相应的措施。
例如，温度超过安全范围时，热敏电阻可以触发火灾报警器。
8. 温度补偿：热敏电阻可以用于对一些元件或系统的温度进行补偿。
例如，某些电子元件在温度变化下表现出不稳定的工作特性，使用热敏电阻可以对其进行补偿，提高系统的稳定性和精度。
9. 温度测量：热敏电阻可以用来测量环境或物体的温度。
通过测量热敏电阻的电阻值变化，可以推算出被测物体的温度。
NTC热敏电阻检测方法
NTC热敏电阻检测方法NTC热敏电阻（Negative Temperature Coefficient Thermistor）是一种温度敏感元件，可以将温度转化为电阻值的变化。
利用NTC热敏电阻进行温度检测的方法有很多种，下面将介绍几种常用的方法。
1.恒流法恒流法是一种常用的NTC热敏电阻检测方法。
该方法利用恒定电流通过NTC热敏电阻，测量电阻两端的电压来推算温度。
具体步骤如下：(1)将NTC热敏电阻与一个已知电阻串联连接，形成一个电阻分压网络。
(2)通过搭建一个恒流源，将电流引入电阻分压网络。
(3)通过测量电阻两端的电压，利用欧姆定律和分压原理推算出NTC热敏电阻的电阻值。
(4)根据NTC热敏电阻的电阻-温度关系曲线，将电阻值转换为温度值。
2.恒压法恒压法是另一种常用的NTC热敏电阻检测方法，原理与恒流法类似，只是测量的参数不同，利用电阻两端的电流来推算温度。
具体步骤如下：(1)将NTC热敏电阻与一个已知电阻并联连接，形成一个电流分流网络。
(2)通过搭建一个恒定电压源，将电压施加在电流分流网络上。
(3)通过测量电阻两端的电流，利用欧姆定律和分流原理推算出NTC热敏电阻的电阻值。
(4)根据NTC热敏电阻的电阻-温度关系曲线，将电阻值转换为温度值。
3.桥式检测法桥式检测法是一种利用电桥平衡原理的NTC热敏电阻检测方法。
具体步骤如下：(1)搭建一个包含NTC热敏电阻和已知电阻的电桥电路。
(2)调节电桥电路中的电阻或电容，使得电桥平衡。
(3)通过测量电桥电路的输出信号，可以推算出NTC热敏电阻的电阻值。
(4)根据NTC热敏电阻的电阻-温度关系曲线，将电阻值转换为温度值。
4.趋势法趋势法是一种简便的NTC热敏电阻检测方法，适用于实时监测温度的场合。
该方法利用NTC热敏电阻的电阻值随温度的变化呈现一定的趋势，通过监测电阻值的变化来推算温度。
具体步骤如下：(1)进行一组标定实验，得到NTC热敏电阻的电阻-温度关系曲线。
应用热敏电阻测量温度的方法简述
应用热敏电阻测量温度的方法简述摘要:本文介绍了利用热敏电阻实现的简单温度测量方法。
讲述了这种测量方法的基本原理、具体测量过程,并且根据电路及电子技术推导出了温度计算公式,文中还给出了几种利用热敏电阻测温的方法。
最后通过具体应用实例验证了该方法的可行性。
关键词:热敏电阻温度测量一、前言在测控系统和电子设备中,常常需要用到各种温度参数。
测量温度的方法很多,可以采用专用的测温芯片或者利用热电偶和热敏电阻实现。
但是要实时测量设备的环境工作温度,采用热敏电阻具有简单实用,最小限度的更改设备电路的优势。
热敏电阻的主要优点是电阻温度系数大,灵敏度高,响应速度快,能进行精密温度测量。
NTC热敏电阻是一种氧化物的烧结体,具有负温度系数,与金属热电阻相比,电阻温度系数大,灵敏度约为金属热电阻的10倍,结构简单,电阻率小,适于动态测量。
热敏电阻与电阻串并联组成的电路具有温度灵敏度高、电路简单、价格便宜等优点,在测试和自动控制领域得到广泛应用。
二、NTC热敏电阻的热电温度特性分析1、温度特性方程热敏电阻的温度特性可用下面经验公式表示:(1)其中,RT—温度为T时的热敏电阻阻值;R0—温度为常温时的热敏电阻阻值,一般常取T0为20℃;B—热敏电阻材料常数,B=1365ln由式(1)可以看出,阻值变化与温度变化为指数关系,随温度升高,热敏电阻阻值迅速下降,灵敏度高是热敏电阻测温的主要优点。
2、热电特性热敏电阻在其自身温度变化1℃时,电阻值的相对变化量称为热敏电阻的温度系数,其值为:(2)由式(2)可以看出,NTC热敏电阻的温度系数是负值,且与温度变化有关。
温度越低,温度系数越大,灵敏度越高,所以NTC热敏电阻常用于低温测量。
三、热敏电阻的测温方法测量的基本原理是通过检测热敏电阻的电气参数来间接测量温度,使用一个热敏电阻Rt、一个分压电阻R0和一个a/d来完成温度检测。
热敏电阻和分压电阻形成分压电路,热敏电阻随着温度变化而变化,电压也就随着变化。
实验一、热敏电阻应用——温度传感实验.docx(1)
实验一、热敏电阻应用——温度传感实验一、实验目的（1）了解热敏电阻的工作原理。
（2）了解热敏电阻电路的工作特点及原理。
（3）了解温度传感模块的原理并掌握其测量方法。
二、实验内容利用转换元件电参量随温度变化的特征，对温度和与温度有关的参量进行检测。
三、实验原理1. NEWLab温度传感模块认识（1）温度传感模块的电路板认识1）温度/光照传感模块电路板认识温度/光照传感模块电路板结构图：①温敏或光敏电阻传感器②基准电压调节电位器③比较器电路④基准电压测试接口J10，测试温度感应的阀值电压，即比较器1负端（3脚）电压⑤模拟量输出接口J6，测试热敏电阻两端的电压，即比较器1正端（2脚）电压；⑥数字量输出接口J7，测试比较器1输出电平电压⑦接地GND接口J22）继电器模块电路（电路图如下）继电器是一种当输入量（电、磁、声、光、热）达到一定值时，输出量将发生跳跃式变化，使被控制的输出电路导通或断开的自动控制器件。
继电器是一种电子控制器件，它具有控制系统（又称输入回路）和被控制系统（又称输出回路），通常应用于自动控制电路中，它实际上是用较小的电流去控制较大电流的一种“自动开关”。
故在电路中起着自动调节、安全保护、转换电路等作用。
继电器模块电路图：3）指示灯模块和风扇模块电路板认识指示灯模块接到继电器的常开开关上，风扇接入继电器的常闭开关上，当温度传感模块输出低电平时，风扇模块工作，指示灯模块停止工作；当温度传感模块输出高电平时，继电器工作，常开和常闭开关工作状态发生变化，指示灯模块开始工作，风扇模块停止工作。
（2）温度传感模块场景模拟界面认识四、实验步骤1. 启动温度传感模块温度传感模块工作时需要有四个模块，分别是温度/光照传感模块、继电器模块、指示灯模块、风扇模块。
（1）将NEWLab实验硬件平台通电并与电脑连接。
（2）将温度/光照传感模块、继电器模块分别放置在NEWLab实验平台一个实验模块插槽上，指示灯、风扇模块放置好，并将四个模块连接好。
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实验报告：用热敏电阻测量温度5-
06级数学系 蔡园青 PB06001093 2007年4月20日
实验目的：
了解热敏电阻的电阻-温度特性和测温原理，掌握惠斯通电桥的原理和
使用方法；学习坐标变换、曲线改直的技巧和用异号法消除零点误差等方法。
实验原理：
1.半导体热敏电阻的电阻-温度特性：
某些金属氧化物半导体（如：34Fe O , 24MgCr O 等）的电阻与温度的关系满足式（1）：
T B T e R R /∞= （1）
式中T R 是温度T 时的热敏电阻阻值，R 是T 趋于无穷时热敏电阻的阻值，B 是热敏电阻的材料常数，T 为热力学温度。
金属的电阻与温度的关系满足式（2）：
)]
(1[1212t t R R t t -+=α （2）
式中α是与金属材料温度特性有关的系数， 1t R 、2t R 分别对应于温度1t 、
2t 时的电阻值。
根据定义，电阻的温度系数可由式（3）来决定：
dt
dR R t
t 1=
α
t R 是在温度为t 时的电阻值，由下图可知，在R-t 曲线的某一特
定点作切线，便可求出该温度时的半导体电阻温度系数α。
由式（1）和式（2）可知，热敏电阻的电阻-温度特性与金属的电阻-温度特性比较，由三个特点：
（1）热敏电阻的电阻-温度特性是非线性的（呈指数下降），而金属的电阻-温度是线性的。
（2）热敏电阻的阻值随温度的增加而减小，因此温度系数是负的
)(2T
B
-
∝α。
金属的温度系数是正的)/(dt dR ∝α。
（3）热敏电阻的温度系数约为1410)60~30(--⨯-K ,金属的温度系数为
14104--⨯K （铜），两者相比，热敏电阻的温度系数几乎大十几倍。
所以，
半导体电阻对温度变化的反应比金属电阻灵敏得多。
2.惠斯通电桥工作原理：
电路图如下 ：
四个电阻A R ，B R ，C R ，X R 组成一个四边形，既电桥的四个臂，其中X R 是待测电阻，闭合回路后，调节C R 使得电流计示数为0，则有
C A
B X B A X
C R R R
R R R R R =⇒=,由此计算出X R 的电阻值；
3.电桥灵敏度：
C A
B
X R R R R =
是在电桥平衡的条件下推导出来的。
电桥是否平衡是由检流计有无偏转来判断的，而检流计的灵敏度总是有限的。
如实验中所用的张丝式检流计，其指针偏转一格所对应的电流约为A 610-，当通过它的电流比A 710-还小时，指针偏转小于0.1格，就很难觉察出来。
假设电桥在
1=A
B
R R 时调到平衡，则有C X R R =，这时若把C R 改变一个微小量
C R ∆，电桥便失去平衡从而有电流G I 流过检流计，如果G I 小到检流计察
觉不出来，那么人们仍然会认为电桥是平衡的，因而得到C C X R R R ∆+=，
C R ∆就是由于检流计灵敏度不够高而带来的测量误差，引入电桥灵敏度
S ，定义为：
X
X R R n
S /∆∆=
（4）
式中X R ∆指的是电桥平衡后的微小改变量（实际上待测电阻X R 若不能改变，可通过改变标准电阻C R 来测电桥灵敏度），n ∆是由于X R ∆引起电桥偏离平衡时检流计的偏转格数，n ∆越大，说明电桥灵敏度越高，带
来的测量误差就越小。
电桥的测量误差，除了检流计灵敏度的限制外，还有桥臂电阻A
R B
R 和C R 的不确定度带来的误差。
一般来说，这些电阻可以制造的比较精确（误差为%2.0），标准电阻的误差为0.01%左右。
另外，电源电压的误差，也对电桥的测量结果有影响。
实验内容：
1.接线，先将调压器输出调为零，测室温下的热敏电阻阻值，注意选择惠斯通电桥合适的量程。
先调电桥至平衡得0R ，改变0R 为00R R +∆使检流计偏转一格，求出电桥灵敏度。
再将0R 调为00R R -∆，使检流计反方向偏转一格，求电桥灵敏度。
求两次的平均值。
2.调节变压器输出进行加温，从C 25开始起每隔C 5测量一次t R ，直至C 85。
然后绘出热敏电阻的t R t -特性曲线。
在t=C 50的点作出切线，由式（3）求出该点的切线的斜率
dt
dR
及电阻温度系数α。
3.作T
R t 1
}ln{-曲线，确定式（1）中的常数B 和∞R 再由式（3）求出
α时）。
C 50(
2
1T
B
dt dR R t t -==
α (5)
4.比较式（3）和式（5）两个结果，试解释哪种方法求出的材料常熟B 和电阻温度系数更准确。
实验数据及处理：
R /Ω
t R t 特性曲线
5.0
5.5
6.0
6.5
7.0
7.5
l n R t
1/T
T
R t 1
}ln{-曲线 （1） 灵敏度： 5.7962
1593
/1==∆∆=
x x R R n S 5
.7962
1593
/2==∆∆=
x x R R n S
求平均值得电桥的灵敏度：5.7962
2
1=+=
S S S （2）： 1
根据
t R t
-特性曲线知道：拟合出的曲线方程为
45910.7056283.42713256
.25+⨯=-
t t e
R ，所以3256.253256
.2556283
.4271t
t e dt dR -⨯-
=。
由此可求得C t
50=时，Ω=Ω+⨯=-
6096.663)45910.7056283.4271(3256
.2550
e
R t 。
50C 切线斜率
42098.233256
.2556283
.42713256.2550
-=⨯-=-e dt dR t
由此根据式（3）得知电阻温度系数为：
035293
.042098.236096
.6631
1-=⨯-==
dt dR R t t α。
2根据T
R t 1
}ln{-曲线改直后，直线的斜率k B =，在y 轴上的截距ln b R ∞=，由origin 软件分析得到的数据可知，ln -4.74664R b ∞==，3629.3289B k ==，
电阻温度系数22
3629.3289
0.03479(27350)
B T α=-=-=-+(50t
C =)。
3根据曲线改直后的图形所得的B 和电阻常数更加准确一些。
根据式（1）可得：ln()ln t B R R T
∞=+。
因此理论上来说，T R t
/1)ln(-曲线应该是直线。
一般来说，确定直线的参数要比确定曲线的参数要容易得多，因此用曲线改直后的图形所得到的结果要准确的多。
误差分析：
1.加热过程中测的的电阻值不一定就恰好是对应温度下电阻的阻值而造成实验数据出现偏差；
2.桥臂电阻和标准电阻以及电源的误差；
3.本次实验中，电阻的测量结果还较大程度上受检流计灵敏度的影响。
（注：素材和资料部分来自网络，供参考。
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