溫度傳感器的特性研究本科論-文庫(kù)吧
2024-12-24 09:45 本頁(yè)面
【正文】 電 阻 半導(dǎo)體熱敏電阻 50— 150 電阻率大、溫度系數(shù)大、線(xiàn)性差、一致性差 熱 電 偶 鉑銠 鉑 (s) 0— 1300 用于高溫測(cè)量、低溫測(cè)量?jī)纱箢?lèi)，應(yīng)用不方便（零點(diǎn)補(bǔ)償） 鉑銠 鉑銠 0— 1600 鎳 鎳硅 0— 1000 鎳鉻 康銅 200— 750 鐵 — 康銅 40— 600 其 它 PN 結(jié) 50— 150 體積小、靈敏度高、線(xiàn)性好、一致性差 IC 溫度傳感器 50— 150 線(xiàn)性度好，一致性好 2 溫度傳感器的特性測(cè)量 實(shí)驗(yàn)儀器簡(jiǎn)介 FDBHMB溫度傳感器特性及人體溫度測(cè)量試驗(yàn)儀是用于測(cè)量 PN結(jié)溫度傳感器、 LM35 溫度傳感器、 NTC 1K 溫度傳感器的溫度特性。 FDBHMB 溫度傳感器特性及人體溫度測(cè)量試驗(yàn)儀通電后除了測(cè)量?jī)x表、放大器及實(shí)驗(yàn)電源外，實(shí)驗(yàn)電路要插上儀器提供的直流穩(wěn)壓電源（ +5v)后才能工作。加熱前先調(diào)好控溫儀，按面板電路圖指示插好實(shí)驗(yàn)電路，將控溫傳感器（ Pt100）插入干井式恒溫加熱爐的一個(gè)井孔，待測(cè)傳感器插入另一井孔就能進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。為節(jié)省時(shí)間可同時(shí)進(jìn)行多種傳感器的實(shí)驗(yàn)，只要把數(shù)字電壓表分別測(cè)量待測(cè)傳感器輸出即可。 圖 FDBHMB 實(shí)物圖 PN 結(jié)溫度傳感器的溫度特性測(cè)量 PN 結(jié)溫度傳感器的測(cè)溫原理 忻州師范學(xué)院物理系本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 3 PN 結(jié)溫度傳感器是利用半導(dǎo)體 PN 結(jié) 的正向結(jié)電壓對(duì)溫度依賴(lài)性實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度檢測(cè)的，實(shí)驗(yàn)證明在一定電流通過(guò)的情況下， PN 結(jié)的正向電壓與溫度之間有較好的線(xiàn)性關(guān)系。將硅三極管 b、 c 極短路，用 b、 e 極 之間的 PN 結(jié)作為溫度傳感器測(cè)量溫度。硅三極管基極和發(fā)射極間正向?qū)妷?beU 一般約 600mV（ 25℃），且與溫度成反比。線(xiàn)性良 好，溫度系數(shù)約為 ℃ ，測(cè)量精度高，測(cè)溫范圍可達(dá) 50℃ — 150℃ 。 通常 PN 結(jié)組成二極管的電流 I 和電壓 U 滿(mǎn)足 式 ?????? ?? 1kTqUS eII () 在常溫條件下，且 U 時(shí)， 式可近似為： kTqUSeII ? () 式中 Cq ??? ；玻爾茲曼常數(shù) KJk ??? ； T 為熱力學(xué)溫度； Is 為反向飽和電流。正向電流保持恒定且電流較小條件下， PN 結(jié)的正向電壓 U 和熱力學(xué)溫度 T 近似滿(mǎn)足下列線(xiàn)性關(guān)系 goUBTU ?? () （ 式中 goU 為半導(dǎo)體材料在 T=0K 時(shí)的禁帶寬度， B 為 PN 結(jié)的結(jié)電壓溫度系數(shù)。） 實(shí)驗(yàn)測(cè)量如圖 。圖用 +5v 恒壓源使流過(guò) PN 結(jié)的電流約為 400 A? （ 25℃ ）。測(cè)量 beU 是用 1beU 、 2beU 兩端，作傳感器應(yīng)用時(shí)從 rbe UU 2 輸 出。 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 將控溫傳感器 Pt100 鉑電阻插入干井式恒溫加熱 爐中心井， PN 結(jié)溫度傳感器插入干井式恒溫加熱爐 另一個(gè)井內(nèi)。按要求連接線(xiàn)路。從室溫開(kāi)始測(cè)量，然 后開(kāi)啟加熱 器，每隔 ℃ 控溫系統(tǒng)設(shè)置溫度并進(jìn)行 PN 結(jié)正向?qū)妷?beU 的測(cè)量。 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及處理 表 PN 結(jié)電壓 beU 與溫度的關(guān)系 1 2 3 T/℃ VUbe T/℃ VUbe T/℃ VUbe R +5v 10K 9013 1beU rbe UU2 1K R 圖 PN結(jié)原理圖 忻州師范學(xué)院物理系本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 4 圖 PN 結(jié)正向?qū)妷号c溫度的關(guān)系 從圖 PN 結(jié)的導(dǎo)通電壓與 T 呈線(xiàn)性關(guān)系 ,利用最小二乘法計(jì)算UT 的擬合線(xiàn)段方程 y=a+bx,得： a=， b=。 UT 線(xiàn)段的方程為U=， 即 按照電壓計(jì)算時(shí)的靈敏度為 ℃ 。 PN 結(jié)的靈敏度是 mV /℃ ，所以 ，靈 敏度誤差 %% )( ??? ????? 實(shí)驗(yàn)證明在一定電流通過(guò)的情況下， PN 結(jié)的正向電壓與溫度之間有良好的線(xiàn)性關(guān)系。 電壓型集成溫度傳感器 (LM35)輸出電壓與溫度特性的測(cè)量 LM35 溫度傳感器的測(cè)溫 原理 LM35 溫度傳感器，標(biāo)準(zhǔn) T092 工業(yè)封裝，因?yàn)槠漭敵龅氖桥c溫度對(duì)應(yīng)的電壓 (℃ )， 且線(xiàn)性極好，只要配上電壓源，數(shù) 字電壓表就可以夠成一個(gè)精密數(shù)字測(cè)溫系統(tǒng)。輸出電壓的溫度系數(shù) K=℃ ,利用
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