4.1. Снятие и построение градуировочной характеристики термопары
Для снятия градуировочной кривой термопары необходимо установить в поле «Датчики температуры» минимодуль с изучаемой термопарой. К ее выходам подключить мультиметр, работающий в режиме измерения постоянного напряжения до 200 мВ. Изменяя с помощью регулятора температуры температуру нагревательного резистора, фиксировать значения на дисплее мультиметра через каждые 5 °С до температуры 75°С. Данные занести в табл. 1.
Таблица 1
| T, °C | ||||
| e, мВ |
Построить на графике зависимость термоэдс термопары от температуры. Достроить градуировочную характеристику термопары до температуры 200 °С.
4.2. Снятие и построение экспериментальной характеристики интегрального датчика температуры
Интегральный датчик температуры объединяет в себе первичный преобразователь температуры и схему для преобразования и усиления сигнала. Наиболее распространенными датчиками такого типа являются датчики. выпускаемые фирмой AnalogDevices серии LM. В табл. 2 представлены технические характеристики представителя данного семейства LM335.
Таблица 2
| Характеристика | Значение |
| Напряжение питания, В | 5 |
| Диапазон измеряемых температур, °С | -55…+150 |
| Базовое напряжение при +0 °С, В | 2,73 |
| Точность измерения, °С | ±2,7 |
| Разрешающая способность, мВ/°С | 10 |
| Линейность, °С | 0,5 |
Для снятия экспериментальной характеристики интегрального датчика температуры необходимо установить в поле «Датчики температуры» минимодуль с изучаемым датчиком. Мультиметр перевести в режим измерения напряжения до 20 В. Эксперимент проводить аналогично 4.1. Данные занести в табл. 3.
Таблица 3
| T, °C | ||||
| Uэксп., В | ||||
| Uтеор., В |
Построить на одном графике экспериментальную и теоретическую статические характеристики изучаемого датчика и оценить основные погрешности.
4.3. Снятие и построение экспериментальной характеристики платинового терморезистора
В табл. 4 приведены основные технические данные изучаемых в лабораторной работе терморезисторов (платинового и полупроводникового)
Схема включения терморезисторов и градуировочные кривые представлены на рис. 3 и рис. 4 соответственно.
Таблица 4
| Характеристика | Терморезистор HoneywellHEL775 | Термистор HoneywellTD5A | |
| Диапазон измеряемых температур, °С | -75…+540 | -40…+150 | |
| Базовое сопротивление при +20 °С, Ом | 1000 | 2000 | |
| Постоянные | А, °С-1 |  /3,81·10-3
| 3,84·10-3 |
| В, °С-2 |  /-6,02·10-7
| 4,94·10-6 | |
| С, °С-4 |  /-6,0·10-12
| - | |
| α, °С-1 | 0,00375 | - | |
| β, °С | 0,16 | - | |
| δ, °С | 1,605 ± 0,009 | - | |
| Погрешность | 0,2% от полной шкалы | 1 Ом | |
| Точность измерения, °С | 0,5 | 0,7 | |
| Время отклика, с | 0,5 | 11 | |
| Линейность характеристики, % | 0,1 | - | |
Рис. 3. Стандартная схема включения терморезисторов (мост Уитстона)
а) 
б) 
Рис. 4. Градуировочныекривые а) терморезистора HoneywellHEL775
и б) термистораHoneywellTD5A
Функциональные зависимости сопротивления датчиков от температуры представлены ниже:
- для платинового терморезистора – RT=R0(1+AT+BT2-100CT3+CT4)
- для термистора – RT=R0(1+AT+BT2).
Здесь RT – сопротивление датчика при температуре T, Ом;R0 – сопротивление при 0 °С, Ом;T – значение температуры, °С.
Для снятия экспериментальной характеристики платинового терморезистора необходимо установить в поле «Датчики температуры» минимодуль с изучаемым датчиком. К его выходам подключить мультиметр, работающий в режиме измерения сопротивления до 2 кОм. Изменяя с помощью регулятора температуры температуру нагревательного резистора фиксировать значения на дисплее мультиметра через каждые 5 °С до температуры 75 °С. Данные занести в табл. 5.
Таблица 5
| T, °C | ||||
| Rэксп., Ом | ||||
| Rтеор., Ом |
Построить на одном графике экспериментальную и теоретическую статические характеристики изучаемого датчика и оценить основные погрешности. Для платинового терморезистора по экспериментальным данным рассчитать коэффициенты A, B, Cи сравнить их с табличными значениями.
4.4. Снятие и построение экспериментальной характеристики полупроводникового терморезистора.
Для снятия экспериментальной характеристики полупроводникового терморезистора необходимо установить в поле «Датчики температуры» минимодуль с изучаемым датчиком. Эксперимент проводить аналогично 4.3. Данные занести в табл. 6
Таблица 6
| T, °C | ||||
| Rэксп., Ом | ||||
| Rтеор., Ом |
Построить на одном графике экспериментальную и теоретическую статические характеристики изучаемого датчика и оценить основные погрешности. Для полупроводникового терморезистора по экспериментальным данным рассчитать коэффициенты A, B и сравнить их с табличными значениями.
4.5. Снятие и построение экспериментальной характеристики инфракрасного пирометра.
В табл. 7 представлены основные технические характеристики изучаемого в работе пирометра MelexisMLX90247-ESF-DSA, а на рис. 5 изображена его принципиальная схема и схема включения в цепь операционного усилителя для получения унифицированного сигнала.
Таблица 7
| Характеристика | Инфракрасный пирометр |
| Напряжение питания, В | 5 |
| Диапазон измеряемых температур, °С | -70…+380 |
| Тип термопреобразователя | термопара |
| Выходное напряжение термопары при температуре окружающей среды 26 °С и температуре чёрного тела 27 °С, мкВ | 46 |
| Чувствительность (α), В/К4 | 
|
| Базовое сопротивление терморезистора при температуре 25 °С, кОм | 24 |
Рис. 5. Принципиальная схема пирометра MelexisMLX90247-ESF-DSA
и схема его включения в цепь операционного усилителя
Напряжение на выходе термопары пирометра MelexisMLX90247-ESF-DSA рассчитывается по формуле:
,
где 
–температура измеряемого объекта в Кельвинах, 
– температура окружающей среды в Кельвинах.
Для снятия экспериментальной характеристики инфракрасного пирометра необходимо установить в поле «Датчики температуры» минимодуль с изучаемым датчиком.Мультиметр перевести в режим измерения напряжения до 20 В. Эксперимент проводить аналогично 4.2. Данные занести в табл. 8.
Таблица 8
| T, °C | ||||
| U, В |
Построить на одном графике экспериментальные статические характеристики изучаемого датчика и оценить основные погрешности.
5. Требования к отчёту
Отчет должен содержать:
а) цель работы;
б) основные технические характеристики исследуемых датчиков;
в) экспериментальные данные, расчётные значения требуемых параметров и графиков по каждому из проведенных экспериментов;
г) анализ полученных экспериментальных данных, сравнение полученных данных с паспортными, выводы.
