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设计性实验王吉有wangjiyou实验室网站 物理实验的等级 1 基础实验 单项基本训练 电桥 刚体转动 牛顿环等 2 综合实验 力电光合用 迈克耳逊干涉仪 PN结温度系数 声速测量 这些实验都是给定原理 设备 步骤 请大家照猫画虎 完成训练 学会仪器使用 原理等 高级物理实验 设计性实验 教师只给定任务 请同学设计实验方法 选择仪器 写出原理 实验步骤 估算出测量量的范围 自己完成实验 与老师的任务比较 分析总结实验 第二次课教师不讲解 学生自己做 设计性实验 1 每个设计性实验分两次课完成2 安两个实验计算 总分16分 3 详细要求见 每个实验的要求 成绩分配 1 第一次课预习表现2分2 设计性报告5分 第二次实验时带来 3 实验操作4分 按自己的设计性报告分析步骤完成实验 4 实验报告5分 仅是数据处理和分析部分 日常设计性任务介绍 1 公司给出任务 例 制作玩具汽车的自动控制部分 2 设计方案 多方案 不同硬件芯片 编程Vb C 等 因人而异 3 比较分析方案 考虑 成本 控制精度 难易程度 可操作性等方面 4 开始研制 遇到困难 修改方案 再继续实验 完成 把结果与任务书比较 电学设计性实验热敏电阻温度计的设计与标定 一 实验目的1 利用半导体材料制备的热敏电阻设计出能够测量常温的温度计 测温范围 实验室室温到75 2 对温度计进行标定 绘制T I 温度 电流 或 温度 电压 定标曲线 3 用标定后的温度计 测量自己手心的温度 并与标准温度计所测量结果进行比较 二 实验室可以提供的主要仪器1 负温度系数半导体热敏电阻一支 25 时电阻约5K B值3950 2 可调温压电源 微安表 万用表 电压表 万用表的电压档 3 电加热水壶 金属水杯 4 玻璃温度计一支 0 100 准确度1 5 电阻箱3个 塑料清洗瓶1个 开关和导线等 三 实验原理 热敏电阻是材料的电阻值随温度的变化而变化的电阻 根据温度系数可以分为 正温度系数热敏电阻 PTC dR dT 0负温度系数热敏电阻 NTC dR dT 0 正温度系数热敏电阻金属材料 原子热振动增加 阻碍电子运动 负温度系数热敏电阻以锰 钴 镍和铜等金属氧化物为主要材料 采用陶瓷工艺制造而成的 这些金属氧化物材料都具有半导体性质 温度低时 这些氧化物材料的载流子 电子和孔穴 数目少 所以其电阻值较高 随着温度的升高 载流子数目快速增加 远大于原子阻碍的提高速度 所以电阻值降低 NTC热敏电阻器可广泛应用于温度测量 温度补偿 抑制场合 热敏电阻样品图 负温度系数热敏电阻 负温度系数热敏电阻的主要技术参数 温度特性 B值 其中RT和RN分别是温度T和N时的电阻值 B值也不是恒定值 只是在某一个区间内变化不大 电流型非平衡电桥 Rg是微安表的内阻 不是外接电阻 经推导 桥臂电阻 电源电压与桥路电流的关系可用下式表示 在其他参数不变的条件下 RT的变化直接影响Ig的变化 而RT的阻值受温度的影响 实验测得Ig的值 可以间接计算出RT的大小 从而得知温度 电桥的Ig RT关系 实验结果 温度与电流的关系 温度的标定 电压型非平衡电桥 电桥输出端的开路电压 四 实验电路 实验测量连线图 1 a 外接稳压可调电源 b 桥路接微安表 c RX处接热敏电阻 d RS处接可调电阻箱 A 四 实验电路 实验测量连线图 2 V 五 第一次课的任务 记录仪器参量 电阻箱的调节范围 电源的调节范围 微安表的量程和对应的内阻 实验室室温 热敏电阻的室温阻值选定的测量最高温 75 C 及其在高温时的阻值 约750 绘出实验电路 记录重要的表达式 摘抄必要的参考资料 六 第一次课后内容 写出实验设计报告 下次实验时带来 放在实验台上 等老师检查 无此报告 不准继续操作实验 以免损坏仪器 也不符合自己设计实验的目的 实验设计报告的要求1 实验目的 2 实验仪器 含仪器参数 3 实验原理 热敏电阻 非平衡电桥测温原理 有电流 电阻公式或电压 电阻的公式 实验设计思路解释 4 电路中仪器的可调物理量数值预先选定和计算 电桥上三个电阻阻值 RR1 R2 Rs 电源总电压等 5 实验步骤 结合预先选择和计算的的数据 准确写出 把电阻箱阻值调到xx 电源电压调到x xxV 6 数据表 结合测量量和自变量 此外 电路中所用仪器的数值量都要记录 7 实验注意事项 电流型 参数的选择和计算 1 R1 R2最好相等 电桥简单 灵敏度高 电桥的四个电阻阻值要基本接近 灵敏度高 R25 5000欧姆 R75 750欧姆 R1 2000或3000欧姆 Rs E 需要计算确定 在测量的低温端 室温 Ig 0uA 利用室温RT R0 确定Rs 在温度表的高温端 75度 Ig 300uA 满偏 和R75的阻值 利用上面公式计算出 电压型 参数的选择和计算 1 R1 R2最好相等 电桥简单 灵敏度高 电桥的四个电阻阻值要基本接近 灵敏度高 R25 5000欧姆 R75 750欧姆 R1 2000或3000欧姆 RS E 需要计算确定 热敏电阻最大电压3伏 4 电压与温度的范围 可设定 室温对应V 0 0伏 75度对应V 0 750V 实验数据记录表格 R1 R2 Rs 室温t微安表内阻Rg 微安表量程 电源电压E 玻璃温度计测量手心温度自己设计温度计手心温度电流 电学设计性实验 一 设