热电阻温度计的设计
热电阻温度计的构造
热电阻温度计的构造热电阻温度计是一种测量温度的传感器，它利用热电效应来测量材料的温度变化。
热电阻温度计由热敏电阻和电缆组成，常用于工业控制和实验室测量中。
热电阻温度计的构造非常简单，通常由以下几个组成部分：1. 热敏电阻：热敏电阻是热电阻温度计的核心部分，它是一种电阻随温度变化而变化的材料。
常见的热敏电阻材料有铂、镍、铜等。
热敏电阻的电阻值与温度呈线性关系，因此可以通过测量电阻值来确定温度变化。
2. 电缆：热电阻温度计的热敏电阻通过电缆与测量仪器相连接。
电缆通常由绝缘材料包裹，以防止电流泄露和外部干扰。
电缆的长度和材料也会影响温度测量的准确性和响应时间。
3. 外壳：为了保护热电阻温度计免受外部环境的影响，常常会给它安装一个外壳。
外壳通常由金属或塑料制成，可以起到防护和隔热的作用。
外壳的选择应根据具体的应用环境来确定，以确保温度测量的准确性和可靠性。
热电阻温度计的工作原理基于热电效应，即材料温度变化会引起材料内部电荷的移动。
热敏电阻材料的电阻值随温度变化而变化，这是因为温度变化会改变材料内部的电子和晶格的运动状态，从而影响电子的传导行为。
通过测量热电阻的电阻值变化，可以反推出材料的温度变化。
为了实现温度测量，热电阻温度计通常与测量仪器相连接。
测量仪器会通过电缆给热电阻供电，并测量热电阻的电阻值。
根据热电阻的电阻-温度特性曲线，测量仪器可以计算出温度的数值。
热电阻温度计具有许多优点，例如精度高、稳定性好、抗干扰能力强等。
它被广泛应用于工业控制、环境监测、实验室测量等领域。
在工业控制中，热电阻温度计可以用于测量液体、气体、固体等物体的温度，以实现对生产过程的监控和控制。
在实验室测量中，热电阻温度计可以用于测量试剂、样品等的温度，以确保实验的准确性和可重复性。
热电阻温度计是一种简单而有效的温度测量传感器。
它的构造简单，原理清晰，具有较高的准确性和稳定性。
通过测量热敏电阻的电阻值变化，热电阻温度计可以实现对物体温度的准确测量。
(完整版)基于热敏电阻的数字温度计
基于热敏电阻的数字温度计专业班级：机械1108组内成员：罗良李登宇李海先指导老师：**日期： 2014年6月12日1概述随着以知识经济为特征的信息化时代的到来人们对仪器仪表的认识更加深入，温度作为一个重要的物理量，是工业生产过程中最普遍，最重要的工艺参数之一。
随着工业的不断发展，对温度的测量的要求也越来越高，而且测量的范围也越来越广，对温度的检测技术的要求也越来越高，因此，温度测量及其测量技术的研究也是一个很重要的课题。
目前温度计种类繁多，应用范围也比较广泛，大致可以包括以下几种方法：1)利用物体热胀冷缩原理制成的温度计2)利用热电效应技术制成的温度检测元件3)利用热阻效应技术制成的温度计4)利用热辐射原理制成的高温计5)利用声学原理进行温度测量本系统的温度测量采用的就是热阻效应。
温度测量模块主要为温度测量电桥，当温度发生变化时，电桥失去平衡，从而在电桥输出端有电压输出，但该电压很小。
将输出的微弱电压信号放大，将放大后的信号输入AD转换芯片，进行A/D转换后，就可以用单片机进行数据的处理，在显示电路上，就可以将被测温度显示出来。
2设计方案2.1设计目的利用51单片机及热敏电阻设计一个温度采集系统，通过学过的单片机和数字电路及面向对象编程等课程的知识设计。
要求的功能是能通过串口将采集的数据在显示窗口显示，采集的温度达一定的精度2.2设计要求使用热敏电阻类的温度传感器件利用其温感效应，将随被测温度变化的电压或电流用单片机采集下来，将被测温度在显示器上显示出来。
3系统的设计及实现3.1系统模块3.1.1 AT89C51AT89C51是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器(FPEROM—Falsh Programmable and Erasable Read Only Memory)的低电压，高性能CMOS8位微处理器，俗称单片机。
该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。
热电阻
± (0.3 + 0.005 · |t|1))
-50 °C...+400 °C
2.0
B
1.5
1.0 0.5
A AA
绕线式 (WW) RTD 的最大误差 温度范围：200...+600 °C Cl. A Cl. AA, former 1/3 Cl. B Cl. B ± (0.15 + 0.002 · |t|1)) ± (0.1 + 0.0017 · |t|1)) -200 °C...+600 °C
!
响应时间
注意 ! 测量误差单位为 °F 时，使用上述 °C 公式计算，将计算结果乘以 1.8 即可。 测试条件符合 IEC 60751 标准：水，流速为 0.4 m/s (1.3 ft/s)，温度变化量为 10 K。 Pt100 热电阻，薄膜式 (TF) / 绕线式 (WW)：
传感器直径 矿物绝缘电缆 6 mm (0.24 in) 3 mm (0.12 in) 绝缘传感器线芯 6 mm (0.24 in) 3 mm (0.12 in) t50 t90 t50 t90 9s 28 s 6s 18 s t50 t90 t50 t90 3.5 s 8s 2s 5s 响应时间
!
绝缘阻抗
注意 ! 上表中的响应时间为未安装变送器时的响应时间。 环境温度下，绝缘阻抗 ( 测量电压：100 V DC) 100 M。
5
自热
RTD 为无源热电阻，测量时，需要外接电流。测量电流会导致 RTD 热电阻产生自热，从而产生测 量误差。除测量电流，测量介质的导热性和流速也会影响误差的大小。连接 Endress+Hauser 的 iTEMP® 温度变送器进行测量时，传感器自热导致的测量误差可以忽略 ( 极小的测量电流 )。 按照国际实用温标 ITS90， Endress+Hauser RTD 热电阻的参比温度标定范围为 -80...+600 °C (-110 °F...1112 °F)。标定可溯源，符合国家和国际标准。 标定报告按照热电阻的序列号查询，仅对热电阻铠装芯子进行标定。
热敏电阻温度计的设计
热敏电阻温度计的设计热敏电阻温度计的设计一、引言温度是测量各种物理和化学过程的关键参数。
热敏电阻温度计由于其出色的精度、快速响应和稳定性，在温度测量领域具有广泛的应用。
本文将详细介绍热敏电阻温度计的设计原理、结构、以及在实际应用中的注意事项。
二、设计原理热敏电阻温度计基于热电效应原理。
在导体中，自由电子因温度变化而产生热运动，产生电流。
这种现象被称为热电效应。
热敏电阻温度计利用这种效应来测量温度。
1.热电阻材料热敏电阻材料应具有高电阻率、良好的温度系数、稳定的物理和化学性质、以及可接受的响应时间。
常用的热敏电阻材料包括铜、镍、钴等。
2.测温原理热敏电阻的阻值随温度变化而变化。
通过测量电阻值的变化，可以确定温度的变化。
为了获得准确的温度读数，需要将电阻的变化转化为电压或电流的变化，再通过一定的算法进行计算。
三、设计结构热敏电阻温度计主要包括以下几个部分：1.热敏电阻热敏电阻是温度计的核心部件，负责感应温度的变化。
2.测量电路测量电路用于测量热敏电阻的电阻值，并将电阻值的变化转换为电压或电流的变化。
常用的测量电路包括惠斯通电桥和恒流源电路。
3.数据处理单元数据处理单元接收来自测量电路的信号，通过一定的算法处理数据，得出温度读数。
4.显示单元显示单元用于显示测得的温度读数。
四、实际应用及注意事项1.安装位置热敏电阻应安装在被测物体表面或内部，以减小误差。
对于移动或旋转的物体，应选择合适的安装位置，以避免因运动产生的误差。
2.绝缘要求为避免误差，热敏电阻与测量电路之间应具有良好的绝缘。
绝缘材料的选择应考虑被测物体的环境条件，如湿度、压力等。
3.校准为了确保准确的温度读数，热敏电阻温度计应定期进行校准。
校准过程中，应使用已知标准温度的参考物体对温度计进行校准。
4.稳定性检测长时间使用后，热敏电阻可能会出现老化现象，导致温度读数的不准确。
因此，应定期对热敏电阻进行稳定性检测，以保证测得的温度读数的准确性。
5.环境因素环境因素如湿度、压力、光照等可能影响热敏电阻的温度读数。
热敏电阻温度计的设计与标定
热敏电阻温度计的设计与标定一、实验内容与实验要求1．电阻温度计包括金属电阻温度计和半导体温度计，本实验要求利用半导体材料制备的热敏电阻设计出能够测量常温的温度计，测温范围“实验室室温－75℃”2．对温度计进行定标，绘制T-I(温度－电流)定标曲线。
3．用标定后的温度计，测量人体手心的温度，并与标准温度计所测量结果进行比较。
二、实验前应考虑并回答的问题1. 金属、半导体电阻随温度变化大致有怎么样的规律？2. 金属或半导体材料制成的热敏电阻随温度变化是线性的吗？3. 传感器为什么要定标？4. 非平衡电桥有什么用途？三、实验室可以提供的主要仪器1. 负温度系数半导体热敏电阻一支[25℃时电阻约5KΩ,B值3950/℃]2. 可调温压电源、微安表、万用表（不能当电压表用）。
3. 电加热水壶、金属水杯。
4. 玻璃温度计一支(0~100℃,准确度1℃)。
5. 电阻箱3个、塑料清洗瓶1个、开关和导线等。
四、实验设计报告和实验报告的要求(1). 实验设计报告的要求：1.实验目的；2.实验仪器[含仪器参数]；3.实验原理[热敏电阻、非平衡电桥测温原理，有电流－电阻关系公式，实验设计思路解释]；4. 电路中仪器的可调物理量数值预先选定和计算[电桥上三个电阻阻值、电源总电压等]，5. 实验步骤[结合预先选择和计算的的数据，准确写出“把电阻箱阻值调到xxΩ,电源电压调到x.xxV”]，6. 数据表[结合测量量和自变量，此外，电路中所用仪器的数值量都要记录；7. 实验注意事项。
(2) 实验报告的要求：在实验设计报告的基础上，增加实验中测量到的数据，完成数据处理和分析，实验总结和感受。
五、实验原理：1. 半导体热敏电阻半导体热敏电阻随温度变化典型特性可分为三种类型：负温度系数热敏电阻（NTC ）；正温度系数热敏电阻（PTC ）和特定温度下电阻值发生突变电阻器（CTR ）。
具有负温度系数的热敏电阻，电阻值随温度升高而迅速下降，这是因为热敏电阻由一些金属氧化物如Fe 3O 4、MgCr 2O 4等半导体制成，在这些半导体内部，自由电子数目随温度的升高增加得很快，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，但这种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值迅速下降。
4 热电阻温度计
能源与环境学院
School of Energy & Environment
五、工业热电阻的结构
东南大学
Southeast University
防爆型铂热电阻
普通型铂热电阻
能源与环境学院
School of Energy & Environment
东南大学
Southeast University
热电阻体、引出线、绝缘骨架、保护套管、接线盒等部分组 成。
能源与环境学院
School of Energy & Environment
（四）半导体热敏电阻的结构
东南大学
Southeast University
能源与环境学院
School of Energy & Environment
热敏电阻外形
MF12型 NTC热敏电阻
东南大学
Southeast University
能源与环境学院schoolofenergyenvironment东南大学southeastuniversity四半导体热敏电阻的结构能源与环境学院schoolofenergyenvironment东南大学southeastuniversity热敏电阻外形mf12型型ntc热敏电阻聚脂塑料封装热敏电阻聚脂塑料封装热敏电阻能源与环境学院schoolofenergyenvironment东南大学southeastuniversity玻璃封装ntc热敏电阻热敏电阻mf58型热敏电阻能源与环境学院schoolofenergyenvironment东南大学southeastuniversity带安装孔的热敏电阻大功率带安装孔的热敏电阻大功率ptc热敏电阻能源与环境学院schoolofenergyenvironment东南大学southeastuniversity贴片式ntc热敏电阻热敏电阻能源与环境学院schoolofenergyenvironment东南大学southeastuniversity43热电阻的校验
热电阻温度计工作原理
热电阻温度计工作原理
热电阻温度计工作原理：
①材料特性热电阻大多采用铂镍铜等金属材料作为感温元件这些材料电阻率会随温度升高而增大；
②电阻变化当温度发生变化时感温元件内部自由电子碰撞几率增加导致电子迁移受到阻碍表现为电阻增大；
③电路连接将感温元件接入惠斯通电桥或其他精密测量电路中作为其中一个臂其余三个臂为固定标准电阻；
④平衡状态在初始状态下通过调整电桥供电电压或某个标准电阻值使输出端电压为零即电桥处于平衡状态；
⑤温度感应当被测介质温度变化引起感温元件电阻变化时会破坏原有平衡导致输出端出现与温度成正比电压差；
⑥信号放大用电压表电流计等仪表直接读取输出信号或用放大器ADC转换器等设备将微弱电信号放大转换成数字信号；
⑦校准修正由于热电阻本身也有温度系数需用软件硬件方法对其进行修正补偿以提高测量精度和可靠性；
⑧长期稳定性为保证长期使用后仍能保持较高准确度需定期用标准温度源对热电阻进行校准标定；
⑨抗干扰设计在工业现场为防止电磁场振动等因素干扰测量需对热电阻及其引线采取屏蔽接地等措施；
⑩多点测量通过多路开关扫描仪等设备可将单一热电阻扩展成多通道温度巡检系统满足大面积多点测温需求；
⑪数据处理将采集到原始数据输入计算机中用专用软件进行滤波拟合回归等处理得到更为精确温度曲线；
⑫应用领域因其测量范围宽精度高稳定性好等特点被广泛应用于石油化工航空航天食品医药等诸多领域。
数字温度计研究与设计论文
数字温度计研究与设计论文引言数字温度计是一种现代化的温度测量设备，它可以通过数字显示直观地反映当前的温度值。
在各个领域中，数字温度计被广泛应用于温度的监测与控制，例如气象测量、医疗设备、工业自动化等。
本篇论文旨在研究数字温度计的工作原理、实现方式及其在实际应用中的设计要点等方面内容。
1. 数字温度计的工作原理数字温度计通常采用数字传感器来测量温度值，并通过显示屏以数字形式输出。
它们的工作原理有以下几种常见类型：1.1 热敏电阻温度计热敏电阻温度计采用热敏电阻作为温度传感器。
随着温度的变化，热敏电阻的电阻值也会发生相应变化，通过测量电阻值的变化来确定温度值。
常见的热敏电阻温度传感器有NTC （负温度系数）和PTC（正温度系数）两种类型。
1.2 热电偶温度计热电偶温度计利用由两种不同金属组合而成的热电偶丝产生的热电势来测量温度。
随着温度的变化，热电势也会发生变化，通过测量热电势的变化来推导出温度的值。
热电偶温度计具有广泛的测量范围和快速的响应速度。
1.3 热电阻温度计热电阻温度计利用热敏电阻的电阻随温度变化的特性来测量温度。
它由金属或合金制成，具有较高的精度和稳定性。
常见的热电阻材料有铂金（PT100、PT1000）和镍铬合金。
2. 数字温度计的实现方式数字温度计可以通过多种方式实现，以下是几种常见的实现方式：2.1 单片机实现单片机是一种具有强大的运算能力和IO口的集成电路。
通过将数字传感器连接到单片机的IO口，并编程实现温度的读取和显示功能，可以实现一个简单的数字温度计。
```c #include <stdio.h>// 定义温度传感器引脚 #defineTEMPERATURE_SENSOR_PIN A0void setup() { // 初始化串口 Serial.begin(9600); }void loop() { // 读取温度值 int temperature = analogRead(TEMPERATURE_SENSOR_PIN);// 转换为摄氏度 float celsius = (5.0 * temperature * 100) / 1024;// 打印温度值 Serial.print(。
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设计题目：
设计一个采用Cu50热电阻做传感器的电子温度计电路，测温范围0—100℃，以模拟方式显示温度，显示分辨率不低于2℃。
（注：Cu50热电阻的温度系数取0.00425∕℃）
设计思路：
本设计主要采用Cu50热电阻做传感器来做温度计，精度要求要高，则选用Cu50热电阻的三线制的方法来接线。
电路部分依然采用电桥平衡，产生电位差，经过信号放大电路，在电压表上显示温度值！
系统框图：
实验原理
利用导体或半导体的电阻值随温度的变化而改变的性质来测量温度。
实验证明
•多数金属导体在温度升高1℃时，阻值变化0.4% ~ 0.6%；
•多数具有负温度系数的半导体在温度升高1℃时，阻值变化3% ~ 6%；
铜热电阻
优点：线性度好，电阻温度系数大、价格低、精度适中；
缺点：〉100℃时，易被氧化；
测温范围：-50~+150℃。
常用铜电阻分度号：Cu100和Cu50
本设计采用Cu50
测温范围：0~100℃
根据公式：Rt=Ro（1+αt）
Cu50的传感器结构图：
说明：为了消除金属热电阻(几欧~几十欧范围)中的引线电阻和连接导线电阻受温度变化而改变其阻值大小，从而影响热电阻测温。
电桥电路部分：
测温电桥——两线制、三线制、四线制接法。
1、二线制：
在热电阻的两端各连接一根导线来引出电阻信号的方式叫二线制：这种引线方法很简单，但由于连接导线必然存在引线电阻r，r大小与导线的材质和长度的因素有关，因此这种引线方式只适用于测量精度较低的场合。
2、三线制：
在热电阻的根部的一端连接一根引线，另一端连接两根引线的方式称为三线制，这种方式通常与电桥配套使用，可以较好的消除引线电阻的影响，是工业过程控制中的最常用的引线电阻。
3、四线制：
在热电阻的根部两端各连接两根导线的方式称为四线制，其中两根引线为热电阻提供恒定电流I，把R
转换成电压信号U，再通过另两根引线把U引至二次仪表。
可见这种引线方式可完全消除引线的电阻影响，主要用于高精度的温度检测。
四线制如下图：
①电源E：向标准电阻RH、热电阻Rt（经a,c）、调节电阻Rr和电
流表回路供电；
②电流I：调节Rr，使得回路电流I调整到热电阻的规定值3~4mA；
③电流测量线：与a和c相连
④电位测量线：与b和d相连
⑤转换开关K：先后测量标准电阻RH和热电阻Rt上的电压降UH
和Ut；
虽然四线制在精度上较高，但是由于本设计需要到温度的显示部分，采用上述的方法不好显示，所以还是采用三线制电桥电路！
信号放大电路采用：INA155放大电路
INA155芯片的内部结构及其管脚！
INA155的放大倍数由R G决定，由上可知，当为open 时，放大倍数为10倍，当为30K的时候，放大倍数
为20倍。
表头显示部分：
采用0-5V的电压表表头显示，对应的温度显示为0-100℃，其中最小刻度为2℃（分辨率为2℃）
整体电路分析：
调节RH，使得回路电流I调整到热电阻的规定值4-5mA
根据电桥平衡公式：
R1=R+Rr R2=100Ω
R3=100Ω R4=50+Rr=100Ω
其中R为CU热电阻，根据温度的变化而变化
可见温度和电阻变化
成线性关系
设& 为电压和温度的关系系数,即 & = T / Uo
在0℃时，Uo为0；
在10℃时，Uo为=0.0268V
T=0.0268*&
T=10
则：&1 = 10/0.0268 ≈ 18.65671
由此递推： &2≈18.66977
&3≈18.67413
&4≈18.680677
&5≈18.684603
&6≈18.688677
&7≈18.69034
&8≈18.6915887
&9≈18.692559
&10≈18.693524
则可得：& `(平均)=18.68206
所以放大倍数也为18.68206，调节Rd可以得到！电压表表头即可以显示温度℃。