金属热电阻特性实验中为什么使用1mA直流电流而不用100mA的电流

为什么实验过程中使用1mA直流电流而不用100mA的电流？

2 而且被制成各种标准温度计（涵盖国家和世界基准温度）供计量和校准使用。通常使用的 铂电阻温度传感器零度阻值为 100Ω ，电阻变化率为 0。3851Ω/ ℃。 按 IEC751 国际标准， 温度系数 TCR=0。 003851 ， Pt100 （ R 0 =100Ω ） 、 Pt1000 （ R 0 =1000Ω ） 为统一设计型铂电阻。 TCR=(R 100 -R 0 )/(R 0 × 100) （ 1 ） Pt100 在 100 ℃时标准电阻值 R 100 =138。 51Ω ， Pt1000 在 100 ℃标准电阻值 R 100 =1385。1Ω 。 Pt100 铂电阻的阻值...全部

   2 而且被制成各种标准温度计（涵盖国家和世界基准温度）供计量和校准使用。通常使用的 铂电阻温度传感器零度阻值为 100Ω ，电阻变化率为 0。3851Ω/ ℃。 按 IEC751 国际标准， 温度系数 TCR=0。
  003851 ， Pt100 （ R 0 =100Ω ） 、 Pt1000 （ R 0 =1000Ω ） 为统一设计型铂电阻。 TCR=(R 100 -R 0 )/(R 0 × 100) （ 1 ） Pt100 在 100 ℃时标准电阻值 R 100 =138。
  51Ω ， Pt1000 在 100 ℃标准电阻值 R 100 =1385。1Ω 。 Pt100 铂电阻的阻值随温度变化而变化满足下列公式： R t =R 0 [1+At+Bt 2 +C(t-100)t 3 ] -200   公式 (2) 和 (3) 中 A 、 B 、 C 的系数分别为： A=3。90802× 10 -3 C -1 ； B= - 5。802× 10 -7 C -2 ； C= - 4。
  27350× 10 -12 C -4 。 铂电阻温度传感器在电路连接上通常采用三线制： 在热电阻的根部的一端连接一根引 线，另一端连接两根引线，这种方式通常与电桥配套使用，可以较好的消除引线电阻的影 响，是工业过程控制中的最常用的引线方式（如图 1 所示） 。
  三线制接法要求引出的三根 导线截面积和长度均相同，测量铂电阻的电路一般是不平衡电桥，铂电阻作为电桥的一个 桥臂电阻，将导线一根接到电桥的电源端，其余两根分别接到铂电阻所在的桥臂及与其相 邻的桥臂上，当桥路平衡时，通过计算可知： r R rR R R R R t    2 1 2 3 1 （ 4 ） 当 R 1 =R 2 时，导线电阻的变化对测量结果没有任何影响，这样就消除了导线电阻带来 的测量误差。
   图 1 三线制电路图 2 、 Cu50 铜电阻温度特性原理 铜电阻测温原理与铂电阻一样，利用导体电阻随温度变化的特性。而铜热电阻测温范 围小，在 -50 ～150℃范围内，稳定性好，便宜；但体积大，机械强度较低。
  铜电阻在测温 范围内电阻值和温度呈线性关系，温度系数大，适用于无腐蚀介质。通常用于测量精度不 高的场合。铜电阻有 R 0 =50 Ω 和 R 0 =100 Ω 两种，它们的分度号为 Cu50 和 Cu100 。
   常用的铜电阻 Cu50 在 -50 ～ 150 ℃以内，电阻 R t 与温度 t 的关系为： 3 Rt=R 0 (1+αt) （ 5 ） 式中 R 0 为温度为 0 ℃时的电阻值 (Cu50 在 0 ℃时的电阻值为 R 0 ＝ 50Ω) 。
   α 是电阻温度系数， α ＝ 4。25 ～ 4。28× 10 -3 ／℃。铜电阻通常是用直径为 0。1mm 的绝缘铜丝绕在绝缘骨架上，再 用树脂保护，当被测介质中有温度梯度存在时，所测得的温度是感温元件所在范围内介质 层中的平均温度。
  铜电阻与铂电阻测温接线方法相同，一般也是三线制。 【实验仪器】 DH - SJ 型温度传感器实验装置， DH - VC1 直流恒压恒流源，九孔板，数字万用表。
   一． DH-SJ5 温度传感器实验装置 DH-SJ5 型温度传感器 （图 2 ） 实验装置是以分离的温度传感器探头元器件， 单个电子 元件，以九孔板为实验平台来测量温度的设计性实验装置。
  该实验装置提供了多种测温方 法，自行设计测温电路来测量温度传感器的温度特性。实验配有铂电阻 Pt100 、热敏电阻 （ NTC 和 PTC ） 、铜电阻 Cu50 、铜 - 康铜热电偶、 PN 结、 AD590 和 LM35 等温度传感器。
   图 2 DH-SJ5 型温度传感器 1。 本实验装置采用智能温度控制器控温。具有以下的特点： 1 、控温精度高、范围广、加热所需的温度可自由设定，采用数字显示。
   2 、使用低电压恒流加热、安全可靠、无污染。加热电流连续可调。 3 、本仪器提供的是单个分离的温度传感器，形象直观，给实验带来了很大的方便， 可对不同传感器的温度特性进行比较，更易于掌握它们的温度特性。
   4 、采用九孔板作为实验平台，提供设计性实验。 5 、加热炉配有风扇，在做降温实验过程中可采用风扇快速降温。 2。 温控仪与恒温炉的连线 连线见上图 2 所示 ： Pt100 带红色端头的做控温用， 控温 Pt100 的插头与温控仪上 的插座颜色对应得相连接。
  红→红；黄→黄；蓝→蓝。 警告：在做实验中或做完实验后，禁止打开恒温炉的外罩恒温炉！ 4 二、 DH-VC1 直流恒压恒流源 该电源是专门为九孔板物理设计性实验而设计的。
   该电源可以提供： ① 0~30V ， 0。5A 的电压源；② 0~240mA 的电流源；③ ± 3。3V , ± 5V , ± 8V, ± 12V , ± 15V 的电压源。
  并 且其体积小，重量轻，避免了使用多种电源带来的管理和使用上的不便。 主要技术指标： 1 、工作环境条件：温度范围 5 ℃ ~35 ℃，相对湿度 25%~85% 。
   2 、额定工作电源电压： ~220V ± 10% ， 50Hz 。 3 、 0~30V ， 0。5A 电压源： 短路电流 0。5A ， 电压范围 0~30 ± 1V ， 电压纹波 Vp-p<1mV 。
   4 、 0~240mA ， 19V 电流源：电流范围 0~240 ± 10mA ，开路电压 19 ± 1V ，电流纹波 <1µ A 。
   5 、 ± 3。3V , ± 5V ， ± 8V , ± 12V , ± 15V 电压源： 精度 ± 0。1V ， 最大输出电流 250mA ， 纹波 Vp-p<1mV 。
   三、九孔板 九孔板的面板结构如下图 3 所示。日字型的结构中每个插孔都是相互连通的。但任何 两个日字型结构之间是不导通的。田字型的结构中每个插孔都是相互连通的。但两任何个 田字型结构之间是不导通的。
  一字型的结构中每个插孔都是相互连通的。但两个一字型结 构之间是不导通的。我们可以用元器件，导线和连接器等连接成我们需要的电路。 图 3 九孔板结构图 【实验内容与步骤】 5 1。
   按照图 4 接线。 带红色端头的控温 Pt100 放入恒温炉中， 三色引线连接到温度传感实验 装置对应位置上。 用 DH - VC1 直流恒压恒流源来提供 I 0 =1mA 直流电流， 用万用表测量取 样电阻 R 0 两端电压为 1V 。
   ( 调节 DH - VC1 上恒流源的电流粗调、细调旋钮使其两端的电 压为 1V ，注意：将电压由 0~1V 缓慢调节。 ) 2。 将温度传感器（热电阻）直接插在温度传感器实验装置的恒温炉中。
  通过数字万用表 测量热电阻两端的电压进而得出不同温度下的电阻（由 U Rt /I 0 =R t ） 。通过温控仪加热，在 不同的温度下， 观察 Pt100 铂电阻和 Cu50 铜电阻的阻值的变化， 从室温到 100 ℃， 每隔 5 ℃ ( 或自定度数 ) 测一个数据，将测量数据逐一记录在表格内。
   3。 以温度为横轴，以电阻值为纵轴， 按等精度作图的方法，用所测的各对应数据作出 R t -t 曲线。 4。 分析比较它们的温度特性。 注：由于降温过程时间较长，所以可以 Pt100 铂电阻升温过程中测量， Cu50 铜电阻降温 过程中测量，以节省实验时间。
   【注意事项】 1 、开机前要将 DH - VC1 直流恒压恒流源的电流粗调、电流细调旋钮逆时针旋到底。 2 、 DH - SJ 温度传感器实验装置设定温度时，温度上限不能超过 120 ℃；加热到预设温度 后， 即刻将加热电流档位打到关， 然后风扇电流档位打到开， 加热电流逆时针调节到最小， （ 0 — 50mA 电 流 输 出 ） 直 流 恒 压 恒 流 源 V ref V out R t Pt100 或 Cu50 图 4 恒流法接线图 I 0 =1mA R 0 1K  /0。
  25W 6 再把温度设定到室温或室温以下。 3 、 Pt100 铂电阻和 Cu50 铜电阻两个电阻的导线严禁拉扯，以免断线，影响测量。 【预习思考题】 1。
   比较 Pt100 铂电阻和 Cu50 铜电阻作为温度传感器的优缺点？ 2。 在实验操作过程中，为什么要用万用表测量取样电阻 R 0 两端电压并使之调整为 1V ？ 3。
   实验过程中如何消除引线电阻对测量结果的影响？ 【数据处理】 1。 列表记录 Pt100 铂电阻和 Cu50 铜电阻的温度和电压值。 2。 计算 Pt100 铂电阻和 Cu50 铜电阻在不同温度下的电阻值。
   3。 绘制两种材料电阻随温度变化的曲线。 4。 用逐差法计算 Cu50 铜电阻的电阻随温度变化的线性方程 Rt=R 0 (1+ α t) 。 Pt100 铂电阻数据记录 室温 ℃ 序 号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 温度（℃） U Rt （ V ） R t ( Ω ) 序 号 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 温度（℃） U Rt （ V ） R t ( Ω ) Cu50 铜电阻数据记录 室温 ℃ 序 号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 温度（℃） U Rt （ V ） R t ( Ω ) 序 号 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 温度（℃） U Rt （ V ） R t ( Ω ) 【分析讨论题】 1。
   在采用三线制的电路中，如何用万用表检测温度传感器是否正常工作？ 2。 为什么实验过程中使用 1mA 直流电流而不用 100mA 的电流？ 。收起