数字温度计的设计和制作

补课教材_数字体温计的设计

本实验要求研究NTC热敏电阻的温度特性，并组装数字温度计。

1. 温度传感器的分类
2. 热敏电阻的分类
3. NTC热敏电阻的主要性能指标
4. 推导非平衡电桥输出电压的计算式
5. 画出数字体温计的设计电路图，并计算各元件的参数

1. 如何测量NTC热敏电阻的零功率额定值？定性说明：在测量过程中，外界温度的变化对结果的影响及修正的方法。
2. 测量NTC热敏电阻的温度特性时，电阻的测量精度（相对不确定度）应控制在多少？
3. 如何保证在校准数字体温计时和测量热敏电阻温度特性时，恒温装置的温度基本一致？
4. 在校准数字体温计时，若发现电压变化率与温度变化率之比不为1，应调节电路中的哪个元件？如何调节？

• 如何要设计一个测温范围大但精度要求低的普通温度计（如测温范围在0~50℃，误差不超过1℃），现有的设计方案是否可行？可行的话，参数应如何调整？不可行的话，应如何设计？

数字电压表、电阻箱、NTC热敏电阻、直流稳压电源（0-20V）、恒温装置等。

• 提醒：《基础物理实验》一书中有关AD590和NTC的两个实验的讲义中有不够严谨的地方，请选做这个实验的同学不要照搬书上所写的内容，要自己认真思考。 — 乐永康 2011/04/30 20:13

1. NTC热敏电阻
   • 研究NTC热敏电阻的阻值与流过热敏电阻的电流之间的关系，确定最大测量功率Pm。注意保持温度不变！（温度不同时，最大测量功率是不同的。温度升高，最大测量功率变大还是变小？为什么？）
   • 研究NTC热敏电阻的零功率阻值与温度的关系。
   • 测量NTC热敏电阻的热时间常数。
2. 数字体温计的设计
   • 用非平衡电桥设计数字体温计。要求：量程为34℃～42℃，误差不超过0.1℃。
   • 调整好的数字体温计的各元件实际参数与理论计算结果是不同的，试分析其原因。

具体要求：

1. 数字温度计的电压示数即为温度传感器的实际温度，如电压示数为“36.5mV”，即表示数字温度计所处的温度为“36.5℃”。
2. 设计的数字温度计应考虑其实用性，电源电压可选为1.5V（一般AA电池的电压）的整数倍或5.0V（USB的输出电压）。

• 简要叙述本实验的基本原理。
• 记录实验中出现的各种实验现象，对其进行分析、讨论。
• 简要介绍实验中所设计的电路。
• 实验数据的处理，及对结果的分析、讨论。

1. 沈元华、陆申龙主编，基础物理实验，北京；高等教育出版社，2003年
2. csy-9xx传感器实验仪用户手册

我们这次做实验的时候最大的问题就是太依赖课本上的内容，没有加入一些自己的思考以及探究性的内容。通过做报告时的讨论，我觉得以下一些内容需要注意：
1. 测量温度特性时候选取的温度区间要把制作温度计的量程包含在内，要不然不够具有说服力。
2. 每个电路的电源电压和电阻箱阻值要选取地合适，不要盲目相信课本上的参考值，需要仔细思考一下选取某一值的原因。
3. 电路的设计也不要盲目跟随书本上的内容，要想想为什么要这么设计，好处在哪里，不足在哪里，怎样改进，有时间的话可以尝试其他的电路设计并与书本上的进行对比，算一算误差。
希望以上这些内容能对以后做这个实验的同学有所帮助~ — 2011/05/01 20:48

谢谢杨珺同学的分享。相信你的这些心得对于其他同学以后能更有想法地做实验，也更有收获，是会有很大的帮助的。
在你们的口头汇报中，我忘了讲一个内容了：关于AD590工作电压范围的测定，各位同学都是用文字来叙述结果的，其实，如果将测量结果列个表，或者画个图，那么，传感器正常工作所需的电压就一目了然了。
对于实验结果的展示，有一个建议：制作规范的一个表格或者一张图片的表达效果往往远胜于一段文字。 — 乐永康 2011/05/01 20:48

由于自己最终未能做出符合精度要求的数字温度计，痛心疾首之余拿LabVIEW做了一个模拟实验程序
输入温度特性，选择电路结构（串联电路或电桥电路），即可由计算机进行温度扫描
嗯嗯，这比烧水什么的不知道高到哪里去了。。。
由于是模拟实验，输入的温度特性越接近实际情况则模拟实验效果越好，所以测量温度特性的时候尽可能多取点

数字温度计的制作_模拟实验程序.zip

运行要求：LabVIEW2015以上版本 等我哪天闲下来了做个低版本的
制作人：孟可 14307110108 — 2016/04/20 19:18