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 銅熱電阻溫度特性測試實驗

一、實驗目的

了解銅熱電阻測溫基本原理與特性；

二、實驗儀器

智能調節(jié)儀、溫度源、溫度傳感器模塊、鉑熱電阻Pt100、銅熱電阻Cu50、±15V電源、數(shù)顯單元。

三、實驗原理

銅熱電阻以金屬銅作為感溫元件。它的特點是：電阻溫度系數(shù)較大、價格便宜、互換性好、固有電阻小、體積大。使用溫度范圍是-50℃～150℃，在此溫度范圍內銅熱電阻與溫度的關系是非線性的。如按線性處理，雖然方便，但誤差較大。通常用下式描述銅熱電阻的電阻與溫度關系：

               

式中，——溫度為0℃時銅熱電阻的電阻值，通常取=50Ω或=100Ω；

——溫度為t℃時銅熱電阻的電阻值；

t——被測溫度；

A，B，C為常數(shù)，當W₁₀₀=1.428時,A=4.28899×10^-3℃^-1,B=-2.133×10^-7℃^-2,C=1.233×10^-9℃^-3。

銅熱電阻體結構如圖48-1所示，通常用直徑0.1mm的漆包線或絲包線雙線繞制，而后浸以酚醛樹脂成為一個銅電阻體，再用鍍銀銅線作引出線，穿過絕緣套管。銅電阻的缺點是電阻率較低，電阻體的體積較大，熱慣性也較大，在100℃以上易氧化，因此只能用于低溫以及無侵蝕性的介質中。

1-引出線    2-補償線阻    3-銅熱電阻絲    4-引出線

圖49-1  銅熱電阻體結構

銅熱電阻Cu50的電阻溫度特性（分度表）見表49-1。

表49-1銅熱電阻分度表（分度號：Cu50；單位：Ω）

溫度（℃）	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、實驗內容與步驟

銅熱電阻Cu50調理電路如圖49-2所示。

圖49-2    銅熱電阻Cu50調理電路原理圖

1．重復溫度控制實驗，將溫度源的溫度設定在50⁰C，在溫度源另一個溫度傳感器插孔中插入Cu50溫度傳感器。

2．將±15V直流穩(wěn)壓電源接至溫度傳感器實驗模塊。溫度傳感器實驗模塊的輸出Uo2接主控臺直流電壓表。打開實驗臺及智能調節(jié)儀電源。

3．短接模塊上差動放大器的輸入端Ui，調節(jié)電位器Rw4使直流電壓表顯示為零。

4．拿掉短路線，按圖48-2接線，并將Cu50傳感器的三根引出線（同顏色的兩個端子短接）插入溫度傳感器實驗模塊中“Rt”。兩端。并將R7和一個100Ω電阻R6并聯(lián)。

5．將+5V直流電源接到電橋兩端，電橋輸出接到差動放大器的輸入Ui，調節(jié)平衡電位器Rw2，使輸出Uo2為0。

6．按實驗溫度控制實驗設置智能調節(jié)儀參數(shù)，改變溫度源的溫度每隔5⁰C記下Uo2的輸出值，直到溫度升至145⁰C。并將實驗結果填入下表。

T（℃）

Uo2（V）

                                表49-2

五、實驗報告 

根據(jù)表49-2所記錄實驗數(shù)據(jù)，繪制Vo（V）- t（℃）實驗曲線，并計算非線性誤差。

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