铜热电阻温度特性测试实验--传感器实验

一、实验目的
了解铜热电阻测温基本原理与特性；
二、实验仪器
智能调节仪、温度源、温度传感器模块、铂热电阻Pt100、铜热电阻Cu50、±15V电源、数显单元。
三、实验原理
铜热电阻以金属铜作为感温元件。它的特点是：电阻温度系数较大、价格便宜、互换性好、固有电阻小、体积大。使用温度范围是-50℃～150℃，在此温度范围内铜热电阻与温度的关系是非线性的。如按线性处理，虽然方便，但误差较大。通常用下式描述铜热电阻的电阻与温度关系：
              
式中，——温度为0℃时铜热电阻的电阻值，通常取=50Ω或=100Ω；
——温度为t℃时铜热电阻的电阻值；
t——被测温度；
A，B，C为常数，当W₁₀₀=1.428时,A=4.28899×10^-3℃^-1,B=-2.133×10^-7℃^-2,C=1.233×10^-9℃^-3。
铜热电阻体结构如图48-1所示，通常用直径0.1mm的漆包线或丝包线双线绕制，而后浸以酚醛树脂成为一个铜电阻体，再用镀银铜线作引出线，穿过绝缘套管。铜电阻的缺点是电阻率较低，电阻体的体积较大，热惯性也较大，在100℃以上易氧化，因此只能用于低温以及无侵蚀性的介质中。

1-引出线    2-补偿线阻    3-铜热电阻丝    4-引出线
图49-1  铜热电阻体结构
铜热电阻Cu50的电阻温度特性（分度表）见表49-1。
表49-1铜热电阻分度表（分度号：Cu50；单位：Ω）

温度（℃）	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9
0	50．00	50.21	50.43	50.64	50.86	51.07	51.28	51.50	51.71	51.93
10	52.14	52.36	52.57	52.78	53.00	53.21	53.43	53.64	53.86	54.07
20	54.28	54.50	54.71	54.92	55.14	55.35	55.57	55.78	56.00	56.21
30	56.42	56.64	56.85	54.07	57.28	57.49	57.71	57.92	58.14	58.35
40	58.56	58.78	58.99	59.20	59.42	59.63	59.85	60.06	60.27	60.49
50	60.70	60.92	61.13	61.34	61.56	61.77	61.98	62.20	62.41	62.63
60	62.84	63.05	63.27	63.48	63.70	63.91	64.12	64.34	64.55	64.76
70	64.98	65.19	65.41	65.62	65.83	66.05	66.26	66.48	66.69	66.96
80	67.12	67.33	67.54	67.76	67.97	68.19	68.40	68.62	68.83	69.00
90	69.26	69.47	69.68	69.90	70.11	70.33	70.54	70.76	70.97	71.18
100	71.40	71.61	71.83	72.04	72.25	72.47	72.68	72.80	73.11	71.33
110	73.54	73.75	73.97	74.18	74.40	74.61	74.83	75.04	75.26	76.47
120	75.68	75.90	76.11	76.33	76.54	76.76	76.97	77.19	77.40	77.62

四、实验内容与步骤
铜热电阻Cu50调理电路如图49-2所示。

图49-2 铜热电阻Cu50调理电路原理图
1．重复温度控制实验，将温度源的温度设定在50⁰C，在温度源另一个温度传感器插孔中插入Cu50温度传感器。
2．将±15V直流稳压电源接至温度传感器实验模块。温度传感器实验模块的输出Uo2接主控台直流电压表。打开实验台及智能调节仪电源。
3．短接模块上差动放大器的输入端Ui，调节电位器Rw4使直流电压表显示为零。
4．拿掉短路线，按图48-2接线，并将Cu50传感器的三根引出线（同颜色的两个端子短接）插入温度传感器实验模块中“Rt”。两端。并将R7和一个100Ω电阻R6并联。
5．将+5V直流电源接到电桥两端，电桥输出接到差动放大器的输入Ui，调节平衡电位器Rw2，使输出Uo2为0。
6．按实验温度控制实验设置智能调节仪参数，改变温度源的温度每隔5⁰C记下Uo2的输出值，直到温度升至145⁰C。并将实验结果填入下表。

T（℃）

Uo2（V）

表49-2
五、实验报告
根据表49-2所记录实验数据，绘制Vo（V）- t（℃）实验曲线，并计算非线性误差。