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铜热电阻温度特性测试实验--传感器实验
发布时间：2017-06-14 点击次数：次
一、实验目的
了解铜热电阻测温基本原理与特性；
二、实验仪器
智能调节仪、温度源、温度传感器模块、铂热电阻Pt100、铜热电阻Cu50、±15V电源、数显单元。
三、实验原理
铜热电阻以金属铜作为感温元件。它的特点是：电阻温度系数较大、价格便宜、互换性好、固有电阻小、体积大。使用温度范围是-50℃～150℃，在此温度范围内铜热电阻与温度的关系是非线性的。如按线性处理，虽然方便，但误差较大。通常用下式描述铜热电阻的电阻与温度关系：
式中，
——温度为0℃时铜热电阻的电阻值，通常取
=50Ω或
=100Ω；
——温度为t℃时铜热电阻的电阻值；
t——被测温度；
A，B，C为常数，当W100=1.428时,A=4.28899×10-3℃-1,B=-2.133×10-7℃-2,C=1.233×10-9℃-3。
铜热电阻体结构如图48-1所示，通常用直径0.1mm的漆包线或丝包线双线绕制，而后浸以酚醛树脂成为一个铜电阻体，再用镀银铜线作引出线，穿过绝缘套管。铜电阻的缺点是电阻率较低，电阻体的体积较大，热惯性也较大，在100℃以上易氧化，因此只能用于低温以及无侵蚀性的介质中。
1-引出线 2-补偿线阻 3-铜热电阻丝 4-引出线
图49-1铜热电阻体结构
铜热电阻Cu50的电阻温度特性（分度表）见表49-1。
表49-1铜热电阻分度表（分度号：Cu50；单位：Ω）
四、实验内容与步骤
铜热电阻Cu50调理电路如图49-2所示。
图49-2 铜热电阻Cu50调理电路原理图
1．重复温度控制实验，将温度源的温度设定在500C，在温度源另一个温度传感器插孔中插入Cu50温度传感器。
2．将±15V直流稳压电源接至温度传感器实验模块。温度传感器实验模块的输出Uo2接主控台直流电压表。打开实验台及智能调节仪电源。
3．短接模块上差动放大器的输入端Ui，调节电位器Rw4使直流电压表显示为零。
4．拿掉短路线，按图48-2接线，并将Cu50传感器的三根引出线（同颜色的两个端子短接）插入温度传感器实验模块中“Rt”。两端。并将R7和一个100Ω电阻R6并联。
5．将+5V直流电源接到电桥两端，电桥输出接到差动放大器的输入Ui，调节平衡电位器Rw2，使输出Uo2为0。
6．按实验温度控制实验设置智能调节仪参数，改变温度源的温度每隔50C记下Uo2的输出值，直到温度升至1450C。并将实验结果填入下表。
表49-2
五、实验报告
根据表49-2所记录实验数据，绘制Vo（V）- t（℃）实验曲线，并计算非线性误差。
了解铜热电阻测温基本原理与特性；
二、实验仪器
智能调节仪、温度源、温度传感器模块、铂热电阻Pt100、铜热电阻Cu50、±15V电源、数显单元。
三、实验原理
铜热电阻以金属铜作为感温元件。它的特点是：电阻温度系数较大、价格便宜、互换性好、固有电阻小、体积大。使用温度范围是-50℃～150℃，在此温度范围内铜热电阻与温度的关系是非线性的。如按线性处理，虽然方便，但误差较大。通常用下式描述铜热电阻的电阻与温度关系：
式中，
——温度为0℃时铜热电阻的电阻值，通常取=50Ω或=100Ω；——温度为t℃时铜热电阻的电阻值；t——被测温度；
A，B，C为常数，当W100=1.428时,A=4.28899×10-3℃-1,B=-2.133×10-7℃-2,C=1.233×10-9℃-3。
铜热电阻体结构如图48-1所示，通常用直径0.1mm的漆包线或丝包线双线绕制，而后浸以酚醛树脂成为一个铜电阻体，再用镀银铜线作引出线，穿过绝缘套管。铜电阻的缺点是电阻率较低，电阻体的体积较大，热惯性也较大，在100℃以上易氧化，因此只能用于低温以及无侵蚀性的介质中。
1-引出线 2-补偿线阻 3-铜热电阻丝 4-引出线
图49-1铜热电阻体结构
铜热电阻Cu50的电阻温度特性（分度表）见表49-1。
表49-1铜热电阻分度表（分度号：Cu50；单位：Ω）
| 温度（℃） | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 |
| 0 | 50．00 | 50.21 | 50.43 | 50.64 | 50.86 | 51.07 | 51.28 | 51.50 | 51.71 | 51.93 |
| 10 | 52.14 | 52.36 | 52.57 | 52.78 | 53.00 | 53.21 | 53.43 | 53.64 | 53.86 | 54.07 |
| 20 | 54.28 | 54.50 | 54.71 | 54.92 | 55.14 | 55.35 | 55.57 | 55.78 | 56.00 | 56.21 |
| 30 | 56.42 | 56.64 | 56.85 | 54.07 | 57.28 | 57.49 | 57.71 | 57.92 | 58.14 | 58.35 |
| 40 | 58.56 | 58.78 | 58.99 | 59.20 | 59.42 | 59.63 | 59.85 | 60.06 | 60.27 | 60.49 |
| 50 | 60.70 | 60.92 | 61.13 | 61.34 | 61.56 | 61.77 | 61.98 | 62.20 | 62.41 | 62.63 |
| 60 | 62.84 | 63.05 | 63.27 | 63.48 | 63.70 | 63.91 | 64.12 | 64.34 | 64.55 | 64.76 |
| 70 | 64.98 | 65.19 | 65.41 | 65.62 | 65.83 | 66.05 | 66.26 | 66.48 | 66.69 | 66.96 |
| 80 | 67.12 | 67.33 | 67.54 | 67.76 | 67.97 | 68.19 | 68.40 | 68.62 | 68.83 | 69.00 |
| 90 | 69.26 | 69.47 | 69.68 | 69.90 | 70.11 | 70.33 | 70.54 | 70.76 | 70.97 | 71.18 |
| 100 | 71.40 | 71.61 | 71.83 | 72.04 | 72.25 | 72.47 | 72.68 | 72.80 | 73.11 | 71.33 |
| 110 | 73.54 | 73.75 | 73.97 | 74.18 | 74.40 | 74.61 | 74.83 | 75.04 | 75.26 | 76.47 |
| 120 | 75.68 | 75.90 | 76.11 | 76.33 | 76.54 | 76.76 | 76.97 | 77.19 | 77.40 | 77.62 |
铜热电阻Cu50调理电路如图49-2所示。
图49-2 铜热电阻Cu50调理电路原理图
1．重复温度控制实验，将温度源的温度设定在500C，在温度源另一个温度传感器插孔中插入Cu50温度传感器。
2．将±15V直流稳压电源接至温度传感器实验模块。温度传感器实验模块的输出Uo2接主控台直流电压表。打开实验台及智能调节仪电源。
3．短接模块上差动放大器的输入端Ui，调节电位器Rw4使直流电压表显示为零。
4．拿掉短路线，按图48-2接线，并将Cu50传感器的三根引出线（同颜色的两个端子短接）插入温度传感器实验模块中“Rt”。两端。并将R7和一个100Ω电阻R6并联。
5．将+5V直流电源接到电桥两端，电桥输出接到差动放大器的输入Ui，调节平衡电位器Rw2，使输出Uo2为0。
6．按实验温度控制实验设置智能调节仪参数，改变温度源的温度每隔50C记下Uo2的输出值，直到温度升至1450C。并将实验结果填入下表。
| T（℃） | |||||||||||||||
| Uo2（V） |
五、实验报告
根据表49-2所记录实验数据，绘制Vo（V）- t（℃）实验曲线，并计算非线性误差。
