传感器原理及应用(一)【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
026V加热后,电压表读数:-0
157V于是得到:E(T,Tn)=(157+26)/200mV=0
915mV从而得到实际电动势:E(T,T0)=1
788mV查表可得:T=44
0℃【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=3