THSRZ-2传感器系统综合实验装置
为T2，T3时，热电势为EAB（T2，T3），那么当两结点温度为T1，T3时的热电势则为
EAB（T1，T2）+ EAB（T2，T3）=EAB（T1，T3） （2）
式（2）就是中间温度定律的表达式。譬如：T1=100℃，T2=40℃，T3=0℃，则
EAB（100，40）+EAB（40，0）=EAB（100，0） （3）
图50-2
热电偶的分度号
热电偶的分度号是其分度表的代号（一般用大写字母S、R、B、K、E、J、T、N表示）。它是在热电偶的参考端为0℃的条件下，以列表的形式表示热电势与测量端温度的关系。 四、实验内容与步骤
1．重复实验Pt100温度控制实验，将温度控制在500C，在另一个温度传感器插孔中插入K型热电偶温度传感器。
2．将±15V直流稳压电源接入温度传感器实验模块中。温度传感器实验模块的输出Uo2接主控台直流电压表。
3．将温度传感器模块上差动放大器的输入端Ui短接，调节Rw3到最大位置，再调节电位器Rw4使直流电压表显示为零。
4．拿掉短路线，按图50-3接线，并将K型热电偶的两根引线，热端（红色）接a，冷端（绿色）接b；记下模块输出Uo2的电压值。
5．改变温度源的温度每隔 图50-3
50C记下Uo2的输出值。直到温度升至1200C。并将实验结果填入下表 T（℃） Uo2（V） 五、实验报告
1．根据表50-1的实验数据，作出UO2-T曲线，分析K型热电偶的温度特性曲线，计算其非线性误差。
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表50-1
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2．根据中间温度定律和K型热电偶分度表，用平均值计算出差动放大器的放大倍数A。
实验五十一 E型热电偶测温实验
一、实验目的：
了解E型热电偶的特性与应用 二、实验仪器：
智能调节仪、PT100、E型热电偶、温度源、温度传感器实验模块。 三、实验原理：
E型热电偶传感器的工作原理同K型热电偶。 四、实验内容与步骤：
1．重复Pt100温度控制实验，将温度控制在50C，在另一个温度传感器插孔中插入E型热电偶温度传感器。
2．将±15V直流稳压电源接入温度传感器实验模块中。温度传感器实验模块的输出Uo2接主控台直流电压表。
3．将温度传感器模块上差动放大器的输入端Ui短接，调节Rw3到最大位置，再调节电位器Rw4使直流电压表显示为零。
4．拿掉短路线，按图50-3接线，并将E型热电偶的两跟引线，热端（红色）接a，冷端（绿色）接b，并记下模块输出Uo2的电压值。
5．改变温度源温度每隔50C记下Uo2输出值。直到温度升至1200C。将实验结果填入下表。 T（℃） Uo2（V） 五、实验报告
1．根据表实验所得数据，作出UO2-T曲线，分析K型热电偶的温度特性曲线，计算其非线性误差。
2．根据中间温度定律和E型热电偶分度表，用平均值计算出差动放大器的放大倍数A。 附 表51-2 E型热电偶分度表（分度号：E，单位：mV） 温度（℃） 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 0 0.000 0.591 1.192 1.801 2.419 3.047 3.683 4.329 4.983 5.646 6.317 6.996 1 0.059 0.651 1.252 1.862 2.482 3.110 3.748 4.394 5.047 5.713 6.385 7.064 2 0.118 0.711 1.313 1.924 2.544 3.173 3.812 4.459 5.115 5.780 6.452 7.133 3 0.176 0.770 1.373 1.985 2.057 3.237 3.876 4.524 5.181 5.846 6.520 7.201 热电动势（mV） 4 0.235 0.830 1.434 2.047 2.669 3.300 3.941 4.590 5.247 5.913 6.588 7.270 5 0.295 0.890 1.495 2.109 2.732 3.364 4.005 4.655 5.314 5.981 6.656 7.339 6 0.354 0.950 1.556 2.171 2.795 3.428 4.070 4.720 5.380 6.048 6.724 7.407 7 0.413 1.011 1.617 2.233 2.858 3.491 4.134 4.786 5.446 6.115 6.792 7.476 8 0.472 1.071 1.678 2.295 2.921 3.555 4.199 4.852 5.513 6.182 6.860 7.545 9 0.532 1.131 1.739 2.357 2.984 3.619 4.264 4.917 5.579 6.250 6.928 7.614 0
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120 130 140 150 7.683 8.377 9.078 9.787 7.752 8.447 9.149 9.858 7.821 8.517 9.220 9.929 7.890 8.587 9.290 10.000 7.960 8.657 9.361 10.072 8.029 8.827 9.432 10.143 8.099 8.842 9.503 10.215 8.168 8.867 9.573 10.286 8.238 8.938 9.614 10.358 8.307 9.008 9.715 4.429
实验五十二 热电偶冷端温度补偿实验
一、实验目的：
了解热电偶冷端温度补偿的原理和方法 二、实验仪器：
智能调节仪、PT100、K型热电偶、E型热电偶、温度源、温度传感器实验模块 三、实验原理：
热电偶冷端温度补偿的方法有：冰水法、恒温槽法和电桥自动补偿法（图52－1），电桥自动补偿法常用，它是在热电偶和测温仪表之间接入一个直流电桥，称冷端温度补偿器，补偿器电桥在0℃时达到平衡（亦有20℃平衡）。当热电偶自由端温度升高时(＞0℃)
热电偶回路电势Uab下降，由于补偿器中，PN呈负温度系数，其正 图52-1
向压降随温度升高而下降，促使Uab上升，其值正好补偿热电偶因自由端温度升高而降低的电势，达到补偿目的。
四、实验内容与步骤
1．选择智能调节仪的“输入选择”为“Pt100”，将温度传感器PT100接入“PT100输入”（同色的两根接线端接兰色，另一根接黑色插座），打开实验台总电源。并记下此时的实验室温度T2。
2．重复Pt100温度控制实验，将温度控制在50C，在另一个温度传感器插孔中插入K型热电偶温度传感器。
3．将±15V直流稳压电源接入温度传感器实验模块中。温度传感器实验模块的输出Uo2接主控台直流电压表。
4．将温度传感器模块上差动放大器的输入端Ui短接，调节Rw3到最大位置，再调节电位器Rw4使直流电压表显示为零。
5．拿掉短路导线，按图52-2接线，并将K型热电偶的两个引线分别接入模块倍数、E2为K型热电偶500C时对应输出电势）
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0
两
端（红接a，蓝接b）；调节Rw1使温度传感器输出UO2电压值为AE2。（A为差动放大器的放大
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6．变温度源的温度每隔5C记下Uo2的输出值。直到温度升至120C。并将实验结果填入下表 T（℃） Uo2（V） 五、实验报告
1．根据表52-1的实验数据，作出（UO2/A）-T曲线。并与分度表进行比较，分析电桥自动补偿法的补偿效果。
2．换另一只热电偶E型热电偶做冷端补偿实验。分度表见41-2。
图52-2 附 表52-2 K型热电偶分度表（分度号：K，单位：mV） 温度0 1 2 3 4 5 （℃） 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 0 0.397 0.798 1.203 1.611 2.022 2.436 2.850 3.266 3.681 4.095 4.508 4.919 5.327 5.733 0.039 0.437 0.858 1.244 1.652 2.064 2.477 2.892 3.307 3.722 4.137 4.549 4.960 5.368 5.774 0.079 0.477 0.879 1.285 1.693 2.105 2.519 2.933 3.349 3.764 4.178 4.600 5.001 5.409 5.814 0.119 0.517 0.919 1.325 1.734 2.146 2.560 2.975 3.390 3.805 4.219 4.632 5.042 5.450 5.855 0.158 0.557 0.960 1.366 1.776 2.188 2.601 3.016 3.432 3.847 4.261 4.673 5.083 5.190 5.895 0.198 0.597 1.000 10407 1.817 2.229 2.643 3.058 3.473 3.888 4.302 4.714 5.124 5.531 5.936 00
表52-1
6 0.238 0.637 1.041 1.4487 1.858 2.270 2.684 30100 3.515 3.930 4.343 4.755 5.161 5.571 5.976 7 0.277 0.677 1.081 1.480 1.899 2.312 2.726 3.141 3.556 3.971 4.384 4.796 5.205 5.612 6.016 8 0.317 0.718 1.122 1.529 1.940 2.353 2.767 3.183 3.598 4.012 4.426 4.837 5.2340 5.652 6.057 9 0.357 0.758 1.162 1.570 1.981 2.394 2.809 3.224 3.639 4.054 4.467 4.878 5.287 5.693 6.097 64
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150 6.137 6.177 6.218 6.258 6.298 6.338 6.378 6.419 6.459 6.499 实验五十三 PN结温度特性测试实验 一、实验目的：
掌握PN结测量温度的方法 二、实验仪器：
智能调节仪、温度源、温度传感器实验模块（二）、PT100、PN结温度传感器、±15V稳压电源、数显单元
三、实验原理：
理想PN结的正向电流If和正向压降UF存在如下近似关系：
I?Isexp（eUkTFf （53-1） ）其中：e为电子电荷；k为为玻尔兹曼常数；Ｔ为绝对温度；Is为反向饱和电流。Is是一个
和PN结材料的禁带宽度以及温度等有关的系数，可以证明
Is?CT?exp[?eUs（0）] （53-2） kT其中：C、γ是与结面积、掺杂浓度有关的常数；Us（0）为绝对零度时PN结材料的导带底和价带顶的电势差；
将式（38-2）代入式（38-1），且两边取对数得：
UF?Us（0）?（kelnCIFke）T?kTelnT??UI?UnI （53-3）
其中UI?Us（0）?（lnCIF）T ，UnI??kTelnT?
式（53-3）是PN结温度传感器的基本方程。令IF=常数，则正向压降只随温度而变。
在恒流供电的条件下，ＰＮ结的ＵF对Ｔ的关系取决于线性项ＵI，即正向压降几乎随温度的升高而线性下降，这就是ＰＮ结测温的根据。 四、实验步骤：
1．重复智能调节仪温度控制实验接线，将PN结温度传感器插入温度源并按图53-1接入度传感器实验模块（二）
2．从主控台接15V直流稳压电源接至温度传感器实验模块（二）。温度传感器实验模块（二）的输出Uo接主控台直流电压表，电压表选择20V档。
3．打开实验台电源，改变智能调节仪的设定值，每隔5C记下Uo的输出值。直到温度升至1200C。并将实验结果填入下表 T（℃）
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Uo2（V）