實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目單02熱電偶熱電阻溫度測量儀

1、4/4深圳職業(yè)技術(shù)學(xué)院Shenzhen Polytechnic實(shí)訓(xùn)(驗(yàn))項(xiàng)目單Training Item編制人： 編制日期：項(xiàng)目編號Item No.02項(xiàng)目名稱Item熱電偶/熱電阻溫度測量儀訓(xùn)練對象Class電子專業(yè)二年級（三年制）三年級（四年制）學(xué)時(shí)Time2課程名稱Course傳感器應(yīng)用技術(shù)教材Textbook傳感器應(yīng)用（高等教育出版社）目 的Objective（1）了解熱電偶、熱電阻的分類與特性；（2）熟悉熱電偶與熱電阻的測溫原理；（3）掌握熱電偶、熱電阻溫度測量電路調(diào)試方法。內(nèi)容(方法、步驟、要求或考核標(biāo)準(zhǔn)及所需工具、材料、設(shè)備等) 一、實(shí)訓(xùn)設(shè)備與工具 傳感器綜合應(yīng)用創(chuàng)新實(shí)訓(xùn)平臺、溫

2、濕度傳感器應(yīng)用模塊（功能電路板）、K型熱電偶、PT100熱電阻、數(shù)字式萬用表等。二、實(shí)訓(xùn)原理熱電偶是一種將溫度變化轉(zhuǎn)換為電動勢大小的熱電式傳感器，廣泛應(yīng)用于家用電器和工業(yè)控制系統(tǒng)中。按照構(gòu)成熱電偶材料的不同可分為S、B、E、K、R、J、T等多種分度號，并有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)分度表。由熱電偶構(gòu)成的數(shù)字式溫度測量儀表原理如圖5所示。 圖5 熱電偶溫度測量電路在圖5中，由熱電偶測量出的溫度場mV信號經(jīng)過LM358兩級放大，放大后信號送到偏置調(diào)零電路和衰減電路，以適合在數(shù)字顯示表中顯示。根據(jù)表1的K型熱電偶分度表可查得，溫度的變化與輸出電壓的變化趨于線性，所以可以通過調(diào)偏置調(diào)零網(wǎng)絡(luò)電位器RP9，在0時(shí)使輸出點(diǎn)

3、Uo3電壓為0mV作為一個(gè)點(diǎn)；通過調(diào)節(jié)衰減網(wǎng)絡(luò)電位器RP10，在100時(shí)使輸出點(diǎn)U o3電壓為1000mV作為另一個(gè)點(diǎn)，這樣就可以得到一個(gè)近似線性的關(guān)系。 表1 K型熱電偶分度表（部分） 熱電阻是一種將溫度變化轉(zhuǎn)換為金屬材料電阻阻值變化的溫度傳感器。常用的金屬熱電阻有鉑電阻（如PT100）和銅電阻（如CU50），電阻阻值與溫度變化的關(guān)系可通過查詢熱電阻分度表或按照相關(guān)公式計(jì)算得到。對金屬鉑電阻PT100，當(dāng)溫度變化在0800C范圍內(nèi)的計(jì)算公式為 （1）其中，A、B為常數(shù)，Rt、R0分別為溫度為t與0C時(shí)的電阻值。對金屬銅熱電阻，其對應(yīng)的計(jì)算公式為 （2）其中，為電阻溫度系數(shù)。由PT100熱電阻

4、構(gòu)成的溫度測量電路如圖6所示。具體測量原理是：由熱電阻測量出的溫度場變化引起的電阻變化值經(jīng)電阻/電壓變換電路轉(zhuǎn)換為電壓信號的變化，經(jīng)U1A放大器進(jìn)行電壓放大后送U1B構(gòu)成的電壓跟隨器，輸出信號送到偏置調(diào)零電路和衰減電路，以適合在數(shù)字顯示表中顯示。電路工作原理與圖5熱電偶電路類似。圖6 熱電阻溫度測量電路PT100是鉑熱電阻，它的阻值跟溫度的變化成正比。表2是PT100熱電阻的分度值表。當(dāng)溫度為0時(shí)PT100的阻值為100歐姆。表2 PT100熱電阻分度表（部分）三、實(shí)訓(xùn)內(nèi)容與步驟1. 將圖7所示溫濕度傳感器應(yīng)用模塊放置到傳感器綜合應(yīng)用創(chuàng)新實(shí)訓(xùn)平臺相應(yīng)位置。用跳線把傳感器輸出端RDO（TP9）與

5、底板顯示單元的VIN端連接。 圖7 溫度傳感器應(yīng)用模塊2. 檢查各相關(guān)連接線路，接通傳感器綜合應(yīng)用創(chuàng)新實(shí)訓(xùn)平臺電源，確認(rèn)無誤后用數(shù)字萬用表測量溫度傳感器模塊的供電電壓（+5V，+12V，-12V）是否正常。3. 在圖7中的熱電偶接口接入K型熱電偶（注意方向），并將其放置于環(huán)境溫度中，通過數(shù)字顯示表讀出溫度值。同時(shí)將另一K型熱電偶接入到智能溫控器的輸入端子（通過傳感器轉(zhuǎn)換板把熱電偶傳感器接到智能溫控器單元的5（GND）和6（+極）端口），此時(shí)讀出溫控器上顯示的值，與數(shù)字顯示表頭的數(shù)值進(jìn)行對照，自擬表格并記錄數(shù)據(jù)。4. 調(diào)節(jié)溫度源的溫度，重復(fù)步驟3測試內(nèi)容。5. 將熱電阻（PT100）接入到圖7電路中的PT100位置。與步驟3、4相似原理進(jìn)行溫度測量，自擬表格并記錄數(shù)據(jù)。四、問題思考1. 如果將熱電阻PT100與匹配電阻R2互換位置，按照上述步驟進(jìn)行實(shí)訓(xùn)時(shí)將會出現(xiàn)什么現(xiàn)象？2. 如果調(diào)零網(wǎng)絡(luò)沒有調(diào)整到0時(shí)顯示為0V，而是0時(shí)為10mv或其他值，數(shù)字顯示表顯示的值會有什么變化？3. 分析熱電偶/熱電阻測量溫度顯示產(chǎn)生誤差的原因。五、實(shí)訓(xùn)