热敏电阻实验报告通信电子电子设计通信电子电子设计.pdf

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1、组别 _学号_门1060班级光电 3班 _ 姓名邓菊霞 _ 日期2012.11.20 实验题目】热敏电阻温度特性实验 _ 【实验目的】仁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及使用方法【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9佥原理】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)o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輕。正温度系数热敏电阻器(PTC)在温度越髙时电阻值越大,负温度系数热敏电阻器(NTC在温

2、度越髙时电阻值越低，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。负温度系数热敏电阻其电阻一温度关系的数学表达式为：RT=Rg eXPl -式中心、Rm代表温度为丁、7；时热敏电阻的阻值，3“为热敏电阻的材料系数(n代表负 电阻温度系数儿上式是一个经验公式，当测温范围不太大时(45(TC),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25 C作为参考温度(即T()=298K),则负温度系数的热 敏电阻的电阻一温度特性可写成：J-=exp(2)R“(常为/?25)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立，对于一 个确定的热敏电阻，心5和耳为常数，可用实

3、验方法求得。将(2)式两边取对数，得：In/?.=B(丄丄)(3)7 25/r T 298 令兀=丄=ln R、A=nR 巧-邑则上式可写成：T 7-298(4)式中x、y可通过测量值7 R/.求岀，利用几组 测量值，由图解法或最小乘法可求出参数A、B”,从而确左热敏电阻的标称值R25和材料常数B”由 前而的实验可知，可由箱式惠斯通电桥测得某一温 度下的&值，当桥路平衡时，热敏电阻的阻值 RT=R,其中色为比例臂值,为调节臂/?2 7?2 阻值。亦图2所示。温度/可由温度讣测出，注意：T 为热力学温 标，而温度计测得的为摄氏温标。【实验内容】一、热敏电阻温度特性的研究一一 RT-T曲线的测定

4、在保温杯中加入适量温水（水温应50&C,将温度讣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 之后马上读出温度计的即时示值加入适当冷水或冰块，使水温下降1 C-2 C左右,重复上述测量，可测得一组（心,/）值。注意：心在45C左右的阻值约为14000Qo 要求：温度/的变化范围可在45 C 10 C左右。在测量一组（心，/）值后，可马上测量不平衡电流山，即要求同时测量（RT,i,）、（山，t）值。二、必-/热敏电阻温度计的标泄曲线一一hT曲线的测世。将桥路中的检流汁换成微安表。将调节臂心置于R丁为50000 Q时的对应值（此时

5、的Rr 对应的温度值约为10C），合上开关，读出微安表示值必及温度计的示数几在使水温下降 后,重复上述测量，可得到一组（r;,7）值。注意：y=A+B,tx 测量是近同时进行的.将（Rr、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。将测得的乙值代入标宦曲线，确左对应的丁值，并与温度计测得结果比较【原始数据】t隈氏 度）4.8 10.3 21.7 24.5 28.4 37.5 43 45.4 46.6 50.3 R（欧）19780 19010 10490 9100 7720 5410 4370 3960 3830 3340 V(mV)0-22.1-10

6、9.3-142.2 9&7 200 390 432 449 515 1/(t+273 )0.00359 9 0.00353 0.00339 0.0033 61 0.0033 2 0.003 22 0.003 164 0.0031 4 0.0031 28 0.00309 3 Ln(R)9.89242 7 9.857444 9.25817 8 9.1160 3 8.9515 7&596 004 8.382 518 8.2839 99&2506 2 8.11372 6 l(mA)0.15 0.11 0.109 0.0892 0.03 -0.01-0.01-0.00-0.00 4 7 7 3 6 16

7、 12 V -142.-109.(mV 515 449 432 390 200-9&7-22.1)2 3 【数据处理】公式可以算岀R25=8934欧，Bn=3714.5【实验数据分析】系统误差有搅拌不均匀,水的遍度不均匀水的遍度与环境遍度差异较大,与 外界存在热交换。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:-39 C,沸点是:356.7 C,用来测量 0-150 C根据x=py=ln/?rM=ln R25 戒，y+恥 以及LN(R)1/T线性拟合的 或500 C以内范用的

8、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。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。由热敏电阻、连接导线和显示仪表组成,具有灵敏度髙、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。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？正温度系数热敏电阻器（PTC）在温度越髙时电阻值越大，负温度系数热敏电阻器（NTC）在温度越高时电阻值越低=，根据这个公式可知，Bn,对温度计的 尺 25 丁 T 影响比RO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iT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 泄状态的物理量，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 衡电圧，再进行运算处理，从而得到引起电阻变化的其它物理咼，如温度、压力、形变等。