【正文】 T2，T3），那么當兩結點溫度為T1，T3時的熱電勢則為EAB（T1，T2）+ EAB（T2，T3）=EAB（T1，T3） （192）式（2）就是中間溫度定律的表達式。譬如：T1=100℃，T2=40℃，T3=0℃，則EAB（100，40）+EAB（40，0）=EAB（100，0） （193）圖192 中間定律示意圖熱電偶的分度號熱電偶的分度號是其分度表的代號（一般用大寫字母S、R、B、K、E、J、T、N表示）。它是在熱電偶的參考端為0℃的條件下，以列表的形式表示熱電勢與測量端溫度的關系。四、實驗內容與步驟1． 按圖193先接好“差動放大器”和“電壓放大器”，將“電壓放大器”的輸出接至毫伏表（選擇100mV）。PT100接電壓溫度頻率表（選擇T）兩端。2． 打開“直流電源”開關，短接“差動放大器”的輸入端，增益調節(jié)電位器都處于中間位置，調節(jié)調零電位器，使毫伏表顯示為零。3． 拿掉短路線，按圖193接好所有連線。圖193 熱電偶測溫接線圖4． 調節(jié)“2~20V直流穩(wěn)壓電源”為5V，將“2~20V直流穩(wěn)壓電源”輸出接入“加熱器”電源輸入端，加熱源溫度慢慢上升。5． 觀察毫伏表電壓示數(shù)隨溫度的變化情況。 五、實驗報告在熱電偶測溫原理中，其冷端要置于冰水混合物中以保持零攝氏度狀態(tài)，給具體應用帶來很大不便。試設計一種方案實現(xiàn)熱電偶的冷端補償。六、注意事項實驗過程中溫度計示數(shù)大于72℃時，應馬上拆掉加熱電源。實驗二十 正溫度系數(shù)熱敏電阻（PTC）溫度特性實驗一、實驗目的1． 了解正溫度系數(shù)熱敏電阻基本原理；2． 學習正溫度系數(shù)熱敏電阻特性與應用。二、實驗儀器加熱器、直流穩(wěn)壓電源（2~20V）、PTC、萬用表（自備）三、實驗原理熱敏電阻工作原理同金屬熱電阻一樣，也是利用電阻隨溫度變化的特性測量溫度。所不同的是熱敏電阻用半導體材料作為感溫元件。熱敏電阻的優(yōu)點是：靈敏度高、體積小、響應快、功耗低、價格低廉，但缺點是：電阻值隨溫度呈非線性變化、元件的穩(wěn)定性及互換性差。正溫度系數(shù)的熱敏電阻PTC通常是由在BaTiO3和SrTiO3為主的成分中加入少量Y2O3和Mn2O3構成的燒結體，其電阻隨溫度增加而增加。開關型的PTC在居里點附近阻值發(fā)生突變，有斜率最大的曲段，即電阻值突然迅速升高。PTC適用的溫度范圍為50～150℃，主要用于過熱保護及作溫度開關。PTC電阻與溫度的關系可近似表示為： （201）式中， ——絕對溫度為T時熱敏電阻的阻值；　——絕對溫度為時熱敏電阻的阻值；B——正溫度系數(shù)熱敏電阻的熱敏指數(shù)。四、實驗內容與步驟1． 萬用表選擇“歐姆”“200”檔接于PTC兩端，監(jiān)測PTC電阻值的變化。PT100接電壓溫度頻率表（選擇T）兩端。2． 打開“直流電源”開關，調節(jié)“2~20V直流穩(wěn)壓電源”為5V，將“2~20V直流穩(wěn)壓電源”輸出接入“加熱器”電源輸入端，加熱源溫度慢慢上升。3． 觀察PTC電阻值隨溫度的變化情況。 五、實驗報告如果你手上有這樣一個（PTC）熱敏電阻，想用它制作一個溫度報警電路，你認為該怎樣來實現(xiàn)？六、注意事項實驗過程中溫度計示數(shù)大于72℃時，應馬上拆掉加熱電源。實驗二十一　負溫度系數(shù)熱敏電阻（NTC）溫度特性實驗一、實驗目的1． 了解負溫度系數(shù)熱敏電阻基本原理；2． 學習負溫度系數(shù)熱敏電阻特性與應用。二、實驗儀器加熱器、直流穩(wěn)壓電源（2~20V）、NTC、萬用表（自備）三、實驗原理負溫度系數(shù)熱敏電阻NTC通常是一種氧化物的復合燒結體，其電阻隨溫度升高而降低，具有負的溫度系數(shù)，特別適合100～300℃之間的溫度測量。通常將NTC稱為熱敏電阻。負溫度系數(shù)熱敏電阻器的電阻—溫度特性，可表示為： 式中，——絕對溫度為T時熱敏電阻的阻值；——絕對溫度為時熱敏電阻的阻值；B——負溫度系數(shù)熱敏電阻的熱敏指數(shù)。四、實驗內容與步驟1． 萬用表選擇“歐姆”“2k”檔接于NTC兩端，監(jiān)測NTC電阻值的變化。PT100接電壓溫度頻率表（選擇T）兩端。2． 打開“直流電源”開關，調節(jié)“2~20V直流穩(wěn)壓電源”為5V，將“2~20V直流穩(wěn)壓電源”輸出接入“加熱器”電源輸入端，加熱源溫度慢慢上升。3． 觀察NTC電阻值隨溫度的變化情況。五、實驗報告1. PTC、NTC的溫度特性都是非線性變化的，你認為在實際應用中應如何利用這些特性？2. PTC、NTC溫度特性參照曲線如圖211顯示。圖211 熱敏電阻溫度特性曲線六、注意事項實驗過程中溫度計示數(shù)大于72℃時，應馬上拆掉加熱電源。實驗二十二　PN結溫度特性實驗一、實驗目的了解PN結的溫度特性。二、實驗儀器加熱器、直流穩(wěn)壓電源（2~20V）、PN結溫度傳感器、萬用表（自備）三、實驗原理PN結溫度傳感器采用半導體硅材料，當溫度發(fā)生變化時，PN結的導通率也會隨之發(fā)生變化，根據(jù)此種特性可將PN結用于制作溫度傳感器。四、實驗步驟 1． 萬用表（選擇“二極管”檔）的紅黑表筆對應接到PN結的“+”“”兩端，監(jiān)測PN結電阻值的變化。PT100接電壓溫度頻率表（選擇T）兩端。2． 打開“直流電源”開關，調節(jié)“2~20V直流穩(wěn)壓電源”為5V，將“2~20V直流穩(wěn)壓電源”輸出接入“加熱器”電源輸入端，加熱源溫度慢慢上升。3． 觀察PN結電阻值隨溫度的變化情況。五、實驗報告 如果現(xiàn)在要從K型熱電偶、PTC、NTC、PT100 和PN結中挑出一種作為測溫電路的探測元件，你會選擇哪一種？請說明你的理由。六、注意事項實驗過程中溫度計示數(shù)大于72℃時，應馬上拆掉加熱電源。實驗二十三　氣敏（酒精）傳感器實驗一、實驗目的了解氣敏傳感器的原理及應用。二、實驗儀器直流穩(wěn)壓電源（2~20V）、氣敏傳感器、酒精（自備）、棉球（自備）、電橋、電壓溫度頻率表三、實驗原理本實驗所采用的SnO2（氧化錫）半導體氣敏傳感器屬電阻型氣敏元件；它是利用氣體在半導體表面的氧化和還原反應導致敏感元件阻值變化。如果使傳感器的溫度保持在400℃的高溫，在清潔的空氣中，氧化錫的表面吸附氧，由于氧具有電子親和力，自由電子被俘獲，在粒界間形成勢壘，其結果使得傳感器的電阻值增加了；當有酒精氣體進入傳感器時，酒精氣體與處于吸附狀態(tài)的氧發(fā)生反應，使得吸附的氧減少，其結果造成勢壘高度的降低，電子的移動變得容易，傳感器的電阻值減小。四、實驗內容與步驟1． 將氣敏傳感器按圖231接線，兩綠色接線端接5V電壓加熱（將2~20V可調直流穩(wěn)壓電源輸出調為5V），紅色接線端接+15V電壓、黑色接線端接Rw2左端，Rw2兩端接電壓溫度頻率表（選擇U）。2． 打開實驗臺“直流電源”開關，預熱3分鐘。3． 用浸透酒精的小棉球，靠近傳感器，并吹2次氣，使酒精揮發(fā)進入傳感器金屬網(wǎng)內，觀察電壓溫度頻率表讀數(shù)變化。圖231 酒精傳感器接線圖五、實驗報告，常用于交通警察檢查有否酒后開車，若要這樣一種傳感器還需考慮哪些環(huán)節(jié)與因素？，利用該傳感器設計一種簡單的酒精濃度報警電路。六、注意事項實驗過程中溫度計示數(shù)大于42℃時，應馬上拆掉加熱電源。實驗二十四　濕敏傳感器實驗一、實驗目的了解濕敏傳感器的原理及應用。二、實驗儀器濕敏傳感器、示波器（自備）、棉球（自備）、水（自備）、電橋、信號源三、實驗原理濕度是指大氣中水份的含量，通常采用絕對濕度和相對濕度兩種方法表示，濕度是指單位體積中所含水蒸汽的含量或濃度，用符號AH表示，相對濕度是指被測氣體中的水蒸汽壓和該氣體在相同溫度下飽和水蒸汽壓的百分比，用符號％RH表示。濕度給出大氣的潮濕程度，因此它是一個無量綱的值。實驗使用中多用相對濕度概念。濕敏傳感器種類較多，根據(jù)水分子易于吸附在固體表面滲透到固體內部的這種特性（稱水分子親和力），濕敏傳感器可以分為水分子親和力型和非水分子親和力型，本實驗所采用的屬水分子親和力型中的高分子材料濕敏元件。高分子電阻式濕敏元件是利用元件的電阻值隨濕度變化的原理。具有感濕功能的高分子聚合物，做成薄膜，來感覺空氣濕度的變化。四、實驗內容與步驟1． 濕敏傳感器內部元件如圖241所示，應用電路如圖242所示，將“信號源”Us1 輸出信號調節(jié)為f=1kHz，Vpp=2V接入濕敏傳感器Rx與電位器RW1兩端，GND2接RW2右端用示波器觀察RW1兩端的波形峰峰值。2． 將濕棉球靠近濕敏傳感器或用嘴對濕敏傳感器輕吹一口氣，觀察此時示波器上顯示的波形峰峰值的變化。　　 　 圖241 濕敏傳感器內部結構 圖242 濕敏傳感器接線圖五、實驗報告根據(jù)濕敏傳感器在實驗中表現(xiàn)出的特性，試設計出其在生活中的一種具體應用方案。38 / 3