课程名称： 传感器与检测技术 实验类型： 验证型
实验项目名称： 温度测量
hca2一、实验目的：
了解 PN 结温度传感器的特性及工作情况。
汽水热交换器
二、基本原理：
晶体二极管或三极管的 PN 结电压是随温度变化的。例如硅管的 PN 结的结电压在温度每升高 1ºC 时，下降约 2.1mV，利用这种特性可做成各种 各样的 PN 结温度传感器。它具有线性好、时间常数小（0.2~2 秒），灵敏度高等 优点，测温范围为-50ºC~+150ºC。其不足之处是离散性大，互换性较差。 三、需用器件与单元：
主、副电源、可调直流稳压电源、+15V 不可调直流稳压 电源、差动放大器、电压放大器、电压/频率表、加热器、电桥、液晶温度表、PN 结传感器。 沪语输入法四、实验步骤：
1、了解 PN 结、加热器、电桥在实验仪所在的位置及它们的符号。观察 PN 结传感器结构，用数字万用表“二极管”档，测量 PN 结正反向的结电压，得出其 结果。
2、开启主、副电源，将差放输出短接接地调零，关闭主、副电源。
3、可调直流稳压电源调到±4V 档，将 V+插口用所配的专用 51K 电阻线与 PN 结传感器的正向端相连，并根据图 8-1 接好放大电路，差放增益最小（逆时 针到底，1 倍），电压/频率表量程置 2V 档，将电压放大器幅度调到 4.5 倍，打开 液晶温度计开关。
4、检测无误后开启主、副电源，调节 W1 电位器，使电压/频率表显示为零， 同时记下此时液晶温度表显示的室温值 t。
5、将+15V 接入加热器上端，下端接地，打开加热器开关，观察电压/频率表 读数的变化。
因为 PN 结温度传感器的温度变化灵敏度约为-2.1Mv/ºC，随着温度 的升高，其 PN 结电压将下降 ΔV，该 ΔV 电压经差动放大器隔离传递（增益为 1），至电压放大器放大 4.5 倍，此时的系统灵敏度 S≈10mV/ºC。待电压表读数稳 定后，即可利用这一结果，将电压值转换成温度值，从而演示出加热器在 PN 结 温度传感器处产生的温度值（Δt）。此时，该点的温度为 Δt+t。
五、注意事项：
1、该实验仅作为一个演示性实验。
2、加热器不要长时间的接入电源，此实验完成后应立即将 15V 电源拆去， 以免影响梁上的应变片性能。
六、思考题：
1、分析一下该测温电路的误差来源。
2、如要将其作为一个 0—100ºC 的较理想的测温电路，你认为还必须具备哪 些条件？
七、实验分析
热敏电阻演示实验
一、实验目的：
了解 NTC 热敏电阻现象。
恒温扩增仪二、基本原理：
热敏电阻分成两类：PTC 热敏电阻（正温度系数）与 NTC 热敏 电阻（负温度系数）。
一般 NTC 热敏电阻测量范围较宽，主要用于温度测量；而 PTC 突变型热敏电阻的温度范围较窄，一般用于恒温加热控制或温度开关，有些 功率 PTC 也作为发热元件用。PTC 缓变型热敏电阻可用于温度补偿或作温度测量。
一般的 NTC 热敏电阻测温范围为：-50ºC — +300ºC。热敏电阻具有体积小、 重量轻、热惯性小、工作寿命长、价格便宜，并且本身阻值大，不需要考虑引线 长度带来的误差，适用于远距离传输等优点。但热敏电阻也有：非线性大、稳定 性差、有老化现象、误差较大、一致性差等缺点。一般只适于低精度的温度测量。
三、需用器件与单元：
加热器、热敏电阻、可调直流稳压电源、+15V 不可调直 流稳压电源、 电压/频率表、主、副电源、液晶温度表。
四、实验步骤：
环保润滑油1、了解热敏电阻在实验仪的所在位置及符号，它是一个蓝或棕元件， 封装在双平行梁上片梁的表面。
2、将电压/频率表量程切换开关置 2V 档，可调直流稳压电源调至±2V 档， 根据图 8-1 接线，检测无误后开启主、副电源，调整 W1 电位器，使电压/频率表 显示为 100mV 左右，记录为室温时的 V1。
3、将+15V 电源接入加热器上端，下端接地，打开加热器开关，打开液晶温 度表观察温度变化，观察电压表的读数变化，电压表的输入电压：
4、由此可见，当温度 时，Rt 阻值 ，V1 。
5、实验完毕，关闭主、副电源，各旋钮置初始位置。
空气净化系统五、思考题：
如果你手上有这样一个热敏电阻，想把它作为一个 0~50ºC 的温度测量电路， 你认为该怎样实现？
六、实验分析
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