温度传感器论文
学期2:103 秋年课；程： 《名合设综与计新创实验 ；》序号课：11；名:姓黎陈明号学：[1**********]26
文
章目 题温传感器 度姓名 学号 话 电邮 创 新箱 自 述 陈点黎 2明[1**********]2 [1**********] [email protected] 1在按照给定的用说使明的书验进实实验行的时，同实 对的验一内容进些行相应的了整调。2 实 途验对中实验缺的陷不足和提了自出的己进改意。 见（附录）
见
学
期20:3 1秋年；课程名： 《综合计与设新创实验》 课；号：序1；1姓名:黎明学号陈：[1**********]2
6温度传
器感
陈明 (黎物理科学技术学院与,[1**********]6)1
要摘温：是度征表体物热冷度的程物量理温。只能通度过物体随度温变的化某特些性间来测量接。温测 传器就是将温度信息转换成感易于传递和处的电信号的传理感器。四实个将对验度温传感器的原理，件元特性， 集 电成路成构进逐行的项究研与析分 得到各种不，同实验对的象实结验论 了解实验对，的象影响因素。提 个人出实验对的见和解建议 关。键词：温度感传；器H-DJ5 恒温S置装；热敏电；阻热偶；电PN 节；集成路
电
Tempearurt erTnadusercC
hn eimLing
C（llogeeof P hyicsalS ieccen adnT cehnoogy，20121l1422012） A6stbacr：tTempreauret si ht edegre oe hoftnes so fte physihcl achaarcterzitianoo fthe bject.oTemp reatre uan ce mbaeusedr indiecrtylt hrugohso em hcaactrrietsciof t e ohjbet cvraie sith tewpmraturee T.epmreautres nser ohta tcovertnst epmearurteinf ormtion inaot aey-sotel-cteircal sinal tgansrmission adn pocrseisng fo te shneos.rth e fourex perminteswi l lahe a tvmeerapure setson,r edive ccahrcaetritics, instegartde icruits constituteci etmzide esearrc had ananlyssi, aviorusex preimntea lersuls obtatnedii dnfiereftn usbjetcs ,ot unedsrtnad tehfa torc saffceting teh exeprimetal nojbect. sePsronal nsiihtgs andr eomcmndetaions roppose experdmien tKyeowrsd Te:peramtue renssro DH-;J5Sther msott;ath rmesiotr ;htemrcoupol;e N sPction;eIC Criuct
i
言: 温引传感度是指能感器受温度并换成转用可输信出号传感的。器而 温度我与们的活生 息相息关温度传感器原理,是么什又受,哪到些因素影响的?为呢此者通过对温度作感传器三类 测元件温行了研究进分别得出，电阻了、率动势电、正压降随温向度变化的系。了解关 A了D50 和9LM35 的 关相性。特
DH-S5 温J传感度实器验置装一 概述、 DH-JS5型温 度传器感验装实置是以离分温的传感器度头探元器件 单个，子电元件以，孔九板为验平实来台测量温度的设计实验装性 。该实置装验置供提多种了测方法温，行自计设测电温来路测量度温 感传器温度的特性。 验配有铂电阻 实P10t、 热敏0电 （阻NC T和PT C ）、铜电阻 C u5、铜0-铜热电偶、康 P 结N A、D590 和LM53等 度传温感。器本实 装置验用智
采
能温度制器控控温。有具以的特下点 ：、1温精度高控范、围、广热所需的温加度自由设定，采可数用字显 。 示、使用2低电压流恒热、加全安靠、可无污。加染热流电连可调续 3。、本仪提供的是器个单分离温度传的器感，象形直观给，实验来 了很带大的便，可方不对传同感器温的特度性行进较，比更易于掌握它 的们温特性度
。
学期
:210 3秋；年程名：课 《合综设与计创新实验》；课 序号11；：名:陈黎姓明号：20学2114122201
46、采九孔板用为作验平台实，供设提性实验。计5 加、热配炉有风扇在，做降温实验过程可中采风扇用快降速。 温、整体结6构计设颖新紧，凑合理，外美观型方。大二、 主技术指标要1、 2 、 、 3、 45、6、 电源电压 A：220C±V10(5%06/H0Z )工作环：温境度0～4 ℃0，对湿度相80＜的%无腐蚀场性合 温控范围：室温~120 ℃温控度制精度±：0.2℃分辩 率：0 .1℃控制方 ：先式进 的PDI 控制
三、
温控与仪温炉恒连的线
图 2-
1Pt 100的 插头温控仪与上的插座色对颜得应连相接。红→红 ；→黄黄 ；→蓝蓝 。实一验热电阻特性试 【验实原验理】 1P、t10 铂电0阻的的测温原 金属铂(理tP的电阻值随)温变度化而变化并,具且很好的重现性 和有定稳性， 用铂利此的物种理性制特成传的器感称为铂阻电温度传 器。 2、感敏电阻温热度性特原理NTC (型 )敏热阻是阻值对电温变度化常非感的一种半敏导体阻， 它电负有 温系数度正和度温数系种。负温度两系数的热电敏(N阻C)T电阻的
率
学期:2130年 秋；程名： 课综《设计合与创实验》新； 课号序：1；1名姓陈黎:明学：号[1**********]06
随
着温的度高升下降而而；温度系数热敏正电阻(TC)P的阻率随着电温度的 高升而高升金属的电阻率则；是温随度升的而缓高地慢上升。 热敏电对阻温于的度反要比金应电阻属灵敏多得，热 电阻敏体的也 积可以做很小，得用来制它的成导半温体度。计图 3- 表1了热敏电阻(示TN)与普通电C阻的同温不度性特
。图
3 1 3、C.u5 0电阻温度铜特性原理铜 阻电是利用物在质度温变时本身化电阻随也着发变生的化特性 测量温来的。度铜电阻受的热分（感温部元件是）细用金丝均属匀地双绕 绝在缘材制成的骨料上，架被测当介质有中度温梯存度在时 所测得，的度是感温元温件在所范围内介质层中平的均温。 【实验度骤】步 P以1t0 0为作准测标器温来件定标实室中的 Pt验010， TC，NPT C，C 50 u温度大小。基的于实验数据出给器该件的电阻度温线，曲研并究 度温数随温系度变化的系。 关实【数据】
Pt1验0 0铂阻电数记录据 序/R Ω序号 号 1 0188 .1 1261.12 24 .0 11.092 2 61.08 17.6203 290. 131.1013 7 26.129
.724 34 0.1 1.47 31 47.7 1371.50 58.0 31614. 45183 5.1 337.5 温 度℃（ ）020. 温室 6420 .118.2016 8.2 83154. 2020 7.4 60 1.911. 87193. 213.714 ℃8 5.00 1027. 16898. 41 3.92 8 54.901 2.20 19 12027.14 101.1 08.05 231.6 9201 80. 104.285
温度 ℃） （63. R/Ω0
期:20学13 年秋；程名课： 《合设综计创与实验新 ；课》序号1：1；姓名:陈明学黎号：[1**********]62
Pt010铂电(阻)
Ω5011 0 50 00 050100 501 P1t0铂0电阻Ω()
温（度℃）
Pt10 铂0阻电度温性曲线
NT特C负 温度数热敏电系阻据数记录序 号 113. 94977号 1 64.0 1017 121 .0 9756 02 169.0 911 34.2048 091 73.04 81 742 .0 3999 14 79.0 760 56 340 .2233 1 5480. 661 温（℃） 度RΩ/序 室 温6 39 0 .263 261 9.80 32 1359 . 744.0 192 170 9.4 405 5 ℃8 4.0 9811 5189 9. 0368 59.0415 0 19 1004. 321 00 591. 1025 2601 0.0 2888
温（℃度）R Ω/
TCN电阻()
Ω000015000 0 0 2 00 460 0 8100 201 NC电阻(T)
Ω
度温℃（）
TC 负温度系N数热电阻敏度特温曲线性
PCT正温度 数热敏系阻电据数录 序记R Ω/序 /ΩR 号 1号441 3 .1 6101.32 1.92403 .5 1 6922.716. 63 422. 0415 .31 7.2 487.38 4 922.4 30. 24 79.12111 .0 593 .4 428.0 19 85.2 448152 .6 39.2 41.89 61 8.29 2510 度温（） ℃4.2 1温室7 44. 2435.0 17 942.4 921 1.9 384 .9245 86. 8 19.92 1590 1℃9 54.2 49 .82 19 1 0952.54 07 2.0
温度
（） ℃4.26
学期:0213年秋； 课程： 《名综设合与创计实新》 验课序；：11；姓号名:黎明陈学号：[1**********]16
度（温）
℃
TP 正C温度系数热敏阻电度温特曲线
C性u5 0铜阻数电据记 录 R序Ω 序/ RΩ/号 1号 5.46 31 16.30 2 17.4 5842. 02 61.746 3.78 323. 455.4 31 73.436 .0544 27 .4 6.50 7147 .47 6.548 53 3.4 57.5215 834.6 .07 6 34.7 45.80616 87 .4 6.758 度 温（℃ 1）.3 4室 温743.4 9.205 71 9.3 469.30 3.918 474 5.99.7 8197.4 69 9.0 ℃ 53.4 91.12619 1 034 .1.71510 5.47 16.2 20 917.4071 .9
温度9（℃ ）6 .3
80460 0 2040 0 2
0
C50铜u电阻
(Ω)R
40
6
800
1
0
1200
温度（℃
）
uC5 铜电0温阻特度性线 结曲:论 P10t0,C50 u铜电随阻着温度的升而高呈性增线的长趋势 NT,C的温 系度为数负，说 明TN 的电阻C温度随的升而高小减，又温度数 的系绝对不断值小，减明 N说C T阻电的阻减小幅度不断电小减PTC。 的电阻随温度 的升而增高.大当温度达到8 ℃0及以上时,其元件该阻电可 做看指数趋势增。长本 实说验明多电许元件阻可均以随温的改度而变改自变的电己， 人阻们 可以通电阻的改变获过取度的温息， 信就为这度传温感器供提理 了论础！ 实基验 热电偶温二差电势测量动研究与
学期:2
103年秋 课；名程 ：综《合计与设新创验实》 ；序号：11课；姓:陈名黎明学：2012号11422021
6【
实原验】 理1热、电测温偶原理 热偶亦称温差电偶电是， A、由 B两不种材料的金属同的丝点端 彼此紧密触而组接成的。当两个
接点于处同不度温时(如图3-6 )， 回路中就有在直流电动势产生该电动，势称差温电动或势电热动势当 。成组电热偶材的一定时料， 温差动电 Ex 仅与势接两点的温处有关， 并且度两点接温的在差一的定温度围范内如下近有关系似：式 X≈αE (t-0t )（ 1 式中α）称为温电系差数，对不于金同属成 组的热偶,电α不同是， 的其数值等上两接于点温 差度为1 ℃所产生的电时动。势 t为工 作端 的温度t0，为 冷的端温度。【实 内验】1容 以 .t1P00作 标为准测器温件来究研 实验室中电偶的温度热 性曲线特，温度范围 控制在 室到温 100℃间。之2. 计 算 电偶热的温差系电， 数 较热电比和热敏偶电在温 阻特性方面的区度别。 【实验数】据 ．1热偶电标定据数记 录温 t室__14.__8_____ t℃ 01=54 .℃序
号 12.840. 4 141 24.80 .04 .42 0 342.80.84 1 234 . 8.07 9.80 324 .84 .21413 448 .11. 9.13 温度2 (t℃ 电)动(势m) 序 号V 温度 t℃() 电动势mV)(平 均值（Vm）
E
Nt=___0.0_110 ×3-_____
4 V5.4 8.16 51 445. 1.608 .6135 6 48 ..26 15064.8 201.2.04 76.84 2.4 91 6748 .2.43 2.4 76 8.482. 49 7 84.1 8.278 .279 894 . 383. 18 98.4 3.8033 .4 391 02 91 0
学期20:31年秋；课程 名： 《合综设与创新计实》 验课；序：号11；名:姓陈黎明学：号[1**********]6
0度温 t()℃
电热偶标曲线定 论:1结、定标曲线在上出给性线化后的定直线标，后差温电系α数
K = Eb E a3. 3 40.44= 0=042(mv/℃.，由图可)，热知偶电差电动温势 b t ta9 4. 82 48
与两.点节温度的差近似线呈关系性，即有关系 式2 Eα×=。测t α 的出体具数，人值可们利以热用电温偶特差性设计温测路。电2 实、验中察观热到偶电动势升电过温程测的得电势略差于大 温降过程实验原理，计由可得算 ：假在设一定的温度，热下阻电R 大，减增的小值为均r 电路 中 其他电阻总和为的 o,电源R电压为U, 电动势则： 恒为时 U温1(=/(R+Ro)R) × 升温后 U2=(URr/＋R(++rR))o ×U 降后温 U=(3Rr/(-Rr+R-)o) ×U ΔU2=2UU1- ΔU=U33-U
1
ΔU-ΔU3=22-UU32Ro×r=×/U(R（++roR) (×-RrRo))+>
0
期:学013 2年；秋程名课 《综：设合计与新创验实》； 课号序：1；姓1:陈名黎学号明：[1**********]26
实验
PN三结 正压降向温度关与的研系究和应用
实验【原理 】恒流供在电件下条 ，NP 结 V的F 对 T的 依赖系取决于线性关 项V， 即1正压降向几随乎温升度而高性下线降，这是 P就N结 测温理的论依 。由据于杂质电离子因减或本征载流子小迅速加，增VFT— 关系产将生新 的非性线，于给定对的 P 结，N即使杂在导电质和本征激发非 度范围温内其线性度，随温度的亦高低有所不同而，这非线性是 项nV1引 起，的 由V n1对 T 的阶二数导 d
V1 dT 2T
2知可，dnV1的 变与 T化
成反，比dT
以所V —F 的线性T在高度温优于端温端，低这是P 结N温传感度的器 遍普规。律 实验步骤】【1 .以 tP01 作为0准标测器温来件研实究室验热中偶的温度特性曲电线 ，度范围温控制室在温 1到0℃之间。02 计算热.偶的电差电系温，比数热电较偶和敏电热在温阻度特性方 面区的。别实验起 始温度：R= 17T5 ℃.。 工电作流IF： 5=9.4 19 mA m。V 。起始度温为 TR时的 正压降向VF（TR）= ：gV(0=V)F(0+ )T=VF(△0+)S△• T式中△T=27-.23，即摄K氏标温与凯文尔温标差。之F(V)0为0℃时 N 结P向压降正将。实验得所的 E(0)=eVg(g0)公认值 Eg(0与=1)21.电 子比伏较求，误其。差
序号 1 59.9 1745 .115 200 .8.572 5 92. 22.2 10 210.506 .3 3 59190 .22.5 1 50030 6..78 4905. 2209. 14 490.0 7.72 5 5800 .728.15 4 800. 77. 69 50.07 3.2916 740.083 1 7. 65.0 307.8 1 76400 .889 8 550.. 40.2 189 45.0093 6. 95400.4 7. 919 4400.9 87.10 503.0 53.22 0 动势电(V)m 温 度t℃( 序 号 电)势(动mV )温度 (℃t)
3
.被 P测 结N材料的禁带宽。度略去非线性，项可
得
学期:
213 0秋；年课程：名 综《合设与创计实新》验；课序号： 1；1名姓陈黎明:号：2学[1**********]
1
度温 t(℃
)
P N结正向降与压温关系曲线（I度F =mA1 ）实起验温度：始 RT =17.
5序号 1 66.1 14.00 1 521.0056. 6 26 000 1.6.01 2 5010 .6.43
℃
3。 955.0 8.1313 50 .0 06.37 4 90.5 0207 1. 49400. 7.2
工作电4流：IF =606. 16 5
70. 013. 16 471.008 2. 7 865.0 083.2 17 640. 07.8 985 58 .0 025. 95 1408. 077.6
0
6 .Vm
。 95400 4.6.3 19 440. 90.7
7m
。A1
035.00 514.20
始温起为 TR 时的度向压降正V：F（T）=
电R势(动mV )度 温(t)℃序 号 电势(动mV 温度 t)(℃)
5
5.0 041.31 480.0 935.1
温度
(t℃)
N 结P正压降与温度向系关曲线IF （=.60A）m结 论由:算得，灵敏计 S度=-1.91，S27=1-.5，由9验知试，作电流 恒工定时，正压向降乎几温度随升高而线下降，性且度高温时△F—VT线性好 低温度，于对两比图现发作电流越高，则灵敏工 度 越S高。2、V g0(=VF)(0)+ △=VT(0)+F•△T=6S6.0+1(-20.97) (×-1.9)7=178.779mV1 E则(0g)=Vge(0)1.8= eV9
学期:2
01 年秋3课；名： 《综程设合与计新创验实》 课；号序11；姓名:陈：黎明号：20121学12422016
理与值论百的分差为&偏=1.|891.21-÷1.8|×910％=3038.％考虑,到实验误差过 ， 大实验结可果能实验仪器损与坏者人或操作为误有失 关。 实四验集成 温传度感器【实验目 】 的、1研究常集用成温度传器感AD（590 L和35）M的温原测理及，其 温特度。性 、学2习集成温用传度器感计测温电路。 3设 、比较用的常度温感传与器用的集常温成传感度器的温度性特。【 实验原理】 、A15D9 概述01、流 过件的电器流u（）等于器A件所处境的环热力 学温（开度文）度尔。 数、A2D50 的测温9围范-55℃为+～10
5
℃。3、 DA95 的0源电压范电围 4V为3～0V电源电压可在 。V46~ 范围变V，电流化 变化1u A，相当温度变化于 1K。AD590可以 承 受44V正向 电压和 20V 向电压反，因而 件器反也接会不被损。坏4、输出 抗阻﹥10ΩM。 图3 1- 5、精0高。度D5A0 9有共 、J、K、LI、 M档五其， 中M档精度最 ， 高在-55～℃1+0℃5围内范，线非误差为±0性.℃。3DA95 0量测力热 温度学、摄温度、两点温氏差度、点最低温度、多点平多温度均的体 具路电， 广应泛于不同用温度的制控场合。由于 D5A0 精度9、 价格高低、 不辅需助源、线电好性，常于用温测热电和的冷端偶偿。 补、二成温集度传感电压器型 L35ML 35M在 0℃其电压时出输 0为V温度，升每高1℃时 电其输压出 就增加 0m1。在常温下V，ML3 不5要额外的需准校理处，其精度就可 达±到1/℃的准确率4。LM35的 温测围是范55－℃～10℃。5
学
:2期03 1年；课秋名程：《 综设计合创与实验》新；课序号 ：1；1姓名陈:明黎学：20121号1242216
0【数据录 1记】
AD95 数0据记 序 号 录 198.02 1135 46 .2 03. 306.00 128 .0 35098.3 350 312.4.1 35.80365.1 44.0 31080. 1 90.4 0370.5 4550.3 32. 251 5.9 37507 温.（℃度 ）428 电.势(动V)序 号 温 1室4.0 560.032 .581 6100.0 39.74 755 0.33 37 .1 71500 38.4. ℃0 86 00 .339.1 81110 0 .8391 . 65.9 0434. 19 121.0 3954. 130 070 349..52 021.0 0993.6
温（℃） 7度.50电 动(V势)
度 t(温)
℃A
5D9 温度0感传器实验【
据数录记2】
LM 5(无3 )R据记录数 序号 温度（℃ 电动势(V) ）序号 温度（）℃ 电势动V() 21.00 .2026 11 77.000.7 10 23 2.5 0.082801 752. 0.0781 133 .0 0.3307013 8 00 .0.3183 4 5.300 .805 314 85.0 0.88125 4 0. 0.4284 105 09.00 .3249室 13.温 6 49.50 0.774 16 95.0 039.83 ℃5 507. 0.0529 15 17000 1.0.48 83 5.0 05.575 6181 0.50 10.85 946 00 0.6.02 193 110. 1.1063 120 65.0 .6003820 1 510.1 .185
7LM53
.141. 21 0 8.0.6 0 . 4.2 0 0 050100 150 ML35
温 度(t℃)
期:20学13年秋；课 程名：《 综合设与创新实计验 ；》序号课11：姓名:陈黎；学号：2明[1**********]
LM65(3无 R温)特度实验
性L3M（5有R） 据记录 数序号 12 .000 .234 7117 .0 0083.0 2 15.200.3 005 21 75. 008.2973 30 . 356041 83.000 9.6954 3 50 .0.1154 148 5. 0.102625 4 .0 0.40720 159 .00 1.905 1 46.500.5280 6 1950. .1165 温度 （1℃） 电势动 V) (序号 温度 ℃（） 动势 (V电) 温 1室39. 7 050 .0.86581 17000 ..23021 ℃855. 0.6403 183105.0 129.9 9 00.6 007.017 1 19010. .3196 10065 .00 .677 28 011.0 1.4355
温9 度t℃)
(LM3
(有 5R)度特性温验实 论: 结A5D9， L0M53 为作现集成温度在传器的常用感件器均拥有，良 的好敏灵度和线性性，对 L比M53有无 电阻R 可1看以出无电，阻时 斜其 率1K1=0mv左右， 加电入后阻K =122.m7，v通过 本验实可以此道， 我们可以知通改变 过1 R阻的电大来小变
改LM53集 成温度感传器的输出值 误。差析：1分试 验温度中未必达恒温，D到H-JS5 温恒炉置在到达设装定 温前度热电流变小加者为 或0但，并不表代度温有没微小的化， 而要变温想度直一定在某个恒值， 需则要很时长和间少外减温界度响。 影 人2误为差，实验我中需要进们行量的数据大测量读，数在读。数过 程中可能人很带入误差为 。人使为加电流热大，过导 温度变致过快，化读 数易造时读成数不确。准3 仪 误差器实验，仪器出老现化现象并，复进行实验反，可出能一 现的误差定。改进意 见创新和1 实验：进过行中程，由加于热系的保温性统良，好 导致降温时需耗费要量大时的间待，给实等者造成验了大极不便，
的
学期:021 3年秋；课名程 《综合：计与创设新验》 实课；号：11序姓；名陈:明黎号学2：[1**********]
个1建议改进人实加验热。可炉以通过大增扇电风，流或让者热加炉 可拆卸方法加快等加热炉的却。 2冷 料比热材容的不，同 很能导可两个致同不材料相在同加炉热温度 中一不致，例 如Cu50与 PT10 0的 热比不同，容幕里面屏显的温示度值也 与 u5C0实 时度温有所差偏实验以。PT10 作为0准测标器件显得温 过于粗糙建，议测温器件改用相测同试材料作。制 3 由于实验难中实以现水混合冰物实的验条， 件次实本采验用是加的 常温入的自来，水冷讲置端其中入记，下录验时的试水。数温处据 时理应把该冷热的温差端相减为作验数据实 。参文献考[ ]1《 DH-S 5 温度传J器设感计性验装置使用说明书》实 2[《物]理实》
验