电子温度计的设计和实现实验报告.doc

试验六 电子温度计设计和实现摘要：设计一个用铂电阻作为传感器电子温度计，用非平衡电桥测量铂电阻温度系数。并对温度计进行标定关键词： 电桥 铂电阻 电子温度计 一 引言传感器在现实生活中应用越来越广泛，常见有力敏传感器、气敏传感器、温度传感器等。利用温度传感器和电阻配合，可将温度这一热学量转化为电学量，这么在实践应用中便于自控和遥测，为工业自动化发明了有利条件。本试验用非平衡电桥和铂电阻传感器组成测温电路，并用电表显示读书，从而实现对温度测量。二 试验任务1. 利用试验室提供仪器和用具，测量铂电阻温度特征。2. 在试验室提供仪器中选择适宜仪器，设计一个用铂电阻作为传感器电子温度计，其测温范围为2070，要求非平衡电桥桥端电压为毫伏级，电流为微安级。3. 对温度计进行标定。4. 用标定后温度计测量室温和人体掌心温度，并于标准温度计所测结果进行比较。三 试验仪器直流稳压电源一个，铂电阻传感器一个，直流电桥一个，数字万用电表一个，微安表一个，毫安表一个，伏特表一个，检流计一个，数字温度计一个，水银温度计一个，标准电阻箱两个，电热杯一个，保温杯一个，导线若干，开关一个。四试验原理1.铂电阻温度传感器温度特征铂电阻温度系数大而稳定，电阻率高，且物理化学性能在高温和氧化性介质中很稳定，常见作工业测温元件和测温标准。工业用铂电阻（Pt10、Pt100）广泛用来测量-200850摄氏度范围温度。在0100摄氏度范围内，电阻和温度之间关系近似呈以下线性关系：2用非平衡电桥测量铂电阻温度系数平衡电桥能够正确测量电阻。假如将平衡电桥电路中待测电阻换成一个电阻型传感器。先调整电桥平衡，当外界条件改变时，传感器阻值会发生对应改变，使电桥失去平衡，桥路两端电压随之而变。因为桥路非平衡电压能反应出桥臂电阻微小改变，所以能够经过测量非平衡电压检测外界物理量改变。使用非平衡电桥测量铂电阻温度系数电路图1所表示R1.R2为固定电阻，组成百分比电阻；Rp为可调电阻，用作平衡电阻；Rt为铂电阻；Uout为非平衡电桥输出电压。当电源E输出电压一定时，非平衡电桥桥路输出电压Uout五、试验内容1.按图1连接电路，取R1=R2=2500V，R0=99.8欧，电源电压U=3V。2.标定测温范围下限。将数字温度计和铂电阻传感器放入冰水混合物中，在T=0时，调整电桥平衡，统计，和数值，由此确定铂电阻数值。3.改变温度（不停加温），统计数字温度计读书，用数字式万用电表测量，确定铂电阻阻值和温度在2070时之间关系，共测量30个点，温度分布尽可能均匀。用微安表读数作为温度显示，要求零刻度线对应20，满刻度对应70，每隔5标定一刻度。4.将图2中固定电阻换成可调电阻，用非平衡电桥法能够测量铂电阻组织大小随温度改变。当Rx在某一温度下，将电桥调平衡后，改变Rx所处温度，从而电桥失去平衡，这时检流计示数将是Rx函数。从而能够设计出温度计。六数据处理和分析T/10.113161922U/mV3.414.545.666.767.88T/252831.33437U/mV9.0010.1211.3212.3313.41T/4043464952U/mV14.5115.7016.6817.7218.88T/5558616467U/mV19.9120.9722.1223.1224.37T/707376U/mV25.6726.8427.90依据测量：室温：32.2 U：11.64mv手心温度：37.1 U：13.64mv依据公式 U：11.64mv可计算室温为32.3相对误差：0.003依据公式 U：13.64mv 可计算出手心温度为37.65相对误差：0.015七试验误差分析1.系统误差保温杯保温效果差在读数还没稳定时即记下数据万用电表内置电阻造成误差2.偶然误差因为温度改变慢而使得在统计温度相对应 Uout 相对应温度和实际温度 有差异。八结束语操作过程中过于心急 和对操作程序步骤 和试验仪器不熟悉 造成误差。了解到试验最需要是耐心和仔细。九参考文件1 期刊：郭雷.仿真物理试验教学系统设计和实现J.中国科学技术大学学报， , 32(3)：373-3802 书籍：赵丽华等,编大学物理试验M,浙江大学出版社 .33 网页：