温度传感器

电路结构及工作原理：电路结构如图1a示，它是由含Rt的桥式电路及差分运算放大物电 学院 02 班 学号 200840610248 姓名 朱彪 实验日期 4.20 教师签字 成绩 【实验名称】 温度传感器 【实验目的】1．测定负温度系数热敏电阻的电阻—温度特性，并利用直线拟合的数据处理方法，求其材料常数。 2．了解以热敏电阻为检测元件的温度传感器的电路结构及电路参数的选择原则。 3．学习运用线性电路和运放电路理论分析温度传感器电压—温度特性的基本方法。 4．掌握以叠代法为基础的温度传感器电路参数的数值计算技术。 5．训练温度传感器的实验研究能力。 【实验仪器】1．TS—C型温度传感综合技术实验仪；2. 磁力搅拌电热器；3. ZX21型电阻箱；4. 数字万用表；5. 水银温度计（0～1000C）；6. 烧杯；7. 变压器油 【实验原理】对于一般半导体材料，电阻率随温度变化主要依赖于载流子浓度，而迁移率随温度的变化相对来说可以忽略。但对上述过渡金属氧化物则有所不同，在室温范围内基本上已全部电离，即载流子浓度基本与温度无关，此时主要考虑迁移率与温度的关系，随着温度升高，迁移率增加，所以这类金属氧化物半导体的电阻率下降，根据理论分析[1]，对于这类热敏电阻的电阻—温度特性的数学表达式通常可以表示为：R t = R25·exp [ B n（1/T—1/298）] 其中R25和R t分别表示环境温度为25oC和t oC时热敏电阻的阻值；T= 273 + t ；B n为材料常数，其大小随制做热敏电阻时选用的材料和配。 电路两个主要部分组成。当热敏电阻Rt所在环境温度变化时，差分放大器的输入信号及其输出电压Vo均要发生变化。可利用电路理论中1a示的电路等效变换成图1b示的电路，在图1b中： 差分运算放大器输电压VO可表示为V0 = V0- +V0+ 由运算放VRf0RERfS1,V01SRG1RViSRG1 经适当整理得： VfRG1RSRf0RREEG1RSS2S1RG2RSRf 由于上式中RG1和Es1与温度有关，所以该式就是温度传感器的电压—温度特性的数学表达式，只要电路参数和热敏元件Rt的电阻—温度特性已知，（7）式所表达的输出电压V0与温度t的函数关系就完全确定。 【实验内容】1．热敏电阻元件电阻—温度特性的测定 2．选择和计算电路参数 3.传感器电压—温度特性的测定 【数据表格与数据记录】 数据处理： 1.由实验数据作温度-电阻特性曲线。 温度℃Rt测量值（欧）Rt修正值（K欧）252020tRRt-T图像3017851.82925003516101058520004013961.384512401.20715005010921.06559550.9351000608180.827500657250.735706370.6550T755970.586020406080经计算Bn2668 2．选择和计算电路参数 Va3;V032t130CR301829t250CR501060t370CR70655 RS0.068K;Rf2.058KR1R2R3R3018293.传感器电压—温度特性的测定。 T/℃V0测量值V0理论值T/℃V0测量值V0理论值7022.385400.40.455651.752350.130.216601.481.6433000551.211.308500.941450.670.715 V-T图像32.521.5V10.50-0.501020304050607080T 【小结与讨论】 小结：1.在测量电阻随温度变化的实验中不要向烧杯里加冰块以免各部分温度不均与导致实验误差很大。 2.在测量电压随温度变化的时候设置参数要以修正值为准，并且要先计算出 Rs和Rf的值，并设为参数。

注：

1、所有电子版实验报告必须使用统一摸版，内容按统一规定编辑。

否则不与受理。

2、 学院、班、姓名等用宋体（正文）五号，不要

加粗。

3、 实验名称用宋体（正文）四号，不要加粗。

其余项目统一用宋体（正文）五号，不要加粗。

4、 报告内容中出现英文字母或英文单词统一用

Times New Romar 五号，不要加粗。

5、 报告内容公式统一用Word公式编辑器编写。

（插入 对象 公式3.0）