热敏电阻实验报告

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1、班 级_光电 3 班 组 别 第二组姓 名_邓菊霞 学 号_1110600095日期 指导教师_X丽峰实验题目热敏电阻温度特性实验 实验目的1、研究热敏电阻的温度特性;2、掌握非平衡电桥的工作原理；3、了解半导体温度计的结构与使用方法实验仪器直流稳压电源、滑线变阻器、热敏电阻、温度计、电阻箱、微安表检流计、保温杯、冰块等。实验原理热敏电阻器是敏感元件的一类，按照温度系数不同分为正温度系数热敏电 阻器PTC和负温度系数热敏电阻器NTC。热敏电阻器的典型特点是对温度敏感，不 同的温度下表现出不同的电阻值。正温度系数热敏电阻器PTC在温度越高时电阻值越大， 负温度系数热敏电阻器NTC在温度越高时电阻

2、值越低，它们同属于半导体器件。本实验 所用的是负温度系数热敏电阻。负温度系数热敏电阻其电阻一温度关系的数学表达式为：1 1R 二 R expB (-)TT 0n T T0式中R、R代表温度为T、T时热敏电阻的阻值，B为热敏电阻的材料系数n代表负TT 00n电阻温度系数。上式是一个经验公式，当测温X围不太大时V450C),该式成立。其关 系曲线如左图所示。为便于使用，常取环境温度为25C作为参考温度即T =298K，则负温度系数的热敏0 电阻的电阻温度特性可写成：R11t = expB ( 一 )Rn T T25 0R 常为 R 是热敏电阻的标称电阻，其大小由热敏电阻材料和几何尺寸决定，对于一T

3、 025个确定的热敏电阻，R和B为常数，可用实验方法求得。25 n将2式两边取对数，得：In R - In R = B （1 一 -）T25 n T 298=In R , A = In RT25Bn-298,则上式可写成:图式中x、y可通过测量值T、R求出，利用几组 T测量值，由图解法或最小乘法可求出参数A、B， n从而确定热敏电阻的标称值R和材料常数B。由 25n前面的实验可知，可由箱式惠斯通电桥测得某一温 度下的R值，当桥路平衡时，热敏电阻的阻值TRRR =才R，其中才为比例臂值，R为调节臂T R 0 R02 2阻值。如图2所示。温度t可由温度计测出，注意：T为热力学温 标，而温度计测得的

4、为摄氏温标。实验内容一、热敏电阻温度特性的研究一一R - T曲线的测定T在保温杯中加入适量温水水温应50C,将温度计和热敏电阻放入杯中，用搅拌器适 度搅拌；将热敏电阻的引线接入单臂电桥的测试臂，选取合适比例臂，调整电桥平衡，测量 R。之后马上读出温度计的即时示值t,加入适当冷水或冰块，使水温下降1C2C左右， 重复上述测量，可测得一组R , t值。注意：R在45C左右的阻值约为14000Q。要求：温度t的变化X围可在45C 10C左右。丁在测量一组R，t值后，可马上测量不平衡电流i，即要求同时测量R，i、TtT ti，t、值。t二、i -1热敏电阻温度计的标定曲线i -T曲线的测定。 tt将桥

5、路中的检流计换成微安表。将调节臂R置于R为50000 Q时的对应值此时的R0TT对应的温度值约为10C、，合上开关，读出微安表示值i与温度计的示数t。在使水温下降 t后，重复上述测量，可得到一组i , t、值。注意：测量是近同时进行的.t将 R 、 T 、数据组输入 EXCEL 表格，检查测试结果。三、用热敏电阻和温度计测量自己的体温或室温。将测得的i值代入标定曲线，确定对应的T值，并与温度计测得结果比较t原始数据t(摄氏度R欧VmV1/t+273 )Ln(R)4.810.321.724.528.437.54345.446.650.3197801901010490910077205410437

6、03960383033400-22.1-109.3-142.2-98.72003904324495150.003590.003530.003390.00330.00330.0030.0030.00310.00310.0030996122216442839.892429.8574449.2581789.116038.95158.5960048.3825188.2839998.250628.11372677I(mA0.150.110.03-0.0-0.0-0.0-0.00.109 0.0892)4771316016012V-98.-142-109-22.mV515449432 390 2007.2

7、.31数据处理热敏电阻的i-u曲线1b根据 x =,y = lnR ,A = lnR , y = A + B x，以与 LNR一1/T 线性拟合的Tt25298n公式可以算出R25=8934欧，Bn=3714.5实验数据分析 系统误差有搅拌不均匀，水的温度不均匀水的温度与环境温度差异较大，与 夕卜界存在热交换。偶然误差有：读万用表读数时，未读准确，或在不稳定的情 况下读数。思考题1.试比较水银温度计与半导体温度计的异同。水银温度计是膨胀式温度计的一种，水银的凝固点是：-39C,沸点是:356.7C,用来测量0-150C或500C以内X围的温度，它只能作为就地监 督的仪表。用它来测量温度，不仅比

8、较简单直观，而且还可以避免外部远传温度计的误差。 它是利用半导体元件与温度具有的特性关系构成的温度测量仪表。1 由热敏电阻、 连接导线和显示仪表组成，具有灵敏度高、构造简单和体积小等优点，通常用于测量与室 温接近的温度以与测量快速变化的温度与点温度。2. 试比较回归法和作图法的优缺点。回归法：优点是精确，缺点是计算多繁琐。 作图法：优点是操作简单，缺点是结果不是那么精确。3. 用不同参数R，B的半导体材料制成的温度计有什么不同？n正温度系数热敏电阻器PTC在温度越高时电阻值越大，负温度系数热敏电阻器NTCR11在温度越高时电阻值越低.于 二expB （-），根据这个公式可知，Bn,对温度计的Rn T T250影响比R0大。4. 平衡电桥与不平衡电桥有何区别？平衡电桥是把待测电阻与标准电阻进行比较，通过调节电桥平衡，从而测得待测电阻值, 如单臂直流电桥（惠斯登电桥）、双臂直流电桥（开尔文电桥）。它们只能用于测量具有相对稳 定状态的物理量，而在实际工程中和科学实验中，很多物理量是连续变化的，只能采用非平 衡电桥才能测量；非平衡电桥的基本原理是通过桥式电路来测量电阻，根据电桥输出的不平 衡电压，再进行运算处理，从而得到引起电阻变化的其它物理量，如温度、压力、形变等。