非平衡电桥温度计的设计

非平衡电桥温度计的设计

温度是一热学量，它的电测法主要是利用电磁参量随温度变化的定量关系进行的 . 本实验通过非平衡电桥组成电阻温度计，是电桥原理在生产实际中的一个应用实例 . 它和电阻配合可以电学量转化为电学量，这样在实践应用中便于自控和遥测，为工业自动化创造了有利条件 . 
【预习要求】
　1．复习实验七：电桥法测电阻 .

　2．从理论上推导非平衡电桥的输出电压大小与温度的关系 .
 
【实验目的】
 
　1．掌握电阻温度计测量温度的基本原理和方法 .

　2．学习采用非平衡电桥测非电量的标定方法 .
 
【实验仪器】
 
　　铜电阻，铂电阻，标准电阻箱，稳压电源，非平衡电桥装置 (在这个装置中除了R t 和电源E以外已经把所有元件都已接好)，温度计，电热杯
 
【实验要求】
 
　　1.根据非平衡电桥原理和铜电阻（或铂电阻）的电阻特性，估算非平衡电桥装置中电阻大小和微安表的内阻及量程，再和实际测出的参数对比.

　　2.用铜电阻（或铂电阻）和非平衡电桥组装成温度计，并对其进行校准，画出校准 曲线 .
 
【实验提示】
 
　　已知在 0～100℃范围内铜电阻体的阻值随温度变化的关系为：

式中 R0 、 Rt 分别为 0 ℃和 t ℃时的电阻值， A 、B 为温度系数（出厂时厂家会给定）.利用金属的这种性质来测量介质温度的仪器称为电阻温度计，它一般是由铜电阻体和不平衡电桥组合而成 . 由于铜电阻的电阻值是温度的函数，测出电阻就可以确定对应的温度，所以这种方法的实质就是测电阻 . 但是如果每测一次电阻从表上查一次对应的温度，仍然不十分方便，为使温度测量能连续进行，即从电表表面刻度读数连续地反应出温度的变化，一般采用非平衡电桥来实现，其电路如图 32-1 所示 .其原理是：当电桥的四个桥臂上电阻配合 适当 ( 一般 R 2 ＝ R3)电桥可以达到平衡，此时电流表上无电流通过 . 一旦当其中铜电阻 R l 随温度改变而阻值随之发生变化时，从而使电桥偏离平衡，电流表中将有电流流过 .如果电源电压保持不变，那么一定温度 t 对应一定 的 R t ，而 Rt又对应一定的 I t 即为相应的电表偏转量 .所以表中通过的电流强度就直接与温度变化有关 . 这样由于测试变化引起的桥臂 R t 电阻值的变化可以直接由电表指针偏转大小来决定.只要事先对电表进行标定，就可以根据电流表的读数来表示测量温度的大小 .　
 
【思考题】 
　　1.为什么可以用铜电阻做成温度计？

　　2．电阻温度计是怎样定标的?

　　3．在实验中，由于条件限制不能得 到 0 ～ 100 ℃ 温度范围，你会如何制作？