用NTC热敏电阻设计制作体温计

1、西北工业大学设计性基础物理实验报告班级：11051401姓名:日期：2016.05.13用NTC热敏电阻设计制作体温计一、实验目的1、测定NTC热敏电阻与温度的关系;2、设计制作一个数字体温计(温度范围35-42C)二、实验仪器(名称、型号及参数)NTC热敏电阻可调直流稳压电源(0-5V)数字万用表单刀双掷开关导线FD-WTC-D型恒温控制装置 2X-21型电阻箱2个三、实验原理NTC负温度系数是一种利用半导体材料制成的体积小巧的电阻，为避免热敏电阻自身发热所带来的影响，流过热敏电阻的电流不能超过 300微安。由于热敏电阻随温度变化比金属 电阻要灵敏得多，因此被广泛用于温度测量，温度控制以及电

2、路中温度补偿、时间延迟等。为了研究热敏电阻的电阻温度特性，常用电路如图1所示：Rt= (R1/U1) *Ut四、实验内容与方法1.测量不同温度t下NTC热敏电阻的阻值 R(1) 设计实验方案，画出实验电路图如图1,不断改变环境温度 t ,利用公式R= ( R/U1) *Ut计算出不同温度t下NTC 的阻值。(2) 列表记录数据，用最小二乘法求出 R与1/t之间的关系 2.设计数字体温计如图2电路图所示，根据第一问中得到的R与1/t之间的关系，取35C与42C为边界，联立解出 R和Rao计算各元件的数值，使数字电压表的mV示数即为温度示数。根据设计的电路图搭建数字温度计，进行调试：(1) 测量不

3、同温度时，数字体温计的电压示数，并绘制校准曲线；(2) 根据校准曲线，对设计的电路进行改进，使误差不超过Co五、实验数据记录与处理(列表记录数据并写出主要处理过程)不同温度下的 NTC阻值数据记录表格(Ri=10000Q U=4.77V)t/ C313233343536373839404142U/V2.702.883.003.053.153.253.403.413.423.463.523.54U/V2.041.901.751.701.581.551.461.401.371.331.271.23Rt/ Q7555.556597.225833.335573.775015.874769.234294

4、.114105.574005.843843.933607.953474.57经过线性拟合InterceptSlopeStatisticsValueStandard ErrorValueStandard ErrorAdj.R-3quareB-75&6.2022876 60326451269 9475231663.91619P0 9087b=451269.94 a=-7586.20 r=0.9487所以回归方程为:R=451269.94*1/t-7586.200 C240.026000300032当T=35和42时，解方程组4770R/（R 计R2+R）=42得 Ra=99.21 Q调整R

5、，获得较为准确的体温计（此时Ri=8126.7 Q 甩=117.2 Q）校准后误差在 0.1 摄氏度以内。六、实验分析与讨论1. 为了确定零功率状态下的NTC热敏电阻的最大电流值，应在要求范围内选择测量起点和测量中点测量最大电流，然后取二者最小值。2. NTC热敏电阻阻值与温度为指数关系，因此试验中采取T的倒数进行拟合。经过泰勒展开已证明在小区间内可进行此种线性拟合。3. 接通电源钱，合理选取各项有关参数，避免损坏器件，影响实验的进行。4. 实验过程中最好一直升温，因为NTC热敏电阻和恒温装置中温度计的热响应时间存在差 异，一直升温可减少该响应时间引起的误差。5. 测量NTC热敏电阻的温度特性时采用伏安法而不是平衡电桥法的原因：（1）平衡点桥法虽然可以直接读出待测电阻的阻值，但对于NTC热敏电阻，其阻值对温度变化十分敏感，改变外界因素