热敏电阻温度特性的研究报告带实验数据处理

1、-. z.本科实验报告实验名称:热敏电阻温度特性的研究略写实验15热敏电阻温度特性的研究【实验目的和要求】研究热敏电阻的温度特性。用作图法和回归法处理数据。【实验原理】金属导体电阻金属导体的电阻随温度的升高而增加，电阻值与温度间的关系常用以下经历公式表示：1式中是温度为时的电阻，为C时的电阻，为常系数。在很多情况下，可只取前三项：2因为常数比小很多，在不太大的温度围，可以略去，于是上式可近似写成：3式中称为该金属电阻的温度系数。半导体热敏电阻热敏电阻由半导体材料制成，是一种敏感元件。其特点是在一定的温度围，它的电阻率随温度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

2、敏电阻随温度升高电阻率下降，称为负温度系数热敏电阻，其电阻率随热力学温度的关系为4式中与为常数，由材料的物理性质决定。也有些半导体热敏电阻，例如钛酸钡掺入微量稀土元素，采用瓷制造工艺烧结而成的热敏电阻在温度升高到*特定围居里点时，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：5式中、为常数，由材料物理性质决定。对5式两边取对数，得6可见与成线性关系，假设从实验中测得假设干个和对应的值，通过作图法可求出(由截距求出)和(即斜率)。实验原理图图1 实验原理图单臂电桥的根本原理用惠斯通电桥测量电阻时，电桥应调节到平衡状态，此时。但有时被测电阻阻值变化很快(如热敏电阻)，电桥很难调节

3、到平衡状态，此时用非平衡电桥测量较为方便。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，当电桥处于平衡状态时G中无电流通过。如果有一桥臂的阻值发生变化，则电桥失去平衡，的大小与该桥臂阻值的变化量有关。如果该电阻为热敏电阻，则其阻值的变化量又与温度改变量有关。这样，就可以用的大小来表征温度的上下，这就是利用非平衡电桥测量温度的根本原理。下面我们用支路电流法求出与热敏电阻的关系。桥路中电流计阻，桥臂电阻、和电源电动势均为量，电源阻忽略不计。根据基尔霍夫第一定律，并注意附图中的电流参考方向，A、B、D三个节点的电流方程如下：节点A：节点B：节点D：根据基尔霍夫第二定律，并注意到图中各

4、双向标量的参考方向，3个网孔的回路电压方程如下：回路：图2单臂电桥原理图回路：回路：解以上6个联立方程可得：7) 由上式可知，当时，电桥处于平衡状态。当时，表示的实际方向与参考方向一样；当时，表示的实际方向与参考方向相反。将7式整理后求得热敏电阻： (8)从上式和4式可以看出，与以及与都是一一对应的，也就是说与有着确定的关系。如果我们用微安表测量，并将微安表刻度盘的电流分度值改为温度分度值，这样的组合就可以用来测量温度，称为半导体温度计。用热敏电阻做温度计的探头，具有体积小，对温度变化反响灵敏和便于遥控等特点，在测温技术、自动控制技术等领域有着广泛的应用。图3 图4图5 图6【实验仪器】灵敏检

5、流计、电阻箱、热敏电阻、玻璃烧杯、小试管、温度计、EH物理实验仪、电热水壶【实验容】1按实验原理图的实验装置接好电路，安装仪器。2在容器盛入水，开启直流电源开关，先测出室温时温度T0和NTC热敏电阻的阻值R0; 对水加热，使水温逐渐上升,测试的温度从室温开场，每增加5，作一次量记为Ti和Ri，直到85止。 3 用作图法求出温度在室温到85围的材料系数B 。【实验数据】T/RT/升温RT/降温平均值RT/2518451821183330156415591561.53512411325128340109011051097.545876907891.5507747967855569068468760602590596654925064997043843643775380375377.580330325327.585285288286.5表1 实验数据【实验分析及处理】绘制标定曲线，分析标定特性R-t曲线作出R-tR-t曲线表2 R-t曲线得指数拟合曲线y = 3786.9e-0.0308*,得50时候的斜率为-25，电阻值为785，则温度系数做出曲线：/-1曲线/-1曲线表3 曲线从图中可以知道，B=3290则有