测温电桥的电路设计、安装与使用VIP免费

312 实验三十二 测温电桥的电路设计、安装与使用 Experiment 32 Designing and assembling and operating temperature-measuring bridges 温度是国际单位制（S I）中 7 个基本物理量之一，它与人类生存和社会发展有着十分密切的关系，在工农业生产、科学研究、医疗卫生和人们的日常生活中都离不开对温度的测量。 测温方法可分为接触测温法和非接触测温法。接触测温法就是测温敏感元件与被测物体直接接触的方法，水银温度计、电阻温度计、噪声温度计、石英频率温度计、热电偶等都是直接接触测温的仪器；非接触测温法是测温敏感元件不与被测物体直接接触的方法，目视光学高温计、光电高温计、光谱高温计、比色温度计、热像仪等都是非接触测温的仪器。 测温电桥的感温元件是热敏电阻，它把温度信号变成电信号，从而实现了非电量的电测法测量。值得提出的是，电量测量是现代测量技术中最简便的测量技术，不但测量装置简单、造价低、灵敏度高，而且容易实现自动测量和自动控制，是测量技术中的一个重要发展趋势。本实验要求实验者根据热敏电阻的温度特性来设计和安装一台指针式测温电桥。 图 1 负温度系数热敏电阻的温度特性 313 实验原理Ex perimental principle 1．负温度系数热敏电阻的温度特性(temperatu re characteristic of negativ e temperatu re coefficient thermal resistor) 热敏电阻按其温度特性可分为正温度系数型、负温度系数型及开关型三大类。其中负温度系数热敏电阻是以锰、钴、镍、铜和铝等金属氧化物为主要原料，采用陶瓷工艺制成。这些金属氧化物都具有半导体性质，温度底时，载流子数目小，因此阻值高；温度升高时，载流子数目急剧增加，因此阻值急剧下降，如图1 所示，其方程表示为 TBTAeR  （1） 式中 A,B 是与材料有关的常数。由（1）式看出，只要测出阻值TR 的变化就能推测出温度T 的变化。 2．非平衡电桥(non-equ ilibriu m electric bridge) 非平衡电桥电路如图 2 所示，当21RR （对称电桥）及3RRt 时，电桥平衡，G 指零，如果tR 的阻值发生变化，则电桥的平衡条件被破坏， G 中就有电流通过，指针发生偏转，偏转越大，说明tR 变化也越大。 根据桥路的基尔霍夫方程，则有 03211RIRIRIgg 0221ggtggRIRIIRII cdtgURIIRI232 图 2 非平衡电桥 314 21RR  解得 tgttgcdtgRRRRRRRRRURRI...