实验14温度传感器特性测量及应用.doc.doc

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1、实验14温度传感器特性测量及应用温度是科学研究中一个重要的基本物理量，在物理学、化学、热力学、飞行力学、流体力学等科学的研究中，都离不开对温度的测量和控制，许多工业产品的质量和产量都与温度有直接关系。随着科学技术的发展，各种新型的集成电路温度传感器器件不断涌现，并大批量生产和扩大应用。这类集成电路测温器件有以下几个优点：（1）温度变化引起输出量的变化呈现良好的线性关系；（2）不像热电偶那样需要参考点；（3）抗干扰能力强；（4）互换性好，使用简单方便。因此，这类传感器已在科学研究、工业和家用电器温度传感器等方面被广泛使用于温度的精确测量和控制。本实验要求测量电流型集成电路温度传

2、感器的输出电流与温度的关系，熟悉该传感器的基本特性，并采用非平衡电桥法，组装一台0～50oC数字式温度计。实验目的和学习要求1．学习和掌握AD590电流型集成电路温度传感器的特性；2．测量集成温度传感器AD590在某恒定温度时的伏安特性曲线；3．测量AD590输出电流和温度的关系；4．用AD590传感器设计并组装数字式摄氏温度计。实验原理集成温度传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℃－＋120℃之间温度测量。集成温度传感器有电压输出型和电流输出型二种，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

3、源，因此它具有不易受接触电阻、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AD590电流型集成温度传感器，该器件的两端当加有某一直流工作电压时（一般工作电压可在4.5V～20V范围内），其输出电流(I)与温度(T)成正比。I=BT+A式中，I为其输出电流，单位μA；T为摄氏温度；B为传感器的灵敏度（一般AD590的B=1μA/oC,即如果该温度传感器的温度升高或降低1oC，则传感器的输出电流增加或减少1μA）；A为摄氏零度时的电流值，该值恰好与冰点的热力学温度273K相对应。（对市售的一般AD590，其A值从273～278μA略有差异）。所以只要串接一只取样电

4、阻Ｒ(1kΩ)即可实现电流1μA到电压1mV的转换，组成最基本的温度(T)测量电路(1mV/oC)。利用AD590集成电路温度传感器的上述特性，可以制成各种用途的温度计。采用非平衡电桥线路，可以制作一台数字式摄氏温度计，即AD590器件在0oC时，数字电压显示值为“0”mv，而当AD590器件处于toC时，数字电压表显示值为“t”mv。实验仪器智能式数字恒温控制仪；量程0～19.999V四位半数字式电压表；直流1.5V～12V稳压输出电源；可调式磁性搅拌器以及加热器、玻璃管、和AD590集成温度传感器；ZX21型电阻箱，保温杯，水银温度计等。1.AD590电流型集成温度传感器

5、AD590为两端式集成电路温度传感器，它的管脚引出有两个，红色引线表示接电源正极，黑色引线接电源负端。另一根引线连接外壳，它可以接地，有时也可以不用。AD590工作电压4～30V，但不能小于4V，小于4V出现非线性，通常工作电压10～15V。2．稳温控制器采用水浴恒温槽，在2000ml大烧杯内注入1600ml的净水，把AD590传感器测温端放入注有少量油的玻璃管内，盖上铝盖。2000ml大烧杯放在恒温控制仪盖板上指定位置（磁性最强处），搅拌用的磁性转子必须处在大烧杯的中间部位。调节马达转速电位器，使磁性转子较慢的匀速转动。若转速太快或磁性转子不在中心，均有可能转子离开旋转磁场

6、位置而停止工作，这时须将调节马达转速电位器逆时针调至最小，让磁性转子回到磁场中再旋转。3．智能式数字恒温控制仪，使用前应将各电位器调节旋钮逆时针方向旋到底。感温传感器测温端放入注有少量油的玻璃管内（与AD590传感器测温端尽量在同一位置）。接通电源后待温度显示值出现B==.=时，可按升温键，设定用户所需要的加热温度（恒温水浴槽使用温度：10℃—80℃）。再按确定键，加热指示灯发光，表示加热开始工作。同时显示A==.=，为当时水槽的初始温度。重复确定键可轮换显示A、B值，按恢复键重新开始。实验内容1．测量AD590传感器处于恒定温度的伏安特性。将带铝壳密封的AD590传感器处于

7、恒定温度（室温），将直流电源、AD590传感器、电阻箱（取样电阻R的阻值为1000Ω）、直流电压表等按图14-1连接电路（AD590的正负极不能接错，红线表示接电源正极）。调节电源输出电压从1.5V～10V，测量加在AD590传感器上的电压U与输出电流I（I=UR/R）的对应值，要求实验数据10组以上。2．AD590传感器温度特性测量。将图14-1的电键拨至2，测量AD590集成电路温度传感器的电流I与温度t的关系。智能式数字恒温控制仪加热温度设置为60oC，从室温开始测量，记录AD590传感器所处温度