用非平衡电桥设计组装铂电阻数字温度计.PDF
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第18卷 第2期 浙江万里学院学报 Vol.18 No.2
2005年4月 Journal of Zhejiang Wanli University Apr. 2005
用非平衡电桥设计组装铂电阻数字温度计
汪建军
(浙江万里学院,宁波 315101)
摘 要:阐述了用非平衡电桥设计组装铂电阻数字温度计的原理、设计思想,提出了非线性项的处理方法,
介绍了利用电阻箱或 QJ23 电桥组装数字温度计的3 种方法.
关 键 词:非平衡电桥;数字温度计;非线性误差 ;设计性实验
中图分类号:G642.423 ;TM13 文献标识码:A 文章编号:1671-2250 (2005 )02 -0116 -03
收 稿 日期:2004 -09 -30
作 者 简 介:汪建军,浙江万里学院基础学院实验师.
1 引言
学生在完成一定数量普通物理实验基础上增加一些设计性、综合性实验是非常必要的,有利于学生
创造性思维和创新能力的培养. 如何寻找一些一般物理实验室具备的,符合大学低年级学生实际实验技
能水平又涵盖物理学原理,具有一定应用价值的设计性实验,是广大物理实验教师应思考的问题. 本文
介绍的非平衡电桥应用之一“用非平衡电桥设计组装铂电阻数字温度计”是一个比较典型的实例. 它是
市场上各类数字温度计的雏形,具有一定实用价值. 用铂电阻作感温元件可达到精密而稳定的测温效果[1].
实验仪器:直流稳压电源(0~5V),QJ23 型电桥(或电阻箱),加热器,铂电阻(约 50Ω ),标
准数字温度计,SB2238B 数字万用表(用 200mV 档,100mV 以下分辨率 0.01mV,下同).
设计要求:最大非线性温度误差≤0.4℃,铂电阻允许最大电流 I ≤2.5mA,用数字万用表 200mV 档
max
显示 0℃~100℃温度值.
2 原理
2.1 铂(Pt)电阻温度特性
铂电阻与温度的关系,在 0~600℃范围可表示为R R0 (1+ αt + βt 2 ) . 式中R ,R 分别为温度t
t t 0
-3 -7 2
℃和 0℃时的电阻α =3.94×10 /℃,β =-5.84×10 /℃ ;在 0~100℃范围内β 值作用不显著,R 与 t
t
[2]
近似成线性关系,即R ≈R (1+ αt) 铂电阻因其性能稳定,测温范围广,测量准确,工业上应用广泛 .
t 0
2.2 非平衡电桥测温原理和线性化、数字化处理方法
图 1 为非平衡电桥原理图. 图 1 中,R 、R 、R 为精密桥臂电阻;感
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