實(shí)驗(yàn)九金屬電阻溫度系數(shù)實(shí)驗(yàn)【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?、了解和測量金屬電阻與溫度的關(guān)系；2、了解金屬電阻溫度系數(shù)的測定原理；3、了解測量金屬電阻溫度系數(shù)的方法?！緦?shí)驗(yàn)儀器】電磁學(xué)綜合實(shí)驗(yàn)平臺、PT100傳感器、CU50傳感器、加熱井、溫度傳感器特性實(shí)驗(yàn)?zāi)０濉緦?shí)驗(yàn)原理】1、電阻與溫度的關(guān)系大多數(shù)金屬導(dǎo)體的電阻隨溫度而變化的關(guān)系可由下式表示：R二R1+a（t-1）］t0 0式中：R、R分別為熱電阻在和t€時(shí)的電阻值；a為熱電阻的電阻溫度系數(shù)t0 0（1/°C）；t為被測溫度（°C）。從式中可見，只要a保持不變（常數(shù)），則金屬電阻R將隨溫度線性地增加。其靈敏度t1dR1K—j=Ra=aRdtR0

00由此可見，a越大，靈敏度K就越大。純金屬的電阻溫度系數(shù)a為（0.3%?0.6%）/C。但是，絕大多數(shù)金屬導(dǎo)體的a也不是常數(shù)，它也隨溫度變化而變化，只能在一定的溫度范圍內(nèi)，把它近似地看作為一個(gè)常數(shù)。不同的金屬導(dǎo)體，a保持常數(shù)所對應(yīng)的溫度不相同，而且這個(gè)范圍均小于該導(dǎo)體能夠工作的溫度范圍。2、鉑熱電阻由于鉑熱電阻的物理化學(xué)性能在高溫和氧化性介質(zhì)中很穩(wěn)定，重復(fù)性好，測量精度高其電阻值與溫度之間的關(guān)系近似線性關(guān)系，它既能作為工業(yè)用測溫元件，又能作國際溫度標(biāo)準(zhǔn)，按國際溫標(biāo)IPTS—68規(guī)定，在一259.39?630.74C溫度范圍內(nèi)，用鉑熱電阻溫度計(jì)作為基準(zhǔn)器。鉑熱電阻與溫度的關(guān)系，在0?630.74C以內(nèi)為—R—R0+At+Bt21+1+At+Bt2+在一190?0C范圍內(nèi)為R—Rt0式中：R為溫度為t°C時(shí)的電阻值；R為溫度為t°C時(shí)的電阻值；t為任意溫度；A、t 0 0B、C為分度系數(shù)，A=3.96847X10-3/C,B=-5.847X10-7/C-2,C=-4.22X10-12/C-4O由上式可見，要確立電阻R與溫度t之間的關(guān)系，首先要確定R的數(shù)值，R不同，Rt 0 0 t與t的關(guān)系也不同。工業(yè)用標(biāo)準(zhǔn)熱電阻的型號為WZB,分度號為BA-1、R=460,BA-2、R00=100Q。鉑熱電阻的電阻體是用純度高達(dá)99.995%?99.9995%、直徑為0.02?0.07mm鉑絲，按一定規(guī)律繞在云母、石英或陶瓷支架上而制成，用銀導(dǎo)線作為引出線。工業(yè)用鉑熱電阻體的結(jié)構(gòu)如圖9-1所示。在測量精度不太高、測量范圍不大的情況下，可采用銅熱電阻來代替鉑熱電阻，這樣可降低成本（因?yàn)殂K為貴金屬），同時(shí)也能達(dá)到一定的精度要求。在溫度為-50?150C范圍內(nèi)，銅熱電阻與溫度呈線性關(guān)系，可用特性方程表示：R=RG+at）t 0 cu式中：R、R分別為溫度為tC和tC時(shí)的電阻值；a為銅的電阻溫度系數(shù)，a=t 0 0 cu cu4.25X10-3/C?4.28X10-3/C。銅熱電阻的優(yōu)點(diǎn)是：①輸出一輸入特性近似線性；②工藝性好，價(jià)格便宜。銅熱電阻的缺點(diǎn)是：①電阻率小，僅為鉑的1/6，故體積大，熱慣性大；②當(dāng)溫度高于100C時(shí)，易氧化、測量范圍小，不適于在腐蝕性介質(zhì)或高溫下工作。銅熱電阻的結(jié)構(gòu)如圖9-2所示，通常用直徑為0.1mm的漆包線或絲包線雙線繞制在絕緣基片上，浸以酚醛樹脂成為銅電阻體，再以鍍銀銅線作引出線。我國銅熱電阻的型號為WZG，分度號為G,R二530。0

圖9-2銅熱電阻體結(jié)構(gòu)4、恒電流法測量熱電阻圖9-3電源采用恒流源，R1為已知數(shù)值的固定電阻等于IK,Rt為熱電阻。UR1為R1上的電壓，TOC\o"1-5"\h\z1 t R15為Rt上的電壓，UR1用于監(jiān)測電路的電流，當(dāng)電路電流恒定時(shí)則只要測出熱電阻兩端電Rt R1壓口門，即可知道被測熱電阻的阻值。當(dāng)電路電流為I,溫度為t時(shí)，熱電阻R為Rt o t廠 u RUR=——=—1——Rt-t IUO R1圖9-4【實(shí)驗(yàn)步驟】1、 將實(shí)驗(yàn)平臺加熱輸出與加熱井（加熱接口）連接，實(shí)驗(yàn)臺風(fēng)扇接口與加熱井（風(fēng)扇接口）連接。按圖9-4連接實(shí)驗(yàn)圖。2、 調(diào)節(jié)PID控溫表，設(shè)置SV：在表面板上按一下（SET）按鍵，SV表頭的溫度顯示個(gè)位將會閃爍；按面板上的“▲”或“▼”鍵調(diào)整設(shè)置個(gè)位的溫度；在按面板上按一下（SET）按鍵即可，SV表頭的溫度顯示個(gè)位將會閃爍，再按“V”鍵使表頭的溫度顯示十位閃爍，按面板上的“▲”或“▼”鍵調(diào)整設(shè)置十位的溫度；用同樣方法還可設(shè)置百位的溫度。調(diào)好SV所需設(shè)定的溫度后，再按一下（SET）按鍵即可完成設(shè)置。將加熱開關(guān)選擇（快）檔加熱，待30秒后，儀器開始加熱，控溫表即可自動控制溫度。調(diào)節(jié)不同溫度，設(shè)定參照步驟2進(jìn)行調(diào)節(jié)?！緦?shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及處理】1、PtlOO溫度特性（電流1mA） （直流電壓表2V檔測量）表9-1溫度40C50C60C70C80C90C100CRt(V)電阻2、CU50溫度特性（電流1mA） （直流電壓表2V檔測量）表9-2溫度40C50C60C70C80C90C100CRt(V)電阻根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，繪出R-t曲線。【注意事項(xiàng)】1、 加熱器溫度