热敏电阻的设计.doc

1、热敏电阻温度计的设计、安装和使用 摘要：利用热敏电阻作为感温元件，并且配有温度显示的装置的温度测量仪表称为热敏电阻温度计。热敏电阻能把温度信号转变成电信号，从而实现了非电量的测量。值得提出的是，电阻测量是现代测量技术中最简单的测量技术，不仅测量装置简单、造价低、灵敏度高、而且容易实现自动测量和自动控制，是测量技术的一个中重要的发展趋势。关键词：热敏电阻 温度信号 电信号 一、试验原理（一）负温度系数热敏电阻温度特性热敏电阻按照其温度分为正温度系数型、负温度系数型和开关型三大类。本试验采用的是负温度系数型。其阻值的方程可表示为： 是有关材料的常数，所以只要测出 的变化就能推测出文的变化。（二）

2、非平衡电桥非平衡电桥如图所示，当及=时，电桥平衡。的指针为零。如果的阻值发生变化，则电桥的平衡就被破坏，中就有电流源通过，指针偏转妃转的越大，说明的变化越大。图（）（三） 热敏电阻温度计的试验电路需要注意的是在支路中有一个重要的“校准”支路，当当扳至校准状态时温度计处于校准状态；当扳至测时，温度计处于测量状态。个（四） 电路参数的设计与计算 图（2）、 Ucd的确定 Uc是板桥电路，工作电压既不能太高，也不宜过低 。过高会使Rt产生自热现象，从而使被测环境的温度升高；过低则无法使微安表达到满偏。根据本试验仪器的量程，Ucd可在1.11.4之间确定一个值。（2）R3的确定R3的大小 与温度计的下

3、限t1有关。本试验的温度范围是2070摄氏度。在t1环境中它的阻值是Rt1，在上限温度t2中，它的阻值是Rt2。确定R3的原则是当热敏电阻处于t1的环境中时，微安表指零。 R3=Rt1（3）R1（R2）的确定在非平衡电桥的参数设计中，一般都是使R1与R2相等，构成一个对称的电桥。温度计的上限是t2。在这样的温度下，热敏电阻的阻值是Rt2，微安表应满偏。Rt1=Rt2 Ig=Igm 带入上式得：（4）R4 的确定给温度计进行温度测量前，必须将S2扳“校”。目的是校准工作电压Ucd，使其刚好等于设计值。“校”的目的也是为了校准刻度值，使Rt=Rt2时。Ig=Igm.。一般做法是把R4固定为Rt2，

4、这样R4扳至“校”时，就相当于把感温元件置于t2温度场中，此时微安表应该满偏。如果没有满偏，说明Ucd的值未能达到设计值。需调节电位器R的旋钮，直至微安表满偏。完成后才能将S2扳“测”，进入测量状态。（5）制作标定曲线将电路图中的各元件按照图2安装，就可以进行温度的测量了。通过改变相应温度下的电阻值，读出相应的电流数值。根据得到的Igi与对应的ti，做出定标曲线。最后在刻度盘上按照温度来定标，这样，指针的偏转既能够显示电流值，又能显示温度值。二、实验操作步骤及方法设计（一）R1（R2）的测量本试验采用外接电桥法调节R1的电阻。1、根据数据：Rg=3193 Igm=50 Rt1=4699 Rt2

5、=798 得：R1=3193。 、 将外接电桥的阻力臂调为1，阻值调为3193，设为内接。把R1接入电路。接通电源，调节R1的阻值，使微安表的数值为0，这样R1的阻值恰为3193。达到了预设的阻值。R2阻值的调节与R1的阻值调节完全相同。（二）R3的确定R3的调节利用电路本身的电桥来进行。将R1、R2 连入电路，R3连入电路，在R4的位置上先接入电阻箱。将电阻箱的阻值调节到设计值4699。 完成连接后打开电源，调节R3的阻值。直至微安表的指针指向0。停止调节。根据非平衡电桥的原理。R1=R2，R3=R4此时R3的阻值等于电阻箱上电阻的阻值，即R3=4699。（四）R4的调节 R4的阻值，是当温

6、度处于t2时，微安表能够满偏。完整的连接电路，将S2扳至“测”，在相应的电路上接入电阻箱，将电阻箱的阻值调为798。若微安表的指针没有满偏，调节电位器，直至微安表满偏。再将S2扳“校”。调节R4，微安表满偏，R4达到了设计阻值。即R4=798。（五） 定标曲线 按照图2连接电路，将S2扳测处，在测量处接入电阻箱。由热敏电阻的温度-电阻的曲线，在2070度得范围内，根据各个温度下对应的电阻阻值，调节电阻箱的阻值。读出相应的电流变化值。三、定标实验数据和曲线t2025303540455055606570Rt469937993229259521521827151912561054917798Ig06.511.918.624.229.534.940.044.047.150 .4