信号检测与传感器技术

课程实验报告

用A/D转换器实现热敏电阻

温度传感器的线性化

学院：电子信息工程学院                 

班级：电子1202                                                              

姓名：汤世忠                           

指导教师：袁雪                         

摘要：介绍一种热敏电阻温度传感器输出非线性的补偿原理。

关键词：热敏电阻 非线性 补偿 温度传感器

一、引言

众所周知，热敏电阻是由半导体材料制成的温度敏感型电阻。热敏电阻的基本电阻——温度特性可表示为：

式中是在温度为T(K)时的零功率电阻，是已知温度（通常为298.15K）时的零功率电阻，β为热敏电阻的材料系数。由此可见，与T不成正比，而是呈指数规律变化。本文旨在介绍用ADC使热敏电阻温度传感器的输出与温度T成正比的补偿原理及方法。

二、补偿原理及电路设计

图1是一种热敏电阻构成的温度传感器电路。

图1

由等组成方波发生器，其输出频率为：

    (1)

其中，为常数。

频率f通过f/V转换器来实现频-压转换，即=，为常数。由此可见，传感器的输出与温度变化成非线性。即：

    (2)

为了补偿传感器的非线性，本文采用如下的补偿方法，其原理如下。

由(2)式知，。如果将加到A/D转换器端（模拟转换电压输入端），加到端（参考电压输入端）如图2所示。

图2

A/D芯片用MC14433，则A/D转换器的输出为数字量D，，为常数。由此可知，用A/D转换可实现线性化输出，并且为数字量，便于数字测量。

参考文献：本文整理自《仪表技术》1997年第5期.用A/D转换器实现热敏电阻温度传感器的线性化.东南大学.俞阿龙，根据内容与课程的相关性部分做了省略。由于年代差异，芯片引脚名称略有不同，为此参照引脚图在画图时做了调整。

第二篇：《传感器与检测技术》实验报告

《传感器与检测技术》实验报告

设计题目：单臂、半桥比较   __

学 期：__ 20##-2013年下半学期             

系 部：____   自动化系_____________

姓 名：____     xx______________

专 业：_   电气工程及其自动化________

班 级：__    xx_____________

学 号：_     _xx__________

一、实验目的：

     验证单臂、半桥的性能及相互之间关系。

二、实验步骤：

（1）将差动放大器调零：用连线将差动放大器的正（＋）、负（－）、地短接。将差动放大器的输出端与F/V表的输入插口Vi 相连；开启主、副电源；调节差动放大器的增益到最大位置，然后调整差动放大器的调零旋钮使F/V表显示为零，关闭主、副电源。

   （2）根据图１接线R1、R2、R3为电桥单元的固定电阻。R4为应变片；将稳压电源的切换开关置±4V档，F/V表置20V档。调节测微头脱离双平行梁，开启主、副电源，调节电桥平衡网络中的W1，使F/V表显示为零，然后将F/V表置2V档，再调电桥W1（慢慢地调），使F/V表显示为零。

图  1

   （3）调整测微头使双平行梁处于水平位置(目测)，将直流稳压电源打到±4V档。选择适当的放大增益，然后调整电桥平衡电位器W1，使表头显示零(需预热几分钟表头才能稳定下来)。

   （4）旋转测微头，使梁移动，每隔0 .5mm读一个数，并记录测量数据，然后关闭主、副电源：

   （5）保持放大器增益不变，将R3固定电阻换为与R4工作状态相反的另一应变片即取二片受力方向不同应变片，形成半桥，调节测微头使梁到水平位置（目测），调节电桥W1使F/V表显示表显示为零，重复（4）过程同样测得读数并记录。

三、实验结果：

(4)

(5)

在同一坐标纸上描出X-V曲线，比较两种接法的灵敏度。

(4)

(5)

四、  注意事项：

  （1）在更换应变片时应将电源关闭。

  （2）在实验过程中如有发现电压表发生过载，应将电压量程扩大。

  （3）在本实验中只能将放大器接成差动形式，否则系统不能正常工作。

  （4）直流稳压电源±4V不能打的过大，以免损坏应变片或造成严重自热效应。

  （5）接全桥时请注意区别各片子的工作状态方向。

五、实验总结：

    通过本次实验，我熟悉了实验仪器的使用方法，了解了应变片的特性，明白了单臂、半桥的性能及相互之间关系，并且通过实验进行了验证。