如何利用金属热电阻测量温度？

普通型热电阻主要由感温元件（电阻体）、内引线、保护配套管部分组成。目前使用的金属热电阻材料有铜、铂两种材料，并已列入标准化生产。

图4.2.1　金属热电偶结构

热电阻是基于电阻的热效应进行温度测量的，即电阻体的阻值随温度的变化而变化的特性。因此，只要测量出感温热电阻的阻值变化，就可以测量出温度。

热电阻温度计的最大优点是测温精度高、无冷端温度补偿问题，特别适合于低温检测，其检测温度范围一般为-200℃～850℃。

【拓展知识】

金属热电阻应用

热电阻流量计如图4.2.2所示，两个铂电阻探头，Rt1放在管道中央，它的散热情况受介质流速的影响；Rt2放在温度与液体相同，但不受介质流速影响的小室中。当介质处于静止状态时电桥处于平衡状态，流量计没有指示；当介质流动时，由于介质流动带走热量，温度的变化引起Rt1阻值变化，电桥失去平衡而有输出，电流计的指示直接反映流量的大小。

图4.2.2　热电阻流量计

实训任务1　温度测控系统实验

一、实训目的

1.学习使用数字温度传感器DS18B20进行温度测量。

2.学习使用单片机输出PWM信号进行外设控制。

3.学习使用温度控制算法，实现对温度的闭环控制。

二、实训器材

电工电子实验台、传感器温度测控模块、传感器电源显示模块、短路块1个、导线若干。

三、实训内容

传感器温度测控系统集成了温度测量、温度控制及键盘显示功能。可通过键盘设置某一温度值（范围：+25℃～+70℃），并通过LED显示。

温度控制系统利用数字温度传感器DS18B20测量环境温度，并与设定值进行比较，根据比较结果判断是进行升温还是降温。若测量所得当前温度低于设定值，单片机输出PWM信号占空比增加，控制电阻进行加热，风扇不工作；若当前温度高于设定值，单片机输出PWM信号占空比减小，并启动散热风扇进行降温。

图4.2.3　传感器温度测控系统示意图

图4.2.4　数字温度传感器DS18B20电路

图4.2.5　散热风扇电路

图4.2.6　加热电阻电路(www.xing528.com)

1.用导线将传感器电源显示模块上的+5V、+12V、+24V电源和GND分别用导线引入到传感器温度测控模块的电源单元，并使用短路块连接J501的右边两个插针（即“中间插针”与“加热电阻”连接）。

2.打开模块电源开关POWER1、POWER2。

3.按下单片机复位键RESET，系统处于设置状态，LED显示当前的设定值。

4.按照下表说明进行相关设置。

通过按键设定+25℃～+70℃范围内某一温度值，按下确定键后，系统切换到温度自控模式，单片机自动控制加热电阻的温度，使其温度逐渐趋近并最终稳定于设定值。

实训任务2　AD590特性测控实验

一、实训目的

分析集成温度传感器AD590的工作特性。

二、实训器材

电工电子实验台、传感器温度测控模块、传感器电源显示模块、电压表、短路块1个、导线若干。

三、实训内容

通过温度测控系统进行恒温控制，测量集成温度传感器AD590的输出电压，并完成AD590特性分析表。

集成温度传感器AD590的输出电流与温度成正比，当其负载电阻为1K时，输出电压Vout随温度的变化为1mV/K。通过温度测控系统设置不同的温度值，并测量AD590的输出电压，从而完成其特性分析。

图4.2.7　传感器温度测控系统示意图

图4.2.8　集成温度传感器AD590电路

1.用导线将传感器电源显示模块上的+5V、+12V、+24V电源和GND分别用导线引入到传感器温度测控模块的电源单元，并使用短路块连接J501的右边两个插针（即“中间插针”与“加热电阻”连接）。

2.打开模块电源开关POWER1、POWER2。

3.按下表要求设定不同温度值，待温度恒定以后，用万用表测量Vtest1口电压Vout，完成下表：

4.根据表中测量结果，并结合图4.2.9对照关系，分析AD590的温度特性。

图4.2.9　热力学温度、摄氏温度和华氏温度对照图