热敏电阻温度特性的研究带实验数据处理

本科试验报告试验名称： (略写)试验15 热敏电阻温度特性的争论【试验目的和要求】争论热敏电阻的温度特性。用作图法和回归法处理数据。【试验原理】金属导体电阻Rt与温度t2 30Rt=R(Vu/,-tbtct)0

(1)式中Rtt时的电阻，Ro为t=O°C时的电阻，:,b,c为常系数。在很多状况下，可只取前三项：t tR二Rt t

(2)b比:•小很多，在不太大的温度范围内，b可以略去，于是上式可近似写成：Rt=Ro(1吒:t) (3)式中「称为该金属电阻的温度系数。半导体热敏电阻：?T随温度T的变化而显著地变化，因而能直接将温度的变化转换为电量的变化。一般半导体热敏电T的关系为:T:T二Ae

(4)0式中A与B为常数，由材料的物理性质打算。0也有些半导体热敏电阻，例如钛酸钡掺入微量稀土元素，承受陶瓷制造工艺烧结而成的热敏电阻在温度上升到某特定范围〔居里点〕时，电阻率会急剧上升，称为正温度系数热敏电阻。其电阻率的温度特性为：內“e叩 〔5〕式中A\B，为常数，由材料物理性质打算。对〔5〕式两边取对数，得InRT1

丄T

〔6〕可见lnRT与T距InA求出〕和B〔即斜率〕。试验原理图

RT和对应的TA〔由截1试验原理图单臂电桥的根本原理用惠斯通电桥测量电阻时，电桥应调整到平衡状态，此时Ig=0。但有时被测电阻阻值变化很快〔如热敏电阻〕，电桥很难调整到平衡状态，此时用非平衡电桥测量较为便利。非平衡电桥是指工作于不平衡状态下的电桥，〔如图二所示〕。我们知道，当电桥处于平衡G中无电流通过。假设有一桥臂的阻值发生变化，则电桥失去平衡，Ig^O，Ig的大小与该桥臂阻值的变化量有关。假设该电阻为热敏电阻，则其阻值的变化量又与温度转变量有关。这样，就可以用的凹凸，这就是利用非平衡电桥测量温度的根本原理。

Ig的大小来表征温度IgRTRg，R2、R3、R4E均为量，电源内阻无视不计。A：IA：I5I2I1gR2I©nCB：丨1 2•lg=1I3“R4节点D：I3Ig-IDI44

ABD三个节点依据基尔霍夫其次定律，并注意到图中各双向标量的参考方向，3个网孔的回路电压方程如下：回路回路I:11RTgRg-I3R3=02单臂电桥原理图回路n：122_I44_Igg—0RRR回路川：E=I3R314R46个联立方程可得:

(R2R3—RTR4)E

(7)RRR：-RR

R丁R3R4R RRR )(R-「R4)T 23

2 3

4T 2

g T 2 3RR^RR

时，lg=ORR>RR时，lg〉O,表示I

的实际方向2 T4

23 T4 g与参考方向一样；当R2R3<RTR4时，lg：：：O，表示Ig的实际方向与参考方向相反。T将〔7〕R:T2R3E—Ig(2R34+Rg2R3+Rg2R4)

(8)Ig(R2R3R3R4R4R2RgR3RgR4)R4E从上式和〔4〕式可以看出，Ig与RT以及RT与TIg与TIg对温度变化反响灵敏和便于遥控等特点，在测温技术、自动掌握技术等领域有着广泛的应用。图3 图4图5 图6【试验仪器】灵敏检流计、电阻箱、热敏电阻、玻璃烧杯、小试管、温度计、水壶【试验内容】按试验原理图的试验装置接好电路，安装仪器。

EH物理试验仪、电热oTNTCo加热，使水温渐渐上升，5C,TR85Ti止。3 85CB。【试验数据】T/T/CRr/Q〔升温〕R/Q〔降温〕平均值Rr/Q2518451821183330156415591561.53512411325128340109011051097.545876907891.5507747967855569068468760602590596654925064997043843643775380375377.580330325327.585285288286.51试验数据【试验分析及处理】绘制标定曲线，分析标定特性y=3786.9eA那么温度系数(-0.0308Xy=3786.9eA那么温度系数1行—(-25)=-0.03181 785

1ln{Rt}-扌曲线:从图中可以知道InR：： --3.52,Rj=0.0297|,B=3290那么有: B2 2

32902

—0.0315。T2 (27