实验-热敏电阻特性研究

热敏电阻特性研究

【实验简介】

热敏电阻是一种电阻值随其温度变化而显著变化的电阻，大多由金属氧化物等半导体材料制成。

热敏电阻分为：1、负温度系数（NTC）热敏电阻；2、正温度系数（PTC）热敏电阻；3、临界温度(CTR)热敏电阻。【实验简介】

主要特点：1.灵敏度较高，能检测出10-6℃的温度变化。2.工作温度范围宽：常温器件-55℃-315℃，高温器件最高可达2000℃，低温器件最低可达-273℃。3.体积小，能够测量其他温度计无法测量的空隙、腔体及生物体内血管的温度。

应用

广泛应用与温度的监测和控制，如在环境监测食品的长期储存、生物工程以及尖端军事工程等方向。【实验目的】1．巩固和复习用电桥测量电阻的方法；2.学习如何用电桥测量热敏电阻的温度特性；3．了解电桥在非电量测量中的应用。【实验原理】1．热敏电阻温度特性原理

实验表明在一定温度范围内，半导体的电阻率ρ和绝对温度T（单位K）之间的关系为式中A1与B对于同一种半导体材料为常量，其数值与材料的物理性质有关。

对于截面均匀的热敏电阻，其电阻值RT可以根据电阻定律写为式中l为两电极间距离，s为热敏电阻的横截面。A=A1·l/s

对某一特定电阻而言，A与B均为常数，用实验方法（作图法）可以测定。

以1/T为横坐标，以lnRT为纵坐标作图。则得到的图线应为直线，其斜率为B，截距为lnA。两端同时取对数2．直流电桥电路原理GABCDR1R2RxR3I1I2EKk1k2Rb

R1、R2、R3和Rx连成四边形，称为电桥的四臂。当C、D之间的电位相等时，桥路中的电流Ig等于零，检流计G的指针指零，此时电桥处于平衡状态。Kr为倍率，R3为比较电阻。Rx为待测电阻（RT）。【实验仪器】FB203A型半导体热敏电阻特性研究试验仪（电源、检流、控温、测温）1台FB203A型半导体热敏电阻特性研究试验仪（自组惠斯通电桥电阻箱）1台正（或负）温度系数（PTC或NTC）热敏电阻1个专用连接线10根惠斯通电桥电阻箱FB203A型半导体热敏电阻特性研究试验仪

热敏电阻【实验内容与步骤】1.按原理图自行组装惠斯通电桥。2.把热敏电阻传感器插入加热井中，测量时把选中的热敏电阻的引线接到电桥中（Rx）。每人只测量一付3.根据不同的温度，估计正、负温度系数热敏电阻的阻值范围（见下表或后面的参考曲线）参考值30℃90℃PTC正温度系数热敏电阻350Ω1110ΩNTC负温度系数热敏电阻2600Ω380Ω选择合适的倍率Kr=R1/R2（一般取Kr=0.5～5，记录此值，本实验Kr=1）把比较电阻R3预先调节到适当的阻值4.工作电压E=2~3V。5.设置加热井的温度（最高99.9℃）。“加热选择Ⅰ”为16V慢加热，“加热选择Ⅱ”为24V快加热，风扇可对加热井散热降温。6.调节电桥平衡。先粗调：

k1上，k2下，调R3电桥平衡，再细调：

k1上，k2上，调R3使G指零，记录R3的阻值。粗调细调

7.测量正（或负）温度系数（PTC或NTC）热敏电阻的温度特性，从30℃升到90℃，每隔5℃测一个（电桥平衡时）R3数据，并记录在下表内。表1（PTC或NTC）数据记录室温

℃Kr=

倍序号12345678910111213t(℃)30354045505560657075808590T(K)1/TR3Rx=RTlnRT1

【数据处理】1.画出温度特性RT

～t曲线和lnRT～

1/T直线。2.，求出A和B的值，并写出RT

表达式正温度系数（PTC）热敏电阻的温度特性RT

～t参考曲线负温度系数（NTC）热敏电阻的温度特性RT

～t参考曲线【注意事项】1.使用电桥时，应避免将R1、R2、R3同时调到零值附近测量，可能使工作电流较大，测量精度下降。2.电桥的工作电压不要超过3V，否则通过热敏电阻的电流过大，可能损坏热敏电阻。3.热敏电阻作为测量温度的敏感元件时，必须要求它的电阻值只