传感器原理及应用（一）工程物理系 工物 22 方侨光 022041【实验一】热电传感器——热电偶一、实验目的观察了解热电偶的结构，熟悉热电偶的工作特性，学会查阅热电偶分度表。二、实验原理热电偶是热电式传感器种的一种，它可将温度变化转化成电势的变化，其工作原理是建立在热电效应的基础上的。即将两种不同材料的导体组成一个闭合回路，假如两个结电的温度不同，则回路中将产生一定的电流（电势），其大小与材料的性质和结点的温度有关。因此只要保持冷端温度 T0不变，当加热结点时，热电偶的输出电势E 会随温度 T 变化，通过测量此电势即可知道两端温差，从而实现温度的测量。电势 E 和温度 T 之间的关系是利用分度表的形式来表达的，在制分度表时，通常采纳热电偶的冷端温度 T0=0℃条件下测得的，所以在使用热电偶时，只有满足 T0=0℃的条件，才能直接使用分度表。在实际工况环境中，由于冷端温度不是 0℃而是某一温度 Tn，因此在使用分度表前要对所测电动势进行修正。 E(T，T0) = E(T，Tn) + E(Tn，T0) 即： 实际电动势 = 仪表指示值 + 温度修正值式中 E 为热电偶的电动势，T 为热电偶的热端温度，T0 为热电偶参考端温度为0℃，Tn为热电偶参考端所处的温度。三、实验结果Tn=21.0℃ 查表得到修正值：E(Tn，T0)=0.832mV加热前，电压表读数：0.008V加热后，电压表读数：-0.171V于是得到：E(T，Tn)=179/200mV=0.895mV从而得到实际电动势：E(T，T0)=1.727mV查表可得：T=42.7℃【实验二】热敏电阻测温度一、实验目的观察了解热敏电阻的结构，熟悉热敏电阻的工作特性，学会使用热敏电阻测温。二、实验原理本实验中所用热敏电阻为负温度系数。其定义为热敏电阻在其自身温度变化 1℃时，电阻值的相对变化量，可用下式表示为：式中 B 为热敏电阻常数。本实验所用的热敏电阻 B=3200。负温度系数的热敏电阻其特性可以表示为：式中 RT、RT0分别为温度 T 和 T0时的电阻值。因此当温度变化时热敏电阻阻值的变化将导致运放组成的压/阻变换电路的输出电压的变化，其关系可表示为：式中 UT、UT0分别为温度 T 和 T0时的压/阻变换电路的输出电压值。则根据上面两式：三、实验结果 【实验三】PN 结温度传感器一、实验目的熟悉 PN 结温度传感器的工作特性，学会使用 PN 结温度传感器测温。二、实验原理根据半导体器件原理流经晶体二极管的正向电流 ID与这个 PN 结的正向压降 VD有如下关系：式中，Is为反向饱...
