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表11－1 T（℃） V(V) 9、由表11－1数据计算在此范围内集成温度传感器的非线性误差。 五、实验步骤（PID控制）

增强型温度控制仪XMTD7611H、PID温度调节控制仪使用说明如下：

接通电源后，显示窗即显示被控对象的测量值。此时按“ ”键三秒钟，使面板上的“设定项目指示”图表中第一个指示灯“控制”点亮，这时显示窗显示“控制”设定值，按“∧”或“∨”键“控制”设定值符合您需要，再按一下“ ”键即转入下一设定项目??，最后切换至“设定项目指示“灯全熄（显示窗显示测量值），完成一个设定循环，仪表即可投入使用。

该PID调节仪表，推荐的比例带P为5，积分I为180，微分D为0、修正值出厂时，设置为“0”，读请勿轻易变动比值，以免将精确的仪表修正成不精确。

图11－3 XMTD7611H面板图

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图11－4 XMTD76温控仪控温原理图

1、 将加热器的220V电源插头插入主控箱面板上的电源加热插座上。

2、 在温度控制仪表面板上按“ ”键三秒钟，控制点亮，按“∧”键使（初始时跳动慢，按

长时上升很快），设定控制温度t=40℃，再按“ ”键，超限点亮，按加数键“∧”和减数键“∨” ，使超限值为40.1℃，再依次按“ ”键，修正为0，比例为P＝5，积分为180，微分为0均已设置好，可不必改动。

3、 将集成温度传感器加热端置于加热器插孔中，尾部接线接实验模板上标有双圈符号的a、b端，

见图11－1。棕色线为正端接实验模板上的a 端。加直流源2V，另一端兰色线接b端，信号直接从b端输出。与运放IC1、IC2输入端相接。

4、 用连接线将Vo2端接入数显表单元上Vi 端，电压量程拨至2V档。

5、 合上加热源开关，待温度显示在40℃时，读取数显表上示值。根据实验步骤2的将控制温度设

定值增加5度，依次推进，记取相应的数显值，记入表11－1，可读取10个数值。

表11－1 t(℃) V(mv) 六、思考题：

大家知道在一定的电流模式下PN结的正向电压与温度之间具有较好的线性关系，因此就有温敏二极管，

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你若有兴趣可以利用开关二极管或其它温敏二极管在50℃－100℃之间，作温度特性，然后与集成温度传感器相同区间的温度特性进行比较，从线性看温度传感器线性优于温敏二极管，请阐明理由。

实验 热电阻测温特性实验

一、实验目的：了解热电阻的特性与应用。

二、基本原理：利用导体电阻随温度变化的特性，热电阻用于测量时，要求其材料电阻温度系数大，稳

定性好，电阻率高，电阻与温度之间最好有线性关系。常用铂电阻和铜电阻、铂电阻在0－630.74℃以内，电阻Rt与温度t的关系为： Rt=Ro(1+At+Bt2)

Ro系温度为0℃时的电阻。本实验Ro＝100℃。A＝3.9684×102／℃，B＝－5.847×107／℃2，铂

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电阻现是三线连接，其中一端接二根引线主要为消除引线电阻对测量的影响。

三、需用器件与单元：加热源、K型热电偶、Pt100热电阻、温度控制单元、温度传感器实验模板、数显

单元、万用表。 四、实验步骤：

1、将Pt100铂电阻三根线插入实验模板标Rt的a、b和R6端上，用万用表欧姆档测出Pt100三根线中其中短接的二根线接b端和R5端。这样Rt与R3、R1、Rw1、R4组成直流电桥，是一种单臂电桥工作形式。Rw1中心活动点与R5相接。

2、在端点a与地之间加直流源6V，合上主控箱电源开关，调RW1使电桥平衡，桥路输出端b和中心活动点之间在室温下输出为零。

3、加±15V运放电源，调RW3使UO2＝0，接上数显单元，拨2V电压显示档，使数显为零。

4、在常温基础上，将设定温度值可按Δt=5℃读取数显表值。将结果填入下表11－2。关闭电源主控箱电源开关。

表11－2铂电阻热电势与温度值 t(℃) V(mv)

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图11－5 热电阻测温特性实验

5、根据表11－2值计算其非线性误差。

五、思考题：如何根据测温范围和精度要求选用热电阻？

实验三十七 热电偶测温性能实验

一、实验目的：了解热电偶测量温度的性能与应用范围。

二、基本原理：当两种不同的金属组成回路，产生的二个接点有温度差，会产生热电势，这就是热电效

应。温度高的接点就是工作端，将其置于被测温度场配以相应电路就可间接测得被测温度值。 三、需用器件与单元：热电偶、K型、E型、加热源、温度控制仪、数显单元。 四、实验步骤：

1、将K型热电偶插入到主控板上用于温度设定。

2、将E型热电偶插入温度传感器实验模板上标有热电偶符号的a、b孔上，热电偶自由端连线中带红色套管或红色斜线的一条为正端。将a、b端与R5、R6相接。

3、设定温度值t＝40℃。将R5、R6短路接地，接入±15V电源，打开主控箱电源开关调节RW3使UO2

为零（见图11－5），将UO2与数显表单元上的Ui相接。调RW3 使数显表显示零位，主控箱上电压波段开关拨到2V档。

4、去掉R5、R6短路接线，将a、b端与放大器R5、R6相接，调RW2，将信号放大到比分度值大10倍的毫伏值。

5、在40℃到150℃之间设定Δt＝5℃。读出数显表头输出电势与温度值，并记入表11－3。 表11－3 E型热电偶热电势与温度数据 t(℃) V(mv) 6、根据表11－3计算非线性误差。 附：分度表

温度℃ 测量元件 E 热 －50 39.24 0 0 0 50 50 3.047 2.022 60.7 100 6.317 4.095 71.4 150 9.787 6.137 82.13 200 300 400 500 600 800 1200 1400 1600 1800 13.419 21.033 28.943 36.999 45.085 61.066 8.137 12.027 3.261 4.234 5.237 7.345 电 偶 K Cu50 11.947 14.368 16.771 热

CSY2000实验指南 第45页 共49页 电 阻 Pt100 80.3 100 119.4 138.5 157.31 175.84 212.02 247.04 280.90 313.59 375.57 五、思考题：

1、通过温度传感器的三个实验你对各类温度传感器的使用范围有何认识？

2、能否用AD590设计一个直接显示摄氏温度－50℃－50℃数字式温度计并利用本实验台进行实验。

实验三十八 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与方法。

二、基本原理：热电偶冷端温度补偿的方法有：冰水法、恒温槽法和自动补偿法（图11－5），电桥法常

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。

三、需用器件与单元：温度传感器实验模板、热电偶、冷端温度补偿器、直流源＋5V、±15V。 四、实验步骤：

1、 温度控制仪表设定温度值50℃。

2、 接入±15V电源，合上主控箱电源开关，调RW3使温度传感器实验模板输出Vo2为零，并使实验

模板输出端Uo2与数显表Vi相接 此时数显表显示零位，电压显示用200mv档。

3、 将K型热电偶置于加热器插孔中，输出端与实验模板输入端R5、R6插孔相接，合上主控箱加热源

开关，使温度达到50℃，放大器增益RW2置最小读取数显表上数据V1。

图11－6冷端温度补偿原理图

4、 保持工作温度50℃不变，RW2、RW3不变，冷端温度补偿器上的热电偶插入加热器另一插孔中，在