自动检测技术实验指导书

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1、实验一温度传感器（一）集成温度传感器的温度检测一、实验目的了解常用的集成温度传感器基本原理、性能与应用；二、基本原理：集成温度传感器将温敏晶体管与相应的辅助电路集成在同一芯片上，它能直接给出正比于绝对温度的理想线性输出，一般用于-50℃～+150℃之间温度测量，温敏晶体管是利用管子的集电极电流恒定时，晶体管的基极――发射极电压与温度成线性关系。为克服温敏晶体管生产时Ub的离散性，均采用了特殊的差分电路。集成温度传感器有电压型和电流型二种，电流输出型集成温度传感器，在一定温度下，它相当于一个恒流源。因此它具有

2、不易受接触电阻、引线电阻、电压噪声的干扰。具有很好的线性特性。本实验采用的是国产的AD590。它只需要一种电源（+4V-+30V）。即可实现温度到电流的线性变换，然后在终端使用一只取样电阻（本实验中为R2=1K见图1-1）即可实现电流到电压的转换。它使用方便且比电压型的测量精度更高。使用范围-50℃～+150℃，温度系数：1μA／Ｋ。三、需用器件与单元：k型热电偶、温度控制单元、温度源单元、集成温度传感器、温度传感器实验模板、数显单元。图1-1集成温度传感器实验原理图四、实验步骤：1、注意：首先根据实验台型

3、号，认真听实验教师的讲解，学会基本参数设定。2、将热电偶插入台面三源板加热源的一个传感器安置孔中。将Ｋ型热电偶自由端引线插入主控面板上的热电偶EＫ插孔中，红线为正极，黑为负极。注意热电偶护套中已安置了二支热电偶，Ｋ型和E型，它们热电势值不同，从热电偶分度表中可以判别Ｋ型和Ｅ型（Ｅ型热电势大）热电偶。3、将加热器的220V电源插插入主控箱面板上的220V控制电源插座上。4、将主控箱的风扇源(2-24V)与三源板的冷风扇对应相连，电机转速电压旋至最大。5、将集成温度传感器加热端插入加热源的另一个插孔中，尾部红色

4、线为正端，插入实验模板的a端，见图1-1，另一端插入b孔上，a端接电源＋4V，b端与电压表Vi相接，电压表量程置2V档。6、合上电流开关和加热源开关，设定温度控制值为30℃，当温度控制有30℃时开始记录电压表读数，重新设定温度值为30℃+n·Δt,建议Δt=2℃,n=1……10,每隔1n读出数显表输出电压与温度值。记下数显表上相应读数，记入表1-1。7、由表1-1数据计算在此范围内集成温度传感器的非线性误差。表1-1T(℃)V(MV)五、思考题：1）大家知道在一定的电流模式下PN结的正向电压与温度之间具有较

5、好的线性关系，因此就有敏二极管，你若有兴趣可以利用开关二极管或其它温敏二极管在50℃-10050℃之间，作温度特性，然后与集成温度传感器相同区间的温度特性进行比较，从线性看温度传感器线性优于温敏二极管，请阐明理由。2）请解释本实验中的“信号获取电路”的原理及电路参数。（二）热电阻测温特性实验一、实验目的：了解热电阻的特性与应用。二、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在0-630.74℃以内，

6、电阻Rt与温度t的关系为：Rt=R0(1+At﹒t+Bt﹒t2)R0系温度为0℃时的电阻。本实验R0=100欧姆，At=3.9684×10-2/℃，Bt=5.847×10-7/℃2，铂电阻现是三线连接，其中一端接二根引线主要为消除引线电阻对测量的影响。三、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。四、实验步骤：1、同实验（一）①、②、③、④步操作。2、将Pt100铂电阻三根线引入(“Rt”输入)的a、b上；用万用表欧姆档测出Pt100三根线中其

7、中短接的二根线接b端。这样Rt与R3、R1、Rw1、R4组成直流电桥，是一种单臂电桥工作形式。Rw1中心活动点与R6相接，见图1-2。图1-2热电阻测温特性实验3、在端点a与地之间加直流源2V，合上主控箱电源开关，调Rw1使电桥平衡，即桥路输出端b和中心活动点之间在室温下输出为零。4、加±15V模块电源，调Rw3使V02=0，接上数显单元，拨2V电压显示档，使数显为零。5、设定温度值50℃时记录下电压表读数值，重新设定温度值为30℃+n·Δt，建议Δt=2℃，n=1……10，每隔1n读出数显表输出电压与温度

8、值，将结果填入下表1-2。表1-2t(℃)V(mv)6、根据表1-2值计算其非线性误差。五、思考题：1）如何根据测温范围和精度要求选用热电阻？2）请解释本实验中的“信号获取电路”的原理及电路参数。（三）热电偶测温性能实验一、实验目的：了解热电偶测量温度的性能与应用范围。二、基本原理：当两种不同的金属组成回路，如二个接点有温度差，就会产生热电势，这就是热电效应。温度高的接点称工作端，将其置于被测温度场，以相应电路就