熱敏電阻實(shí)驗(yàn)報(bào)告

1、熱敏電阻實(shí)驗(yàn)報(bào)告首都師范大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)報(bào)告班級光電3班 組別 第二組姓 名鄧菊霞 學(xué) 號(hào)_1110600095日 期 2012.11.20指導(dǎo)教師 劉麗峰實(shí)驗(yàn)題目熱敏電阻溫度特性實(shí)驗(yàn)【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?、研究熱敏電阻的溫度特性；2、掌握非平衡電橋的工作原理；3、了解半導(dǎo)體溫度計(jì)的結(jié)構(gòu)及使用方法【實(shí)驗(yàn)儀器】直流穩(wěn)壓電源、滑線變阻器、熱 敏電阻、溫度計(jì)、電阻箱、微安表、檢流計(jì)、 保溫杯、冰塊等?！緦?shí)驗(yàn)原理】 熱敏電阻器是敏感元件的一類，按照 溫度系數(shù)不同分為正溫度系數(shù)熱敏為止器 (PTC)和負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻器( NTC)。熱敏電阻器的典型特點(diǎn)是對溫度敏感, 不同的溫度 下表現(xiàn)出不同的電阻值J 正溫度系數(shù)

2、熱敏電阻器（PTC）在溫度越高時(shí)電阻值越大，負(fù)溫度系數(shù) 熱敏電阻器（NTC）在溫度越高時(shí)電阻值越低， 它們同屬于半導(dǎo)體器件。本實(shí)驗(yàn)所用的是負(fù)溫度 系數(shù)熱敏電阻。負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻其電阻一溫 度關(guān)系的數(shù)學(xué)表達(dá)式為：Rt_ _ ,1 i、,RT0expBn()TT0（1）式中Rt、Rt0代表溫度為T、T0時(shí)熱敏電阻的阻值， Bn為熱敏電阻的材料系數(shù)（n代表負(fù)電阻溫度系 數(shù)）。上式是一個(gè)經(jīng)驗(yàn)公式，當(dāng)測溫范圍不太大 時(shí)（V450C）,該式成立。其關(guān)系曲線如左圖所 示。為便于使用，常取環(huán)境溫度為25 C作為參考溫度（即T=298K）,則負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻的 電阻一溫度特性可寫成：殳 expBnJ） R

3、25T ToRT0 （常為R25）是熱敏電阻的標(biāo)稱電阻，其大小由 熱敏電阻材料和幾何尺寸決定，對于一個(gè)確定的 熱敏電阻，R25和Bn為常數(shù)，可用實(shí)驗(yàn)方法求得。將（2）式兩邊取對數(shù)，得：ln RTln R2511Bn(T 298)(4)KpNl圖 2(3)令x 口 lnRT,A lnR252，則上式可寫成: T298y A BnX式中X、y可通過測量值T、 Rt求出，利用幾組測量值， 由圖解法或最小乘法可求 出參數(shù)A、Bn,從而確定熱 敏電阻的標(biāo)稱值R25和材料 常數(shù)Bn。由前面的實(shí)驗(yàn)可 知，可由箱式惠斯通電橋 測得某一溫度下的Rt值，當(dāng) 橋路平衡時(shí)，熱敏電阻的阻值Rt 3R0,其中稱為比例臂值

4、，%為調(diào)節(jié)臂阻R2R2值。如圖2所示。溫度t可由溫度計(jì)測出，注意：T為熱力學(xué) 溫標(biāo)，而溫度計(jì)測得的為攝氏溫標(biāo)。首都師范大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)報(bào)告首都師范大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)報(bào)告【實(shí)驗(yàn)內(nèi)容】一、熱敏電阻溫度特性的研究一一Rt T曲線的 測定在保溫杯中加入適量溫水（水溫應(yīng)50C,將溫度計(jì)和熱敏電阻放入杯中，用攪拌器適度攪 拌；將熱敏電阻的引線接入單臂電橋的測試臂， 選取合適比例臂，調(diào)整電橋平衡，測量 Rto之后 馬上讀出溫度計(jì)的即時(shí)示值t,加入適當(dāng)冷水或 冰塊，使水溫下降1C 2 c左右，重復(fù)上述測 量，可測得一組（。值。注意：%在45c左 右的阻值約為14000Q。要求：溫度t的變化范圍可在45C10C左右。在測

5、量一組（, t）值后，可馬上測量不平衡 電流it,即要求同時(shí)測量（Rt, it）、（it , t）值。二、it t熱敏電阻溫度計(jì)白標(biāo)定曲線一一it T曲 線的測定。將橋路中的檢流計(jì)換成微安表。將調(diào)節(jié)臂 R0置 于Rt為50000Q時(shí)的對應(yīng)彳1 （此時(shí)的Rt對應(yīng)的溫 度值約為10C），合上開關(guān)，讀出微安表示值it及 溫度計(jì)的示數(shù)t。在使水溫下降后，重復(fù)上述測 量，可得到一組（it,t）值。注意：測量是近同 時(shí)進(jìn)行的.將（rt、t）數(shù)據(jù)組輸入EXCELS格，檢查測 試結(jié)果。三、用熱敏電阻和溫度計(jì)測量自己的體溫或室 溫。將測得的it值代入標(biāo)定曲線，確定對應(yīng)的t值，并 與溫度計(jì)測得結(jié)果比較首都師范大學(xué)

6、物理實(shí)驗(yàn)報(bào)告首都師范大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)報(bào)告t（攝氏度）4.810.321.724.528.437.54345.446.6R （歐）197801901010490910077205410437039603830V (mV0-22.1-109.3-142.2-98.72003904324491/0.003590.003530.003390.00330.00330.0030.0030.00310.0031(t+273)961222164428Ln(R)9.892429.8574449.2581789.116038.95158.5960048.3825188.2839998.2506277I(mA0.150

7、.110.1090.08920.03-0.0-0.0-0.0-0.0)4771316016012V-98.-142-109-22.(mV515449432390200.21)7.3【原始數(shù)據(jù)】50.333405150.0030938.113726【數(shù)據(jù)處理】LN(R)-1T y = 3714.5x-3. 3671 R"2 - 0.99320. 00280. 0D30. 00320.00S4 幾 00361 00381T首都師范大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)報(bào)告根據(jù) x 1,y lnRT,A ln R25 ' y A B“x ,以及 LN ( R) T2981/T線性擬合的公式可以算出R25=8

8、934歐,Bn=3714.5【實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析】系統(tǒng)誤差有攪拌不均勻，水的溫度不均勻水的溫度與環(huán)境溫度差異較大，與 外界存在熱交換。偶然誤差有：讀萬用表讀數(shù)時(shí)，未讀準(zhǔn)確，或在不穩(wěn)定的情 況下讀數(shù)?！舅伎碱}】1.試比較水銀溫度計(jì)與半導(dǎo)體溫度計(jì)的 異同。溫度計(jì)是膨脹式溫度計(jì) 的一種，水銀的凝固點(diǎn)是：-39C,沸點(diǎn)是:356.7C, 用來測量0-150C或500 c以內(nèi)范圍的溫度，它只 能作為就地監(jiān)督的儀表。用它來測量溫度，不僅 比較簡單直觀，而且還可以避免外部遠(yuǎn)傳溫度計(jì) 的誤差。它是利用半導(dǎo)體亓件與溫度具有的特性關(guān)系構(gòu)成的溫度測量儀表。1由熱敏電阻、連接導(dǎo)線和顯示儀表組成.具有靈敏度高、構(gòu)造 簡單和體

9、積小等優(yōu)點(diǎn)，通常用于測量與室溫接近 的溫度以及測量快速變化的溫度及點(diǎn)溫度。2 .試比較回歸法和作圖法的優(yōu)缺點(diǎn)?；貧w法：優(yōu)點(diǎn)是精確，缺點(diǎn)是計(jì)算多繁瑣。作圖法：優(yōu)點(diǎn)是操作簡單，缺點(diǎn)是結(jié)果不是那么 精確。3 .用不同參數(shù)（R0, Bn）的半導(dǎo)體材料制成的 溫度計(jì)有什么不同？正溫度系數(shù)熱敏電阻器（PTC）在溫度越高時(shí)電 阻值越大，負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻器（NTC）在溫 度越高時(shí)電阻值越低.詈expBn（l 9）,根據(jù)這個(gè)R25T T0公式可知，Bn,對溫度計(jì)的影響比R0大。4 .平衡電橋與不平衡電橋有何區(qū)別？平衡電橋是把待測電阻與標(biāo)準(zhǔn)電阻進(jìn)行比較， 通過調(diào)節(jié)電橋平衡，從而測得待測電阻值，如單 臂直流電橋（惠斯登電橋卜雙臂直流電橋（開爾文 電橋）。它們只能用于測量具