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1、热敏电阻实验报告班 级_光电 3 班姓 名_邓菊霞日 期_2012.11.20_组 别第二组学 号_1110600095指导教师_刘丽峰_【实验題目热敏电阻温度特性实验【蜒目的1、研究热敏电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及使用方法阻的温度特性;【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、III保温杯、冰块等。【2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III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
2、）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。温度系数热敏电阻其电阻一温 度关系的数学表达式为：IllIIIIIIIIIIII11R = R expB (-)TT 0n T T0III2)（1）式中R、R代表温度为TT时热敏电阻的阻值， B为热敏电阻的材料系数（n代表负电阻温度系 数）。上式是一个经验公式，当测温范围不太大 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电阻的 电阻温度0 特性可写成：R11
3、1 = exp B ( 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，对于一个确定的 热敏电阻，R和B为常数，可用实验方法求得。将（2）式两边取对数，得：ln R 一 ln RT(3)令1x = 一, y = ln R , A = ln RTT2525 = Bn (T - 298)鬆则上式可写成:4)LLS 1 Ki.图 2式中、y可通过测量值八yTR求出，利用几组测量值， 由图解法或最小乘法可求 出参数A、B，从而确定热 敏电阻的标称值R和材料 常数B。由前面的实验可 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
4、阻的 阻值R = R R，其中生为比例臂值，R为调节臂阻 T R 0R值。如图2 2 所示。 2温度 t 可由温度计测出，注意： T 为热力学 温标，而温度计测得的为摄氏温标。首都师范大学物理实验报告实验内容】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w50C,将l=j|=|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140
5、00 Q。T要求:温度t的变化范围可在45C-10C左右。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 ）、（i , t）值。iR ii t二、i t热敏电阻温度计的标定曲线一一i T曲i ti T线的测定。t将桥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R对应的温度值约为10C）,合上开关，读出微安表示值）及温度计的示数t。在使水温下降后，重复上述测 量，可得到一组（，t ）值。注意：测量是近同it时进行的.t将（ R 、 试结果。T ）数据组输入EXCEL表格，检查测三、用热敏电阻和温度计测量自己的体温或室温。将测得的
6、，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首都师范大学物理实验报告原始数据】t（摄氏度）4.810.321.724.528.437.54345.446.650.3R （欧）1978019010104909100772054104370396038303340V（mV）0-22.1-109.3-142.2-98.72003904324495151/0.003590.003530.003390.00330.00330.0030.0030.00310.00310.00309(t+273)9612221644283Ln(R)9.892429.8574449.258179.11608.9
7、5158.5968.3828.28398.25068.11372783700451899260.150.110.1090.08920.03-0.0-0.0-0.0-0.04771316016012515449432390200-98.-142-109-22.7.2.31I(mA)V (mV )热敏电阻的丄P曲线根据1 人b A B ,以及LN (R) -，y - ln Rt，A - ln R25 - 298, y A + Bnx1/T 线性拟合的公式可以算出 R25=8934 欧，Bn=3714.5实验数据分析】读数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占 外界存在热交换
8、。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。III_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:3567C, 用来测量0-150C或5O0C以内范围的温度，它只 能作为就地监督的仪表。用它来测量温度，不仅 比较简单直观，而且还可以避免外部远传温度计 的误差。I三11=1由热敏电阻、连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 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 的温度以及测量快速变化的温度及点温度。2试比较回归法和作图法的优缺点。
9、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？0 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（NTC）在温 度越高时电阻值越低.expB（ 1 _丄，根据这个R p n（ T T公式可知，Bn,对温度计的影响比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，首都师范大学物理实验报告如温度、压力、形变等。
