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1、本科实验报告实验名称:热敏电阻温度特性得研究 （略写） 实验15热敏电阻温度特性得研究【实验目得与要求】1. 研究热敏电阻得温度特性。2. 用作图法与回归法处理数据。 【实验原理】1 金属导体电阻金属导体得电阻随温度得升高而增加，电阻值与温度间得关系常用以下经验公式表示：（1）式中就是温度为时得电阻，为C时得电阻，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，在不太大得温度范围内，可以略去，于就是上式可近似写成： （3）式中称为该金属电阻得温度系数。2 半导体热敏电阻热敏电阻由半导体材料制成，就是一种敏感元件。其特点就是在一定得温度范围内，它得电阻率随温度得变化而显著地变化，
2、因而能直接将温度得变化转换为电量得变化。一般半导体热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得关系为 （4）式中与为常数，由材料得物理性质决定。也有些半导体热敏电阻，例如钛酸钡掺入微量稀土元素，采用陶瓷制造工艺烧结而成得热敏电阻在温度升高到某特定范围（居里点）时，电阻率会急剧上升，称为正温度系数热敏电阻。其电阻率得温度特性为： （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，若从实验中测得若干个与对应得值，通过作图法可求出(由截距求出)与(即斜率)。3. 实验原理图 图1 实验原理图4. 单臂电桥得基本原理用惠斯通电桥
3、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)，电桥很难调节到平衡状态，此时用非平衡电桥测量较为方便。非平衡电桥就是指工作于不平衡状态下得电桥，（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。如果有一桥臂得阻值发生变化，则电桥失去平衡，得大小与该桥臂阻值得变化量有关。如果该电阻为热敏电阻，则其阻值得变化量又与温度改变量有关。这样，就可以用得大小来表征温度得高低，这就就是利用非平衡电桥测量温度得基本原理。下面我们用支路电流法求出与热敏电阻得关系。桥路中电流计内阻，桥臂电阻、与电源电动势均为已知量，电源内阻忽略不计。根据基尔霍夫第一定律，并注意附图中
4、得电流参考方向，A、B、D三个节点得电流方程如下：节点A：节点B：节点D：根据基尔霍夫第二定律，并注意到图中各双向标量得参考方向，3个网孔得回路电压方程如下：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，表示得实际方向与参考方向相同；当时，表示得实际方向与参考方向相反。将（7）式整理后求得热敏电阻： (8)从上式与（4）式可以瞧出，与以及与都就是一一对应得，也就就是说与有着确定得关系。如果我们用微安表测量，并将微安表刻度盘得电流分度值改为温度分度值，这样得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得探头，具有
5、体积小，对温度变化反应灵敏与便于遥控等特点，在测温技术、自动控制技术等领域有着广泛得应用。 图3 图4 图5 图6【实验仪器】灵敏检流计、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【实验内容】 1按实验原理图得实验装置接好电路，安装仪器。 2在容器内盛入水，开启直流电源开关，先测出室温时温度T0与NTC热敏电阻得阻值R0; 对水加热，使水温逐渐上升,测试得温度从室温开始，每增加5，作一次量记为Ti与Ri，直到85止。 3 用作图法求出温度在室温到85 范围内得材料系数B 。【实验数据】T/RT/（升温）RT/（降温）平均值RT/25184518211833301564
6、15591561、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-t曲线如下： 表2 R-t曲线得指数拟合曲线y = 3786、9e（-0、0308x）,得50时候得斜率为-25，电阻值为785，那么温度系数做出曲线：/-1曲线 表3 曲线从图中可以知道，B=3290那么有。【问题与建议】实验误差得主要来源就是对相应温度点得电阻值得测定得不准确，其误差可以达到几十欧姆，这主要就是由于温度计得不精确与热敏电阻对温度变化得敏感性造成得，本实验得精确度并不高。