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大學(xué)物理實(shí)驗(yàn),數(shù)字溫度計(jì)的設(shè)計(jì)與制作,實(shí)驗(yàn)簡(jiǎn)介,實(shí)驗(yàn)原理,實(shí)驗(yàn)?zāi)康?實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,儀器及調(diào)整,實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),預(yù)習(xí)題,思考題,實(shí)驗(yàn)簡(jiǎn)介,隨著傳感器技術(shù)的飛速發(fā)展，各種各樣的溫度傳感器被廣泛地應(yīng)用于教學(xué)、科研和工業(yè)生產(chǎn)中。其中集成溫度傳感器AD590，因其線性好、精確度高和易于實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)在線測(cè)試與數(shù)據(jù)處理等優(yōu)點(diǎn)，在常溫條件下已占有越來越重要的位置。我們把AD590組成的數(shù)字溫度計(jì)用于線脹系數(shù)的測(cè)量、導(dǎo)熱系數(shù)的測(cè)量和熱敏電阻特性研究等物理實(shí)驗(yàn)中進(jìn)行溫度測(cè)量，均取得了較好的效果。為了使學(xué)生更好地了解其性能，我們開設(shè)了集成溫度傳感器AD590的特性研究自組數(shù)字溫度計(jì)實(shí)驗(yàn)。,實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1.了解常用的集成溫度傳感器的基本原理和溫度特性的測(cè)量方法；2:利用AD590集成溫度傳感器,制作測(cè)溫范圍0~50℃的溫度計(jì)；3:掌握數(shù)字溫度計(jì)的設(shè)計(jì)和調(diào)試技巧。,集成溫度傳感器是將作為感溫器件的晶體管及其外圍電路集成在同一芯片上的集成化溫度傳感器，與分立溫度傳感器相比，它具有以下特點(diǎn)：(1)由溫度變化面引起輸出量的變化呈良好的線性關(guān)系；(2)不需要參考占；(3)抗干擾能力強(qiáng)；(4)互換性好，使用簡(jiǎn)單方便。因此，這類傳感器已在科研、工業(yè)和家用電器方面廣泛用于溫度的精確測(cè)量和控制。集成溫度傳感器按輸出量不同可分為電壓型和電流型兩大類。電壓型傳感器的特點(diǎn)是直接輸入電壓，且輸出阻抗低易于和控制電路接口，可用于溫度檢測(cè)等。而電流型傳感器準(zhǔn)確度更高，其中的典型代表是AD590，其靈敏度為1。是一種兩端器件，使用非常方便，且抗干擾能力很強(qiáng)。,實(shí)驗(yàn)原理,AD590特性,AD590溫度傳感器工作電壓范圍寬(4V~30V),使用溫度范圍大(-55℃~150℃),其靈敏度為1μA/K,電流輸出線性極好(在使用溫度范圍內(nèi)非線性誤差可小于0.5℃).另外,還具有適應(yīng)電源波動(dòng)的特性,即電源電壓可以從4V~15V,輸出電流的變化小于1μA,所以它廣泛用于高精度溫度計(jì)和溫度計(jì)量等方面.,單位：A,,,,,,,,,,,,,,,,,,,圖1定標(biāo)電路,,,＋,－,定標(biāo),二、數(shù)字溫度計(jì)的設(shè)計(jì)與制作,,,圖2數(shù)字溫度計(jì)設(shè)計(jì)電路,,1數(shù)字溫度計(jì)進(jìn)行調(diào)試的分析,注意：調(diào)試好的溫度計(jì)所有元件參量不得再改變。,2對(duì)測(cè)量范圍的溫度進(jìn)行測(cè)量的分析,實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,1對(duì)AD590進(jìn)行定標(biāo)。按圖1定標(biāo)電路圖接好儀器，將溫度設(shè)置在30℃，萬用表電壓拔到2V檔位，等溫度穩(wěn)定后，讀出電壓值，并記錄之；再將溫度設(shè)置在35℃，重復(fù)之，直至80℃，讀出電壓值止。2對(duì)溫度計(jì)進(jìn)行安裝調(diào)試按圖2數(shù)字溫度計(jì)接好儀器，將溫度設(shè)置在30.0℃，等溫度穩(wěn)定后，調(diào)節(jié)R4使電壓表的讀數(shù)為30.00mv。3對(duì)在測(cè)量范圍的溫度進(jìn)行測(cè)量再將溫度分別設(shè)置在35.0℃、40.0℃直至90℃，分別讀出電壓值。并記錄之。,實(shí)驗(yàn)儀器,,AD590、恒溫控制溫度傳感器、穩(wěn)壓源、數(shù)字萬用表、加熱器、冰水混合物、變阻器、電阻、導(dǎo)線,實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),表１：AD590進(jìn)行定標(biāo)數(shù)據(jù),,,,,,,電壓輸出5.00VR=1000,,經(jīng)最小二乘法得A=B=r=,,。,表２數(shù)字溫度計(jì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表,,,,預(yù)習(xí)題,1．通過查資料，你知道幾種數(shù)字溫度計(jì)的制作？2．就書中所給定的儀器用具，你選用何種測(cè)量線路？寫出測(cè)量原理。3．電流型集成電路溫度傳感器有那些特性？,思考題,1．在圖２圖３電路中直流穩(wěn)壓電源電壓應(yīng)如何取值？2．用冰水混合物在0℃時(shí)對(duì)組裝的溫度計(jì)定標(biāo)，可否在50℃時(shí)對(duì)組裝的溫度計(jì)定標(biāo)？,注意事項(xiàng),1、定標(biāo)。（1）按圖2要求接線（AD590的正負(fù)極不能接錯(cuò)）。（2）萬用表取2v檔位。2、制作量程從0℃—50℃范圍數(shù)字溫度計(jì)。（1）把AD590、三只電阻箱、直流穩(wěn)壓電源及數(shù)字電壓表按參考電路圖3接好，取電源電壓為５V、R２、R３取１KΩ、萬用表取200mv檔位。（2）將將AD590元件端和標(biāo)準(zhǔn)溫度計(jì)插入盛有冰水混合物的保溫杯中，待標(biāo)準(zhǔn)溫度計(jì)為0℃時(shí)，調(diào)節(jié)R４使電壓表為0.00mv。這樣便完成了溫度計(jì)的制作。（3）AD590元件、和作為標(biāo)準(zhǔn)溫度計(jì)使用的傳感器未沒入試管中的油里，要盡量使二者處于等高的位置。薄玻璃管保護(hù)套中的變壓器油的液面要低于量熱器中水的液面。,