热敏电阻1.doc

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1、【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流热敏电阻1.精品文档.大连大学 论文类别：大学物理实验 热敏电阻温度计的设计安装和使用专 业 班 级：物理学院物理学082班姓 名：封志鹏学 号：08402036指 导 教 师：董桂馥热敏电阻温度计的设计安装和使用摘要：热敏电阻是阻值对温度变化非常敏感的一种半导体电阻，随着半导体技术的不断发展，热敏电阻作为一种新型感温元件应用越来越广泛。优点：体积小、灵敏度高、重量轻、热惯性小、寿命长以及价格便宜：应用：在自动控制、无线电子技术、遥控技术及测温技术等方面有着广泛的应用。本实验通过用电桥法来研究热敏电阻的电阻温度特性，加深对热敏电阻的电阻温度特

2、性的了解。关健词：热敏电阻、标准变阻、箱直流电桥、万用表、非平衡直流电桥、电阻温度特性实验原理：1、负温度系数热敏电阻的温度特性：图1 负温度系数热敏电阻的温度特性热敏电阻能把温度信号变成电信号，从而实现了非电量的（电测法）测量。热敏电阻按其温度特性可分为正温度系数型、负温度系数型及开关型三大类。负温度系数型具有半导体性质，温度低时，阻值高；温度高时阻值下降，如图1所示，其方程可表示为 ： （1）式中A、B是与材料有关的常数。是T的单值函数，只要测出阻值的变化就能推断出温度T的变化。2. 非平衡电桥：图2 非平衡电桥 非平衡电桥电路如图2所示，当R1=R2（对称电桥）及Rt=R3时，电桥平衡，

3、G指零。如果Rt的阻值发生变化，则电桥的平衡条件被破坏，G中就有电流通过，指针发生偏转，偏转越大，说明Rt变化也越大。根据桥路的基尔霍夫方程： 解出 （2） 由式（2）看出，在R1（R2），R3，Rg及Ucd恒定条件下，Ig的大小唯一地由Rt值来决定，因而有可能根据G偏转的大小来直接指示温度的高低。3. 热敏电阻温度计的实验电路：4. 电路参数的设计与计算：图3电路中需要设计计算的参数有四个，下面分别介绍：(1)、Ucd是桥路的工作电压，一般取1.2V。(2)、R3值的确定图3 热敏电阻温度计的实验电路图R3放在下限温度t1的温度场中，它的阻值为Rt1，放在上限温度t2的温度场中，它的阻值为R

4、t2，Rt1和Rt2都可以在热敏电阻的温度特性曲线上查到。确定R3大小的原则是，当热敏电阻处于t1温度时，微安表应指零。这样，在R1=R2的条件下，R3必须等于Rt1R3= Rt1 （3）(3)、R1（R2）的确定若温度计的测温上限Rt2，微安表应满偏即 （4）将（3）、（4）式代入（2）式中得 （5）由（5）式得 （6）上式中的Rg和Igm由实验室给出。（4）、R4的确定 测量前，必须将K2扳至“校”，目的是校准工作电压Ucd，使其刚好等于设计值。“校”的目的也是为了校准刻度值，使Rt=Rt2时，Ig=Igm，与（4）式相符。一般作法是将R4的值固定为Rt2，这样，当K2扳至“校”时，就相当

5、于把感温元件置于温度为t2的温度场中，此时微安表应满偏。如果未能指向满偏，则说明Ucd未能达到设计值，需仔细旋转电位器R的旋钮，直至微安表满偏。再将K2扳至“测”，进入测量状态。实验任务：1、设计电路参数Ucd，R1（R2），R3和R4。2、把R1（R2），R3和R4调到设计值，并且安装成一台热敏电阻温度计。实验仪器：QJ23a型直流电阻电桥、热敏电阻温度计实验仪、万用表、Z21型旋转式电阻箱实验步骤：1、按（6）式计算出R1（R2）并把它们分别调到设计值。利用两只等值电阻和一台标准电阻箱组成电桥的三个桥臂，第四个桥臂由R1（R2）来担任；2、调节R3，使R3=Rt1（方法同上）；3、调节R4

6、，使R4=Rt2 ，图3中，用标准电阻箱R0代替Rt，先将K2扳向“测”，调节R0=Rt2，调节R使微安表满偏。然后，K2扳向“校”，将R4调到与R0值相等；4.调节cd之间的电压为1.2V；5、定标实验，按表1数据描绘定标曲线。实验数据：表1定标实验数据表t()19.327.130.232.536.339.5Rt()14771099969897767667Ig(A)0.07.010.012.015.018.0t()43.351.960.666.467.7Rt()557337137263Ig(A)21.028.036.041.042.0I-t 定标曲线问题分析：本实验要求做出电流（I）和温度（T）的关系图，所以对电流的测量就得非常精确，但在读数时难免会产生误差，因此，测量结果不是很精确。在测量中，由于电线自身的阻值会产生一定的热量，所以测得的温度不再是纯粹的电阻阻值，这样就对数据有一定的影响。同时再仪器提供的Rt1、Rt2值与实际不相符合，造成实验上的误差。仪表不能达到满偏，同时画图工具有自身的缺陷，使得电流与温度关系图有很大的偏差。测量时，因仪器原因，未进行按温度定标测量。参考文献：普通物理实验（二、电磁学部分）杨述武、杨介信、陈国英 M 北京：高等教育出版社大学物理实验 大学物理实验编写组 M 厦门：厦门大学出版社