热电阻测温特性实验及其数据分析

实验二 热电阻测温特性实验

1 实验目的

了解热电阻的特性与应用。 2 基本原理

利用导体电阻随温度变化的特性，热电阻用于测量时，要求其材料电阻温度系数大，稳定性好，电阻率高，电阻与温度之间最好有线性关系。常用铂电阻和铜电阻，铂电阻在0~630.74℃以内，电阻Rt与温度t的关系为Rt = R0(1 + αt + βt2)，其中R0是温度为0 °C时的电阻。本实验R0 = 100 Ω，α = 3.9684×10?2°C?1，β = ?5.847×10?7 °C?2，铂电阻使用三引线，其中一端接二根引线，主要为消除引 线电阻对测量的影响。 3 需用器件与单元

加热源、K 型热电偶、Pt100热电阻、温度控制单元、温度传感器实验模板、数显单元、万用表。

4 实验步骤 4.1 差动放大器调零

将实验模板调节增益电位器RW2顺时针调节大致到中间位置，将±15V电源及地从主控箱接入模板， 检查无误后， 合上主控箱电源开关， 进行差动放大器调零。

4.2 将 K 型热电偶插入到热源孔，将自由端按极性正确接至主控板上，用于温度设定。

4.3 将Pt100铂电阻引线接入Rt端的 a、b 上。Pt100三根线中，其中两根线为铂电阻的一端。 采用三线制的第一对称接法将Pt100接入电桥， 这样Rt、 R3和Rl、RWl、R4并联组成单臂电桥，见图2.2。

4.4 在端点 a 与地之间加直流源 4V，合上主控箱电源开关，调 RW1使 Vi输出为零，即桥路输出为零（平衡）。然后将Pt100热电阻探头插入到热源孔。

4.5 按Δt = 5℃进行升温，温度稳定后，读取数显表值，将结果填入表 2.1。实验结束后将温度控制器温度设定为零，关闭电源开关。

表2.1 铂电阻热电势与温度值

t(℃) 40 45 50 55 60 6.2

5 思考题

5.1 根据表2.1值计算温度测量系统的灵敏度，S =?uO/?t（?uO输出电压变化量，?t温度变化量） ；及其非线性误差。 5.2 如何根据测温范围和精度要求选用热电阻？ 数据处理：

1、 计算温度测量系统的灵敏度:其中Δt=5℃,

65 70 75 80 85 u/mv -8.6 -2.4 -4.3 -0.9 11.7 16.9 20.4 24.8 29.0

Δ

u=1/25(11.7-(-8.6)+16.9-(-7.4)+20.4-(-4.3)+24.8-(-0.9)+29.0-6.2)=4.712mv S =?uO/?t=4.712/5=0.94mv/℃

温度 电压 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85

线性回归 -11.57 -7.0475 -2.525 1.9975 6.52 11.0425 15.565 20.0875 24.61 29.1325

误差 2.97 -0.35 -1.78 -2.9 -0.32 0.658 1.335 0.313 0.19 -0.13

-8.6 -7.4 -4.3 -0.9 6.2 11.7 16.9 20.4 24.8 29