热敏电阻实验报告

1、热敏电阻实验报告首都师范大学物理实验报告班级光电3班 组别 第二组姓 名邓菊霞 学 号_1110600095日 期 2012.11.20指导教师 刘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为止器 (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J 正温度系数

2、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， 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_ _ ,1 i、,RT0expBn()TT0（1）式中Rt、Rt0代表温度为T、T0时热敏电阻的阻值， Bn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：殳 expBnJ） R

3、25T ToRT0 （常为R25）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，R25和Bn为常数，可用实验方法求得。将（2）式两边取对数，得：ln RTln R2511Bn(T 298)(4)KpNl图 2(3)令x 口 lnRT,A lnR252，则上式可写成: T298y A BnX式中X、y可通过测量值T、 Rt求出，利用几组测量值， 由图解法或最小乘法可求 出参数A、Bn,从而确定热 敏电阻的标称值R25和材料 常数Bn。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Rt值，当 桥路平衡时，热敏电阻的阻值Rt 3R0,其中称为比例臂值

4、，%为调节臂阻R2R2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，而温度计测得的为摄氏温标。首都师范大学物理实验报告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Rt T曲线的 测定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 Rto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1C 2 c左右，重复上述测 量，可测得一组（。值。注意：%在45c左 右的阻值约为14000Q。要求：温度t的变化范围可在45C10C左右。在测

5、量一组（, t）值后，可马上测量不平衡 电流it,即要求同时测量（Rt, it）、（it , t）值。二、it t热敏电阻温度计白标定曲线一一it T曲 线的测定。将桥路中的检流计换成微安表。将调节臂 R0置 于Rt为50000Q时的对应彳1 （此时的Rt对应的温 度值约为10C），合上开关，读出微安表示值it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（it,t）值。注意：测量是近同 时进行的.将（rt、t）数据组输入EXCELS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it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

6、物理实验报告首都师范大学物理实验报告t（摄氏度）4.810.321.724.528.437.54345.446.6R （欧）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【原始数据】50.333405150.0030938.113726【数据处理】LN(R)-1T y = 3714.5x-3. 3671 R"2 - 0.99320. 00280. 0D30. 00320.00S4 几 00361 00381T首都师范大学物理实验报告根据 x 1,y lnRT,A ln R25 ' y A B“x ,以及 LN ( R) T2981/T线性拟合的公式可以算出R25=8

8、934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 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。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500 c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。它是利用半导体亓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

9、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（R0, Bn）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.詈expBn（l 9）,根据这个R25T T0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（惠斯登电桥卜双臂直流电桥（开尔文 电桥）。它们只能用于测量具