大学物理实验报告范例

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3、nts, activity reports, party group sample essays, other sample essays, etc. I want to understand 第 1 页 共 8 页正文内容摘要阻是阻值对温度变化非常敏感的一种半导体电阻，具有许多独特的优点和用途，在自动控制、无线电子技术、遥控技术及测温技术等方面有着广泛的应用通过用电桥法来研究热敏电阻的电阻温度特性热敏电阻的电阻温度 特性的了解。关键词：热敏电阻、非平衡直流电桥、电阻温度特性 、引言热敏电阻是根据半导体材料的电导率与温度有很强的依赖关 制 成 一 器 其 电 系 一 ）-1。因此，热敏电阻一般

4、可以分为、负电阻温度系数（简称 ）的热敏电阻元件常由一些过渡金属氧化主要用铜等氧化物）在一定的烧结条件下形成的半导体金属氧化物作为基本材料制成的，近年还有单晶半导体等材料制成。国产的主要是指MF91MF96 型半导体热敏电阻。由于组成这类热敏电阻的上述过渡金属氧化物在室温范围内基本已全部电离子浓度基本上与温度无关类热敏电阻的电阻率随温度变化主要考虑迁移率与温度的关系，随着温度的升高，迁移率增加，电阻率下降。大多应用于测温控温技术，还可以制成流量计、功率计等。 、正电阻温度系数（简称 ）的热敏电阻元件第 2 页 共 8 页常用钛酸钡材料添加微量的钛稀土元素采用陶瓷工艺温烧制而成类热敏电阻的电阻率

5、随温度变化主要依赖于载流子浓度迁移率随温度的变化相对可以忽略流子数目随温度的升高呈指数增加流子数目越多阻率越校应用广泛，除测温、控温，在电子线路中作温度补偿外，还制成各类 加热器，如电吹风等。、实验装置及原理【实验装置】FQJ型教学用非平衡直流电桥 非平衡电桥加热实验装置（加热炉内置 MF51 半导体热敏电阻（）以及控 温用的温度传感器），连接线若干。【实验原理】根据半导体理论导体材料的电阻率 和绝对温度 之 间的关系为）式中 b 于同一种半导体材料为常量与材料的物理性质有关。因而热敏电阻的电阻值 可以根据电阻定律写为 ）式中 为两电极间距离， 为热敏电阻的横截面， 。对某一特定电阻而言， 与

6、 为常数，用实验方法可以测 定。为了便于数据处理，将上式两边取对数，则有）第 3 页 共 8 页上式表明 与 呈线性关系，在实验中只要测得各个温度 以 及对应的电阻 的值，以 为横坐标， 纵坐标作图，则得到的图线应为直线，可 用图解法、计算法或最小二乘法求出参数 的值。热敏电阻的电阻温度系数 下式给出）从上述方法求得的 和室温代入式），就可以算出 室温时的电阻温度系数。热敏电阻 在不同温度时的电阻值，可由非平衡直流电桥测得。非平衡直流电桥原理图如右图所示 之间为一负载电 阻 ，只要测出 就可以得到 值。当负载电阻 ，即电桥输出处于开路状态时， =0仅有电压输出，用 表示，当 时，电桥输出 ，即

7、电桥处于平衡状态。为了测量的准确性，在测量之前，电桥必须预调平衡使输出电压只与某一臂的电阻变化有 关。若 、R2 定，R4 待测电阻， = ，则当 R4 R4+R ，因电桥不平衡而产生的电压输出为：）在测量 型热敏电阻时，非平衡直流电桥所采用的是立 式电桥 ， 且 ，则）第 4 页 共 8 页式中 均为预调平衡后的电阻值，测得电压输出后，通 过式（）运算可得R从而求的 eq oac(,。)、热敏电阻的电阻温度特性研究根据表一中 型半导体热敏电电阻温度特性研究桥式电路，并设计各臂电阻 的值，以确保电压输 出不会溢出（本实验 =1000.0， ）。根据桥式，预调平衡，将“功能转换”开关旋至“电压“

8、位置，按下 、B 开关，打开实验加热装置升温，每隔 测 值，并将测量数据列表（表二）。表一 半导体热敏电阻2.7k）之电阻温度特性 温度 25 30 35 40 45 50 55 60 65电阻 2700 2225 1870 1573 1341 1160 1000 868 748表二 非平衡电桥电压输出形立式量 型热敏电 阻的数据i 9 10温度 t 10.4 12.4 14.4 16.4 18.4 20.4 22.4 24.4 26.4 28.4热力学 K 283.4 285.4 287.4 289.4 291.4 293.4 295.4 297.4 299.4 301.40.0 -12.5

9、 -27.0 -42.5 -58.4 -74.8 -91.6 -107.8 -126.4 -144.40.0 -529.9 -1027.2 -124.8 -1451.9 -1630.1第 5 页 共 8 页-1815.4 -1977.94323.0 4063.8 3793.1 3534.0 3295.8 3074.9 2871.692.9 2507.6 2345.1根据表二所得的数据作出 右图所示用最小二乘法计算所得的线性方程为 型半导体热敏电 ）的电阻温度特性的数学表达式为 。、实验结果误差通过实验所得的 MF51 半导体热敏电阻的电阻温度特性的数学表达式为 。根据所得表达式计算出热敏电阻的

10、电阻温度特性的测量值表一所给出的参考值有较好的一致性下 表所示：表三 实验结果比较温度 25 30 35 40 45 50 55 60 65参考值 2700 1870 1341 1000 748测量值 2720 1900 1408 1074 823相对误差 % 0.74 0.58 1.60 0.89 4.99 6.20 7.40 8.18 10.00从上述结果来看本在实验误差范围之内我们可以清楚的发现，随着温度的升高，电阻值变小，但是相对误差却在变 大，这主要是由内热效应而引起的。、内热效应的影响在实验过程中用非平衡电桥测量热敏电阻时总有一第 6 页 共 8 页定的工作电流通过，热敏电阻的电阻值大，体积小，热容量小，因此焦耳热将迅速使热敏电阻产生稳定的高于外界温度的附加内热温升就是所谓的内热效应准确测量热敏电阻的温度特性时须考虑内热效应的影响实验不作进一步的研究和 探讨。、实验小结通过实验明显的可以发现热敏电阻的阻值对温度的变化是非常敏感的且随着温度上升电阻值呈指数关系下降而可以利用电阻温度特性制成各类传感器使微小的温度变化转变为电阻的变化形成大的信号输出于高精度测量。又由于元件的体积小，形状和封装材料选择性广，特别适于高温、高湿、振动及热冲击等环境下作温湿度