熱敏電阻測量溫度

1、實驗題目：熱敏電阻測量溫度實驗目的：了解熱敏電阻的電阻-溫度特性和測溫原理，掌握惠斯通電橋的原理和使用方法，學習坐標、曲線改直的技巧和用異號法消除零點誤差等方法。實驗原理：1、半導體熱敏電阻的電阻-溫度特性 對于某些金屬氧化物：，B為材料常數(shù)； 對于金屬電阻，定義其中的為溫度系數(shù)； 兩種情況分別圖示如下： 兩者比較，熱敏電阻的電阻和溫度是呈非線性的，而金屬氧化物的是線性；熱敏電阻的溫度系數(shù)為負，金屬的溫度系數(shù)為正；熱敏電阻對溫度變化反應(yīng)更靈敏。這些差異的產(chǎn)生是因為當溫度升高時，原子運動加劇，對金屬中自由電子的運動有阻礙作用，故金屬的電阻隨溫度的升高而呈線性緩慢增加；而在半導體中是靠空穴導電，當

2、溫度升高時，電子運動更頻繁，產(chǎn)生更多的空穴，從而促進導電。 2、惠斯通電橋的工作原理 原理圖如右圖所示： 若G中檢流為0，則B和D等勢，故此時，在檢流計的靈敏度范圍內(nèi)得到Rx的值。實驗內(nèi)容：1、按圖3.5.2-3接線，先將調(diào)壓器輸出調(diào)為零，測室溫下的熱敏電阻阻值，注意選擇惠斯通電橋合適的量程。先調(diào)電橋至平衡得R0，改變R0為R0+R0，使檢流計偏轉(zhuǎn)一格，求出電橋靈敏度；再將R0改變?yōu)镽0-R0，使檢流計反方向偏轉(zhuǎn)一格，求電橋靈敏度。求兩次的平均值2、 調(diào)節(jié)變壓器輸出進行加溫，從25開始每隔5測量一次Rt，直到85。換水，再用9V電壓和3V電壓外接電表進行測量，然后繪制出熱敏電阻的Rt-t特性曲

3、線。在t=50的點作切線，由式（3）求出該點切線的斜率及電阻溫度系數(shù)。3、作曲線，確定式（1）中的常數(shù)R和B，再由式（3）求（50時）。 1 比較式（3）和（5）兩個結(jié)果，試解釋那種方法求出的材料常數(shù)B和電阻溫度系數(shù)更準確。實驗數(shù)據(jù)：實驗中，由于時間關(guān)系，只測量了內(nèi)接檢流計的情況：E=3V內(nèi)接電表E=9V 內(nèi)接電表R=1,R=1,T/RT/T/RT/2516872512673013903010313511623586240973407234582445620506995052655601554596052060397654466534870386703067532475268802938023

4、88525585212對實驗數(shù)據(jù)的分析如下：當E=3V時，靈敏度，作出R-T曲線如下：讀出在50時候的斜率為-22.3，電阻值為699，那么溫度系數(shù)做出曲線：從圖中可以知道，B=3353那么有。將兩個溫度系數(shù)比較可以知道，后者絕對值更大。當E=9V時，靈敏度，作出R-T曲線如下：在50時候切線的斜率為-16.1，R=526，那么可以求出溫度系數(shù)作出曲線：其中可以知道，B=3148，那么可以求出溫度系數(shù)1比較知前者絕對值較大。小結(jié)：1、 根據(jù)實驗過程，可以明顯感覺到，用后一種方法求出的溫度系數(shù)值更加準確，這是因為在實驗過程中，要測量準每個溫度點所對應(yīng)的電阻是相當困難的，一般來講都有幾時歐姆的誤差

5、，如果只用50附近的電阻值來計算溫度系數(shù)，不確定度就很大了，而用整體的圖象法可以在一定程度上減小這種誤差；2、 比較實驗數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)在相同溫度下，E=3V和E=9V所測出的電阻有比較大的差別，后者明顯偏小，這是因為當E=9V時，電流的熱效應(yīng)明顯增加，根據(jù)熱敏電阻的性質(zhì)，那么熱敏電阻的阻值會變小，這也說明，實際上E=9V時測量得到的電阻值更準確。3、 實驗誤差的主要來源是對相應(yīng)溫度點的電阻值的測定的不準確，其誤差可以達到幾十歐姆，這主要是由于溫度計的不精確和熱敏電阻對溫度變化的敏感性造成的，所以，本實驗的精確度并不高。思考題：1 如何提高電橋的靈敏度？Sol：可以通過加大電壓來調(diào)節(jié)電橋的靈敏度，因為如果電壓升高，電流增大，檢流計指針偏轉(zhuǎn)就越大，n就越大，由靈敏度的公式可以知道，靈敏度變高。2 電橋選擇不同的量程時，對結(jié)果的準確度（有效數(shù)字）有何影響？Sol：當橋臂的比值變大時，對于同樣的值，電阻箱（表示的）阻值變小，可知測量的值的準確度變小，有效數(shù)字的位數(shù)變少；反之有相反的結(jié)果。3 若玻璃溫度計的溫度示值與實際溫度有所差異，對實驗結(jié)果有什么影響？應(yīng)如何保證所測的溫度之準確？Sol：若玻璃溫度計的溫度示值比實際溫度偏小，則測得的阻值偏大；反之測得