实训项目单02热电偶热电阻温度测量仪

1、4/4深圳职业技术学院Shenzhen Polytechnic实训(验)项目单Training Item编制人： 编制日期：项目编号Item No.02项目名称Item热电偶/热电阻温度测量仪训练对象Class电子专业二年级（三年制）三年级（四年制）学时Time2课程名称Course传感器应用技术教材Textbook传感器应用（高等教育出版社）目 的Objective（1）了解热电偶、热电阻的分类与特性；（2）熟悉热电偶与热电阻的测温原理；（3）掌握热电偶、热电阻温度测量电路调试方法。内容(方法、步骤、要求或考核标准及所需工具、材料、设备等) 一、实训设备与工具 传感器综合应用创新实训平台、温

2、湿度传感器应用模块（功能电路板）、K型热电偶、PT100热电阻、数字式万用表等。二、实训原理热电偶是一种将温度变化转换为电动势大小的热电式传感器，广泛应用于家用电器和工业控制系统中。按照构成热电偶材料的不同可分为S、B、E、K、R、J、T等多种分度号，并有统一的标准分度表。由热电偶构成的数字式温度测量仪表原理如图5所示。 图5 热电偶温度测量电路在图5中，由热电偶测量出的温度场mV信号经过LM358两级放大，放大后信号送到偏置调零电路和衰减电路，以适合在数字显示表中显示。根据表1的K型热电偶分度表可查得，温度的变化与输出电压的变化趋于线性，所以可以通过调偏置调零网络电位器RP9，在0时使输出点

3、Uo3电压为0mV作为一个点；通过调节衰减网络电位器RP10，在100时使输出点U o3电压为1000mV作为另一个点，这样就可以得到一个近似线性的关系。 表1 K型热电偶分度表（部分） 热电阻是一种将温度变化转换为金属材料电阻阻值变化的温度传感器。常用的金属热电阻有铂电阻（如PT100）和铜电阻（如CU50），电阻阻值与温度变化的关系可通过查询热电阻分度表或按照相关公式计算得到。对金属铂电阻PT100，当温度变化在0800C范围内的计算公式为 （1）其中，A、B为常数，Rt、R0分别为温度为t与0C时的电阻值。对金属铜热电阻，其对应的计算公式为 （2）其中，为电阻温度系数。由PT100热电阻

4、构成的温度测量电路如图6所示。具体测量原理是：由热电阻测量出的温度场变化引起的电阻变化值经电阻/电压变换电路转换为电压信号的变化，经U1A放大器进行电压放大后送U1B构成的电压跟随器，输出信号送到偏置调零电路和衰减电路，以适合在数字显示表中显示。电路工作原理与图5热电偶电路类似。图6 热电阻温度测量电路PT100是铂热电阻，它的阻值跟温度的变化成正比。表2是PT100热电阻的分度值表。当温度为0时PT100的阻值为100欧姆。表2 PT100热电阻分度表（部分）三、实训内容与步骤1. 将图7所示温湿度传感器应用模块放置到传感器综合应用创新实训平台相应位置。用跳线把传感器输出端RDO（TP9）与

5、底板显示单元的VIN端连接。 图7 温度传感器应用模块2. 检查各相关连接线路，接通传感器综合应用创新实训平台电源，确认无误后用数字万用表测量温度传感器模块的供电电压（+5V，+12V，-12V）是否正常。3. 在图7中的热电偶接口接入K型热电偶（注意方向），并将其放置于环境温度中，通过数字显示表读出温度值。同时将另一K型热电偶接入到智能温控器的输入端子（通过传感器转换板把热电偶传感器接到智能温控器单元的5（GND）和6（+极）端口），此时读出温控器上显示的值，与数字显示表头的数值进行对照，自拟表格并记录数据。4. 调节温度源的温度，重复步骤3测试内容。5. 将热电阻（PT100）接入到图7电路中的PT100位置。与步骤3、4相似原理进行温度测量，自拟表格并记录数据。四、问题思考1. 如果将热电阻PT100与匹配电阻R2互换位置，按照上述步骤进行实训时将会出现什么现象？2. 如果调零网络没有调整到0时显示为0V，而是0时为10mv或其他值，数字显示表显示的值会有什么变化？3. 分析热电偶/热电阻测量温度显示产生误差的原因。五、实训