热敏电阻实验报告.doc

【实验题目】热敏电阻温度特性实验【实验目的】1、研究热敏电阻的温度特性;2、掌握非平衡电桥的工作原理;3、了解半导体温度计的结构及使用方法【实验仪器】直流稳压电源、滑线变阻器、热敏电阻、温度计、电阻箱、微安表、检流计、保温杯、冰块等。【实验原理】热敏电阻器是敏感元件的一类,按照温度系数不同分为正温度系数热敏电阻器(PTC)和负温度系数热敏电阻器(NTC)。热敏电阻器的典型特点是对温度敏感,不同的温度下表现出不同的电阻值。正温度系数热敏电阻器(PTC)在温度越高时电阻值越大,负温度系数热敏电阻器(NTC)在温度越高时电阻值越低,它们同属于半导体器件。本实验所用的是负温度系数热敏电阻。负温度系数热敏电阻其电阻-温度关系的数学表达式为:(1)式中、代表温度为、时热敏电阻的阻值,为热敏电阻的材料系数(n代表负电阻温度系数)。上式是一个经验公式,当测温范围不太大时(<450℃),该式成立。其关系曲线如左图所示。为便于使用,常取环境温度为25℃作为参考温度(即=298K),则负温度系数的热敏电阻的电阻―温度特性可写成:(2)(常为)是热敏电阻的标称电阻,其大小由热敏电阻材料和几何尺寸决定,对于一个确定的热敏电阻,和为常数,可用实验方法求得。将(2)式两边取对数,得:(3)令则上式可写成:(4)式中、可通过测量值、求出,利用几组测量值,由图解法或最小乘法可求出参数、,从而确定热敏电阻的标称值和材料常数。由前面的实验可知,可由箱式惠斯通电桥测得某一温度下的值,当桥路平衡时,热敏电阻的阻值,其中为比例臂值,为调节臂阻值。如图2所示。温度可由温度计测出,注意:为热力学温标,而温度计测得的为摄氏温标。【实验内容】一、热敏电阻温度特性的研究——曲线的测定在保温杯中加入适量温水(水温应50℃,将温度计和热敏电阻放入杯中,用搅拌器适度搅拌;将热敏电阻的引线接入单臂电桥的测试臂,选取合适比例臂,调整电桥平衡,测量。之后马上读出温度计的即时示值,加入适当冷水或冰块,使水温下降1℃-2℃左右,重复上述测量,可测得一组(,)值。注意:在45℃左右的阻值约为14000Ω。要求:温度的变化范围可在45℃-10℃左右。在测量一组(,)值后,可马上测量不平衡电流,即要求同时测量(,)、(,)值。二、热敏电阻温度计的标定曲线——曲线的测定。将桥路中的检流计换成微安表。将调节臂置于为50000Ω时的对应值(此时的对应的温度值约为10℃),合上开关,读出微安表示值及温度计的示数。在使水温下降后,重复上述测量,可得到一组(,)值。注意:(、)数据组输入EXCEL表格,检查测试结果。三、用热敏电阻和温度计测量自己的体温或室温。将测得的值代入标定曲线,确定对应的值,并与温度计测得结果比较【原始数据】t(摄氏度)(欧)1978019010104909100772054104370396038303340V(mV)0----/(t+273)(R)(mA)----(mV)515449432390200----【数据处理】根据,以及LN(R)—1/T线性拟合的公式可以算出R25=8934欧,Bn=【实验数据分析】系统误差有①搅拌不均匀,水的温度不均匀②水的温度与环境温度差异较大,与外界存在热交换。偶然误差有:①读万用表读数时,未读准确,或在不稳定的情况下读数。【思考题】。水银温度计是膨胀式温度计的一种,水银的凝固点是:-39℃,沸点是:℃,用来测量0--150℃或500℃以内范围的温度,它只能作为就地监督的仪表。用它来测量温度,不仅比较简单直观,而且还可以避免外部远传温度计的误差。它是利用半导体元件与温度具有的特性关系构成的温度测量仪表。[1] 由热敏电阻、连接导线和显示仪表组成,具有灵敏度高、构造简单和体积小等