CN201021906Y - 热敏电阻温度计 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及实验仪器，热敏电阻温度计，由热敏电阻R_t及电桥箱构成，电桥箱箱体上固定装有电流表和桥式电路电阻旋钮，箱体内装有桥式电路，桥式电路a、b两点接通电流表，c、d两点在箱体上留有相应插孔，热敏电阻及电阻箱与电桥箱插孔插入式连接。本实用新型利用一负温度系数热敏电阻随温度变化的特性规律，结合运用直流电桥原理及实验知识内容，创新、研究、设计并调试安装一台可直接量化测量在一定温度范围内的任一温度值。能使学生知识得到深化，综合运用等能力得到训练提高；做完实验学生非常有成就感，激发起学生做基础物理实验的兴趣。

Description

热敏电阻温度计

技术领域：

本实用新型属于物理实验教学仪器。

背景技术：

目前的教学要求传授知识与培养学生创新意识，综合运用、分析研究能力相融合；这就需要一些实验来辅助教学，来激发学生的学习兴趣和综合素质，以达到锻炼和提高综合能力的目的，但是目前的实验仪器过于简单，特别是电、热方面的，一般都是直接去测量，然后计算，而没有从头开始对仪器进行设计安装后再使用的。

发明内容：

本实用新型的目的是克服上述不足问题，提供一种热敏电阻温度计，结构简单，将知识综合运用、需要创新、分析研究等，学生综合素质能力得到提高。

本实用新型为实现上述目的所采用的技术方案是：热敏电阻温度计，由热敏电阻R_t及电桥箱构成，电桥箱箱体上固定装有电流表和桥式电路电阻旋钮，箱体内装有桥式电路，桥式电路a、b两点接通电流表，c、d两点在箱体上留有相应插孔，热敏电阻及电阻箱与电桥箱插孔插入式连接。

所述电桥箱内R_t位置加入了一单刀双向开关S₂，S₂接“中”为“断”；接上为“校”；接下为“测”，开关扭在箱体上。

本实用新型利用一负温度系数热敏电阻随温度变化的特性规律(作为温度传感转换器件)，结合运用直流电桥原理及实验知识内容，创新、研究、设计并调试安装一台可直接量化测量在一定温度范围(即：上限温度t₂℃和下限温度t₁℃)内的任一温度值。本研制的教学仪器产品，作为设计性实验开出过程中，从培养学生的角度：不仅能使学生知识得到深化，综合运用等能力得到训练提高；学生在这一设计性实验的学习过程中，一要在有关知识深化的基础上进行学习设计、研究；二要对桥式电路设计中R₁(R₁＝R₂)、R₁(R₁=R₂) $R_3(R_3=R_{t_1})$ 、U_CD $R_4(R_4=R_{t_2})$ 的这四参数具体量化和计算确定；三要确定完后，还要亲自动手，实际操作与正确的顺序，分别一一准确调定到所设计的具体数值；四要在准确调定后，按设计电路图，正确完整连接电路图后，自己对自己的设计安装，进行调试，校验、定标；五要最后与标准作对比实际使用测量，并作出误差评判与分析。通过该实验，能将一台工业仪表浓缩到一堂课的实验教学中，要求学生不仅要拿出正确的数据，还要拿出合格的产品。做完实验学生非常有成就感。这些仪器投入使用后，激发起学生做基础物理实验的兴趣。

附图说明：

图1为本实用新型电桥箱面板示意图。

图2为本实用新型非平稀电桥电路图。

图3为本实用新型实验电路图。

图4为本实用新型热敏电阻的温度特性图。

具体实施方式：

热敏电阻温度计，由热敏电阻及电桥箱构成，电桥箱面板如图面1所示，电桥箱箱体8的面板上装有电源开关1、电源插孔2及插孔6、温度显示器3、电流表5和桥式电路电阻R₁、R₂、R₃、R₄和R的旋钮4，箱体8内装有桥式电路，桥式电路a、b两点接通电流表，c、d两点在箱体上留有相应插孔6，热敏电阻R_t与电桥箱插孔6插入式连接。利用负温度系数热敏电阻R_t，作为温度传感转换器件，通过温度的变化转变成电阻变化信号，作为电桥的一个桥臂R_t，再用到电桥原理如图2，当相邻两臂电阻之比相等(电桥平衡条件)，此时，则电桥平衡，桥路G中显示电流＝0，即： $\frac{R_1}{R_2}=\frac{R_3}{R_t}$ 。如若热敏电阻R_t阻值发生变化，平衡条件即被破坏，G中便有电流指示，指示的大小反应R_t所处位置温度变化的大小。

实验时，具体设计任一温度计，必有一测量范围，因此，必设定一下限温度t₁℃(对应阻值为R_t1)和设定一上限温度t₂℃(对应阻值R_t2)，反应在桥路指示的电流表上：在下限时，桥路电流表应指零，上限时应指为满标。

单刀双向开关钮7(S₂接“中”为“断”；接上为“校”；接下为“测”)，当接“校”时，电路中接入R₄，接校时为满标，上限校准，所以t₂℃＝R_t2＝R₄，为上限温度t₂℃时所对应阻值，只要在设计时确定了上限和下限温度，其对应阻值R_t1和R_t2均可由给出的温度特性曲线图(如图4)中查得。

为设计方便、简单，一般取“对称电桥”设计，即取：R₁＝R₂，因此，当电桥平衡，(即桥路电流指示＝0)处于下限温度时，则 $R_3=R_{t_1}$

所以，设计的第一步，确定设计的温度范围(以例：修定范围为20-70℃)。

根据以上所述，还需“确定”和“调定”的有关量为：R₁、R₂(R₁＝R₂取对称电桥设计)、 $R_3(R_3=R_{t_1})$ 、 $R_4(R_4=R_{t_2})$ 、U_CD。以上最易确定的为： $R_3=R_{t_1}$ (为下限温度20℃对应阻值)和 $R_4=R_{t_2}$ (为上限温度70℃对应阻值)，均可直接由给出的特性曲线中查得；至于R₁＝R₂的确定，在所编之教学讲义有阐述公式算出；剩下U_CD的确定：教学讲义中阐述了应考虑的方面和依据，给出了确定范围(譬如定为1.3V)。

下一步，同学需要考虑如何具体的正确实际操作与顺序“调定”：R₁、R₂、R₃、U_CD、R₄。

最先调定R₁(R₂)：借助所配给的电桥箱或分列自组电桥，分别对R₁与R₂单独接入借助的电桥来一一调定。

第二调定R₃：方法是用一电阻箱，暂先取代图中的R_t，开关S₂要接“测”，调节电阻箱取值20℃时对应阻值R_t1，再调节R₃，使桥路电表指“0”，此时 $R_3=R_{t_1}$ 。

第三调定U_CD：再将电阻箱取值R_t2(70℃对应阻值)，调节分压器R的输出电压，使桥路电表指满标，此时，U_CD达到设定值。

第四调定R₄：在以上已调定的状态下，将S₂接通“校”准，调节R₄，使桥路电表满标，此时， $R_4=R_{t_2}$

以上有关所有参数R₁、R₂、R₃、R₄、U_CD(即R的位置)均已调定好，不能再变动。

为读数的表盘定温度标：S₂接测量，暂代以电阻箱取代R_t，再调电阻箱依次取值＝热敏电阻值在25°、30°、35°、40°、……70°、对应的电阻值(这些阻值均可由所给出的特性曲线中查得)，分别记下指针一一对应的位置-定标过程。

实际对比测量与校验：即取下电阻箱，换上测温探头(热敏电阻R_t)，进行最后的实际测温、比较、质量评价、分析误差、原因……。

Claims (2)

1.热敏电阻温度计，其特征是：由热敏电阻R_t、电桥箱构成，电桥箱箱体(8)面板上固定装有电流表(5)，箱体内装有桥式电路，桥式电路a、b两点接通电流表，c、d两点在箱体上留有相应插孔(6)，热敏电阻与电桥箱插孔插入式连接。

2.根据权利要求1所述的热敏电阻温度计，其特征是：电桥箱箱体(8)内热敏电阻R_t位置加入了一单刀双向开关S₂，单刀双向开关S₂接“中”为“断”；接上为“校”；接下为“测”，单刀双向开关S₂扭(7)在箱体上。

Images