热电阻实验报告

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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。

实验四 热电阻测温特性实验

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。

半导体热敏电阻实验报告

半导体热敏电阻实验报告

半导体热敏电阻实验报告一、实验目的1、了解半导体热敏电阻的基本特性。

2、掌握测量半导体热敏电阻阻值与温度关系的方法。

3、学会使用数据处理软件分析实验数据,得出热敏电阻的温度特性曲线。

二、实验原理半导体热敏电阻是利用半导体材料的电阻率随温度变化而显著变化的特性制成的温度敏感元件。

其电阻率随着温度的升高而迅速减小,具有负温度系数。

半导体热敏电阻的电阻值与温度的关系可以用以下经验公式表示:\(R_T = R_0 e^{B(1/T 1/T_0)}\)其中,\(R_T\)为温度\(T\)时的电阻值,\(R_0\)为温度\(T_0\)时的电阻值,\(B\)为材料的热敏常数。

在实验中,通过改变温度,测量不同温度下热敏电阻的电阻值,然后对数据进行处理和分析,得出其温度特性曲线。

三、实验仪器1、恒温箱:用于提供不同的温度环境。

2、数字万用表:用于测量热敏电阻的电阻值。

3、半导体热敏电阻:实验所研究的对象。

四、实验步骤1、连接电路将半导体热敏电阻与数字万用表连接成测量电路,确保连接牢固,接触良好。

2、设定温度打开恒温箱,设定起始温度,并设置温度间隔,如每隔 5°C 或10°C 改变一次温度。

3、测量电阻值在每个设定的温度稳定后,使用数字万用表测量半导体热敏电阻的电阻值,并记录下来。

4、重复测量为了提高实验数据的准确性,在每个温度点进行多次测量,并取平均值。

5、改变温度按照设定的温度间隔,逐步升高或降低恒温箱的温度,重复步骤 3 和 4,直到完成所需温度范围内的测量。

五、实验数据记录|温度(°C)|电阻值(Ω)|||||_____|_____||_____|_____||_____|_____||||六、数据处理与分析1、绘制曲线以温度为横坐标,电阻值为纵坐标,使用绘图软件绘制出半导体热敏电阻的温度特性曲线。

2、拟合曲线根据实验数据,选择合适的函数形式对温度特性曲线进行拟合,如指数函数或幂函数。

热敏电阻测室温实验报告

热敏电阻测室温实验报告

热敏电阻测室温实验报告
实验目的:了解热敏电阻的特性及测量室温的方法。

实验原理:热敏电阻是一种随着温度变化而改变电阻值的电阻。

在本实验中,我们将使用PTC热敏电阻。

当热敏电阻受到外部温度的影响时,电阻值随之改变。

PTC热敏电阻的电阻随温度升高而升高,因此可以通过测量电阻值来确定温度。

实验步骤:
1. 准备实验材料:PTC热敏电阻、电解电容器、万用表。

2. 将PTC热敏电阻和电解电容器依次连接,并在万用表上选择电阻量程。

4. 测量PTC热敏电阻的电阻值,并记录下来。

5. 根据电阻值计算室温。

实验结果:
1. 测量结果如下表所示:
PTC热敏电阻电阻值(Ω)室温(℃)
220 24
205 25
190 26
175 27
160 28
2. 通过实验数据计算,PTC热敏电阻的温度系数为0.143℃/Ω。

结论:本实验使用PTC热敏电阻测量室温,得出了准确的测量结果,并计算出了PTC 热敏电阻的温度系数。

通过本实验,我们了解了热敏电阻的特性及测量室温的方法,这对于温度测量有重要的意义。

热敏电阻实验报告

热敏电阻实验报告

热敏电阻实验报告————————————————————————————————作者:————————————————————————————————日期:班 级__光电3班___________ 组 别____第二组_________ 姓 名__邓菊霞___________ 学 号_1110600095_____日 期___2012.11.20____ 指导教师_刘丽峰___【实验题目】 热敏电阻温度特性实验【实验目的】1、研究热敏电阻的温度特性;2、掌握非平衡电桥的工作原理;3、了解半导体温度计的结构及使用方法【实验仪器】直流稳压电源、滑线变阻器、热敏电阻、温度计、电阻箱、微安表、检流计、保温杯、冰块等。

【实验原理】热敏电阻器是敏感元件的一类,按照温度系数不同分为正温度系数热敏电阻器(PTC )和负温度系数热敏电阻器(NTC )。

热敏电阻器的典型特点是对温度敏感,不同的温度下表现出不同的电阻值。

正温度系数热敏电阻器(PTC )在温度越高时电阻值越大,负温度系数热敏电阻器(NTC )在温度越高时电阻值越低,它们同属于半导体器件。

本实验所用的是负温度系数热敏电阻。

负温度系数热敏电阻其电阻-温度关系的数学表达式为:)]T T (B exp[R R n T T 0011-= (1) 式中T R 、0T R 代表温度为T 、0T 时热敏电阻的阻值,n B 为热敏电阻的材料系数(n 代表负电阻温度系数)。

上式是一个经验公式,当测温范围不太大时(<450℃),该式成立。

其关系曲线如左图所示。

为便于使用,常取环境温度为25℃作为参考温度(即0T =298K ),则负温度系数的热敏电阻的电阻―温度特性可写成:)]T T (B exp[R R n T 02511-= (2) 0T R (常为25R )是热敏电阻的标称电阻,其大小由热敏电阻材料和几何尺寸决定,对于一个确定的热敏电阻,25R 和n B 为常数,可用实验方法求得。

半导体热敏电阻特性研究实验报告

半导体热敏电阻特性研究实验报告

半导体热敏电阻特性研究实验报告半导体热敏电阻特性研究实验报告引言:半导体热敏电阻是一种基于半导体材料的温度敏感性元件,其电阻值随温度的变化而变化。

本实验旨在研究半导体热敏电阻的特性,并探索其在温度测量和控制中的应用。

实验一:热敏电阻与温度关系的测量在本实验中,我们选择了一种常见的热敏电阻材料,并使用了恒流源和数字温度计来测量其电阻值与温度之间的关系。

首先,我们将热敏电阻与恒流源相连,并将电流保持在恒定值。

然后,我们使用数字温度计测量不同温度下的电阻值。

通过多次测量,我们得到了一组电阻-温度数据。

根据实验数据,我们绘制了电阻-温度曲线。

结果显示,热敏电阻的电阻值随温度的升高而下降,呈现出明显的负温度系数特性。

这意味着热敏电阻在高温下具有较低的电阻值,在低温下具有较高的电阻值。

实验二:热敏电阻在温度测量中的应用在实验一的基础上,我们进一步探索了热敏电阻在温度测量中的应用。

我们设计了一个简单的温度测量电路,将热敏电阻与电压源和电压测量仪相连。

通过测量电压测量仪的输出电压,我们可以间接地推算出热敏电阻的电阻值,从而得知温度。

实验结果表明,该方法能够较准确地测量温度,且具有较高的灵敏度和稳定性。

实验三:热敏电阻在温度控制中的应用除了温度测量,热敏电阻还可以应用于温度控制。

我们设计了一个简单的温度控制电路,其中包括热敏电阻、比较器和加热元件。

当温度超过设定阈值时,热敏电阻的电阻值会下降,导致比较器输出高电平信号,进而控制加热元件的工作。

当温度降低到设定阈值以下时,热敏电阻的电阻值上升,比较器输出低电平信号,停止加热。

实验结果表明,该温度控制电路能够实现对温度的自动控制,具有较高的精度和稳定性。

这种基于热敏电阻的温度控制方法在实际应用中具有广泛的潜力。

结论:通过本次实验,我们研究了半导体热敏电阻的特性,并探索了其在温度测量和控制中的应用。

实验结果表明,热敏电阻具有良好的温度敏感性能,可广泛应用于各种温度相关的领域。

热敏电阻的实验报告

热敏电阻的实验报告热敏电阻的实验报告引言:热敏电阻是一种能够根据温度变化而改变电阻值的元件。

它在各个领域中有着广泛的应用,如温度传感器、温度控制系统等。

本次实验旨在通过测量热敏电阻在不同温度下的电阻值,探究其特性和应用。

实验装置和方法:实验所需材料和仪器有:热敏电阻、恒温水槽、数字万用表、电源等。

1. 将热敏电阻连接到电源和数字万用表上;2. 将热敏电阻浸入恒温水槽中;3. 调节恒温水槽的温度,并记录相应的电阻值。

实验结果和分析:通过实验测量得到了一系列不同温度下的电阻值数据。

将这些数据绘制成温度-电阻值曲线,可以看出热敏电阻的特性。

首先,从曲线的形状可以看出,热敏电阻的电阻值随温度的升高而降低,呈现出一个负温度系数特性。

这意味着当温度升高时,电阻值减小,反之亦然。

这一特性使得热敏电阻在温度测量和控制中有着重要的应用。

其次,曲线的斜率也反映了热敏电阻的敏感度。

斜率越大,表示电阻值对温度变化的敏感度越高。

因此,选择合适的热敏电阻可以实现对温度变化的精确控制。

此外,曲线上还可能存在一些拐点或平台。

这些拐点或平台对应着热敏电阻的临界温度,当温度超过或低于这些临界温度时,热敏电阻的电阻值会发生急剧变化。

这种特性使得热敏电阻在温度保护和报警系统中起到重要作用。

应用实例:1. 温度传感器:热敏电阻可以用来测量环境温度,例如室内温度、液体温度等。

通过将热敏电阻与电路连接,可以将电阻值转换为电压或电流信号,从而实现温度的准确测量。

2. 温度控制系统:热敏电阻可以与温度控制器相结合,实现对温度的自动控制。

当温度超过或低于设定的阈值时,热敏电阻的电阻值会发生变化,从而触发控制器采取相应的控制措施,如启动或关闭冷却装置。

3. 温度报警系统:热敏电阻可以用于监测温度变化并触发报警。

当温度超过或低于设定的警戒值时,热敏电阻的电阻值会发生突变,从而触发报警装置,提醒人们采取相应的措施。

结论:通过本次实验,我们深入了解了热敏电阻的特性和应用。

热敏电阻温度特性实验报告

热敏电阻温度特性实验报告热敏电阻温度特性实验报告引言:热敏电阻是一种常用的电子元件,其电阻值会随着温度的变化而发生变化。

了解热敏电阻的温度特性对于电子设备的温度测量和控制至关重要。

本实验旨在通过测量热敏电阻的温度特性曲线,探究其电阻值与温度之间的关系。

实验材料和方法:材料:热敏电阻、直流电源、数字万用表、温度计、恒温水槽、温度控制器、导线等。

方法:1. 将热敏电阻与直流电源、数字万用表连接,组成电路。

2. 将温度计放置在恒温水槽中,并通过温度控制器控制水槽的温度。

3. 将热敏电阻放置在水槽中,使其与水温保持一致。

4. 通过调节温度控制器,使水槽的温度从低到高逐渐升高。

5. 每隔一段时间,记录热敏电阻的电阻值和相应的温度。

实验结果:在实验过程中,我们记录了热敏电阻的电阻值和相应的温度,并绘制了电阻-温度曲线图。

实验结果显示,热敏电阻的电阻值随着温度的升高而减小,呈现出明显的负温度系数特性。

随着温度的升高,电阻值的变化越来越明显,呈现出非线性的趋势。

讨论与分析:热敏电阻的温度特性是由其材料的特性决定的。

一般来说,热敏电阻的材料是半导体材料,其电阻值与材料的导电性质和能带结构有关。

在低温下,半导体材料中的载流子浓度较低,电阻值较大;随着温度的升高,载流子浓度增加,电阻值减小。

这种负温度系数特性使得热敏电阻在温度测量和控制中有着广泛的应用。

此外,热敏电阻的温度特性还受到环境因素的影响。

例如,温度的变化速率、湿度等因素都会对热敏电阻的温度特性产生一定的影响。

因此,在实际应用中,我们需要根据具体的环境条件对热敏电阻的温度特性进行修正和校准。

结论:通过本实验,我们成功地测量了热敏电阻的温度特性,并得到了电阻-温度曲线。

实验结果表明,热敏电阻的电阻值随着温度的升高而减小,呈现出负温度系数特性。

这一特性使得热敏电阻在温度测量和控制中具有重要的应用价值。

然而,需要注意的是,热敏电阻的温度特性受到环境因素的影响,因此在实际应用中需要进行修正和校准。

热电阻结构及使用实训报告

一、实训背景热电阻是一种温度传感器,具有精度高、稳定性好、输出信号线性等优点,广泛应用于工业、科研、医疗等领域。

为了更好地理解热电阻的结构和工作原理,提高实际应用能力,我们进行了热电阻结构及使用的实训。

二、实训目的1. 了解热电阻的结构和组成;2. 掌握热电阻的工作原理;3. 学会热电阻的使用方法;4. 提高实际操作能力。

三、实训内容1. 热电阻的结构及组成热电阻主要由感温元件、保护套管、引线等组成。

(1)感温元件:感温元件是热电阻的核心部分,其材料为纯铂、铂铑合金或镍等。

其中,铂电阻具有很高的稳定性和精度,常用于精密测量。

(2)保护套管:保护套管用于保护感温元件,防止其受到外界物理损伤和化学腐蚀。

(3)引线:引线用于将感温元件与测量电路连接,一般采用双绞线或屏蔽线。

2. 热电阻的工作原理热电阻的工作原理基于金属导体的电阻随温度变化的特性。

当温度升高时,金属导体的电阻值增加;反之,当温度降低时,电阻值减小。

热电阻通过测量电阻值的变化来感知温度。

3. 热电阻的使用方法(1)连接电路:将热电阻的引线与测量电路连接,确保连接牢固,避免接触不良。

(2)校准:根据实际应用需求,对热电阻进行校准,确保测量精度。

(3)安装:将热电阻安装于测量对象上,确保其与测量对象紧密接触,避免空隙。

(4)测量:将测量电路通电,读取测量值,与实际温度进行对比,判断测量结果是否准确。

四、实训过程1. 观察热电阻的结构:观察热电阻的外观,了解其组成部分,如感温元件、保护套管、引线等。

2. 学习热电阻的工作原理:通过查阅资料和实验操作,了解热电阻的工作原理,掌握其电阻随温度变化的特性。

3. 实验操作:按照实训要求,连接电路、校准、安装和测量,观察实验现象,记录实验数据。

4. 数据分析:对实验数据进行处理和分析,得出实验结论。

五、实训结果与分析1. 实验结果通过实训,我们成功完成了热电阻的连接、校准、安装和测量,观察到了实验现象,记录了实验数据。

大物仿真实验报告热敏电阻的温度特性

大学物理仿真实验报告热敏电阻的温度特性一、实验目的了解热敏电阻的电阻—温度特性及测温原理,学习惠斯通电桥的原理及使用方法,学习坐标变换、曲线改直的技巧;二、实验所用仪器及使用方法直流单臂电桥、检流计、待测热敏电阻和温度计、调压器;三、实验原理半导体热敏电阻的电阻—温度特性热敏电阻的电阻值与温度的关系为:A,B是与半导体材料有关的常数,T为绝对温度,根据定义,电阻温度系数为:R是在温度为t时的电阻值; 惠斯通电桥的工作原理t如图所示:四个电阻R0,R1,R2,Rx组成一个四边形,即电桥的四个臂,其中Rx就是待测电阻;在四边形的一对对角A和C之间连接电源,而在另一对对角B和D之间接入检流计G;当B和D两点电位相等时,G中无电流通过,电桥便达到了平衡;平衡时必有Rx = R1/R2·R0,R1/R2和R0都已知,Rx即可求出;电桥灵敏度的定义为:式中ΔRx指的是在电桥平衡后Rx的微小改变量,Δn越大,说明电桥灵敏度越高;实验仪器四、实验所测数据•不同T所对应的Rt 值R均值,1 / T,及ln R t的值t五、实验结果:1.热敏电阻的R t-t特性曲线数据点连线作图在图上找到T=50所对应的点做切线,可以求得切线的斜率: K=500-0/0-85=由此计算出:α=二次拟合的曲线:在图上找到T=50所对应的点做切线,可以求得切线的斜率:K=495-0/0-84=由由此计算出:α=R-- 1 / T曲线t仿真实验画出图线如下图所示但计算机仿真实验画出的曲线图中A的值计算有误,正确的A=.将图修正后如下:A=,B=由此写出Rt=六、思考题1.如何提高电桥的灵敏度2.答:电桥的灵敏度和电源电压,检流计的灵敏度成正比,因此提高电源电压,检流计的灵敏度能提高电桥灵敏度;另外,检流计电阻,桥臂总阻值,桥臂电阻比也关系到电桥的灵敏度,因此合适的桥臂总阻值,桥臂电阻比也能提高电桥灵敏度;2. 电桥选择不同量程时,对结果的准确度有效数字有何影响答:第1测量盘×1000,即第1测量盘不置于“0”时,结果的有效数字位数都为四位;但选择不同量程时,电阻精确到的小数位数不同;选择量程时,要尽量使能读取四位有效数字,即第1测量盘不置于“0”;。

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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。

如下面图框所示:传感器Pt100热电阻将输入温度信号转换为电阻;调理电路将电阻转变为电压信号并对其进行调理放大,转换成适合A/D 转换器输入的信号;A/D 转换器将模拟信号转换为数字信号送入CPU 系统;CPU 系统对信号进行分析处理并显示结果。

二、系统的详细设计1、Pt100热电阻实验室提供Pt100热电阻。

Pt100热电阻由金属铂电阻元件构成,高纯度铂具有稳定的电阻温度关系。

根据实验指导书后附的Pt100热电阻分度表,计算出Pt100热电阻传感器的灵敏度S 热为:3/ 3.910/R RS C T-∆=≈⨯∆ 热练习一思考题:1)辨识测温传感器是热电偶还是热电阻。

2)若测温传感器为热电阻,试判断其状态:正常、断路?答:1)热电阻是将温度转换为电阻的传感器,热电偶将温度转换为电压的传感器。

在无外加激励的情况下,热电偶输出微弱热电势,而热电阻没有电压输出。

故可在其后端连接一个适当放大倍数的测量放大器,用电压表测出测量放大器的输出值,其中有输出的是热电偶,无电压输出的就是热电阻。

2)将热电阻串接在一个简单的回路中,对热电阻进行加热,如果测出其两端电压升高,则热电阻状态正常,否则说明热电阻断路。

测温仪——与Pt100热电阻配用Pt100热电阻测温系统结构框图2、调理电路(1)工作原理采用双恒流源供电测量电压降法。

用恒流源I0给热电阻RT 供电时,热电阻RT 的阻值将随被测温度T 而变化。

只要测得热电阻两端的电压降UT ,则RT 可由式TT U R I =求得。

(2)设备MOTECH LPS -305直流电压源;调理电路板:包括双恒流源和放大器两部分;1)调节电路板上的电位器104来控制恒流源电流大小,为了防止热电阻的自热效应,通过热电阻的工作电流应小于5mA 。

本实验恒流源电流为1mA ;2)调节电路板上的电位器106来控制放大倍数,本实验放大倍数为50倍。

可调电阻箱 (0.1Ω~99999.9Ω,步进0.1Ω),模拟Pt100热电阻的输出值。

(3)调理电路图测量放大器的差分输入电压为:0000V i t N I R I R I R t α=-= (4)调理电路板使用说明1)示意框图流过PT100的电流可由电位器104调整,/2000I Ui = 放大倍数K ,可由电位器106调整,/'k Ut Ut = 2)器件及布局输出信号:Ut (调理电路输出电压),Ui (电流基准电压),地(数采卡接地端)3)使用步骤:电路板使用±15V 直流电压供电;根据所测量程计算,并选择适当的电流和放大倍数;根据需要调整电位器104,通过检测Ui ,计算电流是否满足需求;根据需要调整电位器106,通过检测Ut 和Ut’计算放大倍数是否满足需求。

4)注意事项:在上电之前请检查PT100是否已经接上。

若PT100接头两端断路(即什么都不接)时,相当于热电阻为无穷大。

这时Ut’将会被拉高到电源电压,Ut 极大,可能会造成放大电路的损坏!练习二思考题若电流源的误差为0.5%,在最大测量点T=200℃时,热电阻的测量误差; 答:测量放大器输出Ut 为:00Ut kI R T α=由电流源的误差引起的测量放大器输出变化Ut ∆为:00Ut kR T I α∆=⋅∆在测量中将会误认为是被测温度的变化引起了测量放大器输出变化,即:00Ut kR I T α∆=⋅∆由以上两式得到温度测量误差T ∆为:00000000/kR T I IT Ut kR I T kR I I ααα⋅∆∆∆=∆==⋅故当电流源的误差为0.5%,在最大测量点T=200℃时,热电阻的测温误差为:20002000.5%1I T T I ∆∆=⋅=⨯=℃ 由电流源误差引起的测温相对误差为: 2001100%0.5%200T T ∆=⨯= 3、数据采集系统本部分使用LABVIEW 驱动Lab-PCI-6024E 数据采集卡PCI-6024E 数据采集卡通道号与CB-68LP 转接板接口号相对应,如下表所示:模拟地的通道号:32 67 29 64 27 59 24 56;输入模拟信号:选择一个模拟输入通道和一个模拟地通道,分别接模拟信号和地。

本实验中用到的2路模拟输入信号,使用两个模拟输入通道,分别为a0和a1:a0电流基准输出电压:接调理电路板连数采卡部分的黄端; a1调理电路输出电压:接调理电路板连数采卡部分的红端。

PCI-6024E 数据采集卡的驱动见各软件模块的设计部分。

4、PC 显示利用LABVIEW 工作平台,设计出面板,编出程序,详见二中各软件模块的设计。

5、系统各环节参数设计本实验采用NI 公司的NI6024E 数采卡,其所用A/D 转换器为12位(b=12),输入电压为±5V 。

1)PT100热电阻传感器的灵敏度3/ 3.910/R RS C T-∆=≈⨯∆o 热 2)数采卡A/D 转换器的量化值12100.00244V2Q ==与灵敏度SA/D=1D V Q ∆=∆; 3)调理电路的灵敏度VK I R∆=∆;4)全系统的总灵敏度为DS T∆=∆总; 5)计算测温系统分辨力为0.2°C 时,需加的最小放大倍数为(恒流源为1mA ):123010/231.30.001 3.9100.2100V V K I R I S TR -∆∆====⋅∆⋅∆⨯⨯⨯⨯热本实验中选取的调理电路放大倍数为50。

当选定放大倍数为50后,测温范围为:.max 30102564500.001100 3.9100.2F S V T KIR S T -===∆⨯⨯⨯⨯⨯热°C ,满足设计要求。

6、各软件模块的设计(1)电压采集、电阻与温度转换软件设定每次采一个电压值,采样间隔为0.5s ,由while 循环的时钟确定。

电阻与温度的转换采用查表法,表为试验指导书后附的PT100热电阻分度表。

电阻与温度转换程序如下:Tbiao=[0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200 210];Rbiao=[100 103.9 107.79 111.67 115.54 119.40 123.24 127.08 130.9 134.71 138.51 142.29 146.07 149.83 153.58 157.33 161.05 164.77 168.48 172.17 175.86 179.53];R=utt/(Is*50)+100; ut=R*Is; for i=1:1:21if R>=Rbiao(i)&&R<Rbiao(i+ 1)temp=Tbiao(i)+(Tbiao(i+1)-Tbiao(i))/(Rbiao(i+1)-Rbiao(i))*(R-Rbiao(i)); end end该部分程序截图如下:前面板见第三部分系统测试环节中的结果显示。

(2)PT100热电阻一阶阶跃响应特性的数据采集与显示将PT100热电阻从室温环境快速伸入90°C左右的热水中(相当于对该温度传感器输入阶跃信号),采集到的电压的变化规律呈一阶系统阶跃响应特性。

本部分的难点是将连续采集到的电压值实时的显示出来。

程序中将本次以前采集到的数据放入一个数组,将本次采集到的数据插入到该数组之后,成为下一个待插的数组,这一功能是通过移位寄存器实现的。

这与1中得到响应曲线的方法相同,程序已在上图中有所表示。

去除畸形点程序:A=max(Ut);yuzhi=Ut(1)+(A-Ut(1))/10;j=1;for i=1:1:length(Ut)if Ut(i)>yuzhiU(j)=Ut(i);j=j+1;elsec=i;endendc=c+1;(3)一阶系统时间常数 的测量具体流程如下:程序如下:i=1;while U(i)<Az(i)=log(1-U(i)/A);i=i+1;endn=length(z);t=1:1:n;p=polyfit(t,z,1);z1=polyval(p,t);kk=-1/p(1);程序截图如下图所示:(4)用数字滤波法对一阶系统频带进行扩展1) 实现校正环节H(s)等效数字滤波H(z)的编程算式。

根据已测定出的时间常数τ值与所要求的频带扩展倍数K=10,可计算c f ,b f ,p ,q 。

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