非平衡電橋?qū)嶒?yàn)復(fù)習(xí).ppt

普物實(shí)驗(yàn)復(fù)習(xí),非平衡電橋測熱敏電阻 的溫度特性 固體線膨脹系數(shù)的測定,非平衡電橋測熱敏電阻 的溫度特性,實(shí)驗(yàn)原理 1.熱敏電阻的溫度特性 熱敏電阻是熱敏電阻是對溫度非常敏感的一種半導(dǎo)體電阻，它在不同溫度時(shí)有不同的阻值。 2、非平衡電橋 本實(shí)驗(yàn)中熱敏電阻隨著溫度的變化，阻值變化很快，電橋很難調(diào)到平衡，用非平衡電橋測量較為方便。,實(shí)驗(yàn)操作,1.電路連接：電源正極接熱敏電阻，熱敏電阻接微安表的正極。,3. 冷水中調(diào)零偏 熱水中調(diào)滿偏,2.電源大小為1.02.0V,（1）冷水中調(diào)平衡的一個(gè)簡單方法是：使R3=R4(幾千歐)，然后調(diào)節(jié)R2，使電橋基本平衡,（2）熱水中調(diào)滿偏：保證R2不變，同步調(diào)節(jié)R3和R4（保持R3=R4），直到接近滿偏,4.記錄R2,R3,R4,E,Rg的值，且每下降5個(gè)攝氏度就記錄一次微安表讀數(shù)和溫度計(jì)讀數(shù),B,D,數(shù)據(jù)記錄和處理,1.溫度計(jì)讀數(shù)：估讀到0.1 2.微安表讀數(shù)：估讀到0.1uA,Tt273.15K, 如：95.5273.15368.2K 1/T取4位：2.716103K-1,RT可取34位，尾數(shù)與真數(shù)的位數(shù)相同,如R400 ，（3位）， lnRt5.991（小數(shù)點(diǎn)后保留3位）,Rt-t圖,橫、縱標(biāo) 要標(biāo)單位,坐標(biāo)的準(zhǔn)確位對應(yīng)于整數(shù)格,圖名,A,（2.620，3.540）,（3.230，4.090）,思考題,1非平衡電橋與平衡電橋有什么異同？ 答：兩種電橋的異同：電路相同； 不同在于：平衡電橋；調(diào)平衡后，利用電壓關(guān)系求電阻； 非平衡電橋不需調(diào)平衡，即不需要Ig0，而是通過Ig 求電阻。 2熱敏電阻有什么樣的溫度特性？為什么要用非平衡電橋 而不是平衡電橋測量熱敏電阻的溫度特性？ 答：電阻值隨溫度變化而變化。 若用惠斯登電橋測量電阻時(shí)，電橋應(yīng)調(diào)到平衡狀態(tài)。由于 被測電阻阻值變化很快，電橋很難調(diào)到平衡，這時(shí)用非平 衡電橋測量較為方便。它不需調(diào)平衡，即不需要Ig 0，而 是通過Ig求電阻。,3測量前，為什么使RT在冷水中時(shí)微安表基本無偏傳，RT在沸水中時(shí)微安表接近滿偏？ 答：因?yàn)閷?shí)驗(yàn)過程溫度范圍是從冷水溫度到熱水溫度，隨著溫度改變RT也變化從而引起經(jīng)過微安表的電流發(fā)生變化，為了確保該電流在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程都不超出微安表的測量范圍，同時(shí)變化范圍不至于太?。ㄌ。瑪?shù)據(jù)相接近，誤差大），實(shí)驗(yàn)前必須調(diào)整電路，使得RT在冷水中時(shí)微安表基本無偏傳，RT在沸水中時(shí)微安表接近滿偏。,4微安表和電源的正負(fù)極可隨便接嗎？為什么？ 答：不可以。通過微安表的電流必須從正極進(jìn)，負(fù)極出。例 如根據(jù)電路圖，當(dāng)溫度升高時(shí)，RT阻值下降，B點(diǎn)電壓比D點(diǎn)高，所以電流從B點(diǎn)到D點(diǎn)，即微安表正極必須連B點(diǎn)，負(fù)極連D點(diǎn)。 如果RT位置或電源極性方向改變，微安表的接法也應(yīng)隨之改變。,B,D,5試?yán)靡陨纤鶎W(xué)知識設(shè)計(jì)一個(gè)半導(dǎo)體溫度計(jì)。 答：利用電流表讀數(shù)與阻值一一對應(yīng)的關(guān)系，可以用熱 敏電阻 作為探頭，用微安表測量Ig ，并將微安表刻度 盤的電流分度值改變?yōu)闇囟确侄戎担@樣的組合就可以 用來測量溫度。 注意不同的溫度范圍應(yīng)選擇不同的熱敏電阻與微安表。 這樣的溫度計(jì)具有體積小、對溫度反應(yīng)靈敏和便于操控 的優(yōu)點(diǎn)。,6能否用惠斯登電橋做該實(shí)驗(yàn)？請你設(shè)計(jì)一下，并畫出電路圖。除此之外還可用什么儀器代替？ 答：可以，直接用箱式惠斯登電橋測熱敏電阻阻值。如圖，調(diào)節(jié)合適比率和比率臂電阻，使靈敏電流計(jì)指向零刻度，然后迅速從溫度計(jì)讀出此時(shí)的溫度（由于溫度是動態(tài)變化的，故測量時(shí)可提前2進(jìn)行跟蹤，以保證測量速度與測量精度）。 除此之外，還可以用數(shù)字多用表（電阻檔）代替惠斯登電橋。,固體線膨脹系數(shù)的測定,實(shí)驗(yàn)原理：物質(zhì)在一定溫度范圍內(nèi)，原長為l的物體受熱后伸長量l與其溫度的增加量t近似成正比，與原長l也成正比，即：l=lt,操作,1、安裝千分表時(shí)注意被測物體與千分表測量頭保持在同一直線上。 2、安裝時(shí)，為使千分表與隔熱棒有良好接觸，我們通常使千分表讀數(shù)值在0.2-0.3mm處，然后固定千分表，再轉(zhuǎn)動千分表圓盤，使長指針與零刻度線重合。,數(shù)據(jù)處理,1、作圖時(shí)，坐標(biāo)軸上最小整數(shù)格表示l 、t分別代表0.001mm、0.1；且l 有4個(gè)有效位數(shù)。,思考題,1、為什么要在t和l穩(wěn)定的時(shí)候才能讀數(shù)？ 讀數(shù)穩(wěn)定時(shí)，說明樣品基本受熱均勻，此時(shí)讀數(shù)反映的是真實(shí)溫度和伸長量。 2、低導(dǎo)熱體的作用是什么？與被測物接觸的一端為什么是尖的？ 低導(dǎo)熱體在這里起隔熱和力的傳遞作用，導(dǎo)熱性低，不易受熱，那就不易膨脹，那就能保證千分表測到的就是樣品的受