熱敏電阻溫度特性研究實驗20180506

1、2. 熱敏電阻溫度特性研究實驗2018.04.091、背景知識聲2020000Hz光380780nm電子五官物理、化學(xué)、生物壓力觸覺化學(xué)分子嗅覺信息信息獲取獲取眼傳感器耳舌膚鼻化學(xué)分子味覺1、背景知識 非 電 學(xué) 量非 電 學(xué) 量 傳 感 器傳 感 器 電 學(xué) 量電 學(xué) 量 角度角度位移位移速度速度壓力壓力溫度溫度濕度濕度聲強(qiáng)聲強(qiáng)光照光照傳 感 器傳 感 器電壓電壓電流電流電阻電阻電容電容敏感元件轉(zhuǎn)換元件轉(zhuǎn)換電路傳感器是通過測是通過測量外界的量外界的物理量物理量、化學(xué)量化學(xué)量或或生物量生物量來捕捉和識別信來捕捉和識別信息，并將被測量息，并將被測量的的非電學(xué)量非電學(xué)量轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換成成 電 學(xué) 量電

2、學(xué) 量 的 裝的 裝置它一般包括置它一般包括敏感元件、轉(zhuǎn)換敏感元件、轉(zhuǎn)換元 件 和 轉(zhuǎn) 換 電元 件 和 轉(zhuǎn) 換 電路路1、背景知識熱敏電阻熱敏電阻金屬熱電阻金屬熱電阻特點特點電阻率隨溫度升高而減小電阻率隨溫度升高而減小電阻率隨溫度升高而增大電阻率隨溫度升高而增大制作材料制作材料半導(dǎo)體半導(dǎo)體金屬氧化物：金屬氧化物：MnO, CoO, NiO等等金屬金屬金屬薄膜：金屬薄膜：Au, Ni, Bi等等優(yōu)點優(yōu)點靈敏度好靈敏度好-273-2000，10-6化學(xué)穩(wěn)定性好，測溫范圍大化學(xué)穩(wěn)定性好，測溫范圍大作用作用將溫度這個將溫度這個熱學(xué)量熱學(xué)量轉(zhuǎn)換為轉(zhuǎn)換為電阻電阻這個電學(xué)量這個電學(xué)量1、背景知識(1)正溫

3、度系數(shù)的熱敏材料(PTC)， 它的電阻隨溫度升高而增大(2)負(fù)溫度系數(shù)的熱敏材料(NTC)， 它的電阻隨溫度升高而減小(3)臨界溫度系數(shù)的熱敏材料(CTC)， 它的電阻在很小的溫度范圍(臨界) 內(nèi)急劇下降開關(guān)測溫1、背景知識 （NTC）熱敏電阻是對溫度變化表現(xiàn)出非常敏感的一種半導(dǎo)體電阻元件，它能測量出溫度的微小變化，并且體積小，工作穩(wěn)定，結(jié)構(gòu)簡單。因此，它在測溫技術(shù)、無線電技術(shù)、自動化和遙控等方面都有廣泛的應(yīng)用。2、實驗原理TBAeR 電阻溫度特性的通用公式為： dTdRRTT1熱敏電阻溫度系數(shù)的定義式為 ：（2）（1）正溫度系數(shù)熱敏電阻（PTC）在溫度越高時電阻值越大；負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻（N

4、TC）在溫度越高時電阻值越低 TBART1lnln2TBT對于負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻可以表示為對（1）式線性化，可得（3）（4）2、實驗原理 將對數(shù)式： 線 性 化： 式中 ，改變被測樣品的溫度,分別測出不同的溫度T以及對應(yīng)的 值，重復(fù)710次，可用圖解法、計算法或最小二乘法求出a、b值進(jìn)而可求得材料常熟和溫度度系數(shù)。TBARTlnlnbXaYTXBbAaRYT1,ln,lnTR2、實驗原理2、實驗原理 電橋靈敏度 指的是在電橋平衡后 的微小改變量， 越大，說明電橋靈敏度越高。xxRRnS/xRxRn2、實驗原理3、實驗內(nèi)容用箱式電橋研究熱敏電阻溫度特性使用內(nèi)接電源和內(nèi)接檢流計,按照實驗電路圖連線

5、。線路連接好以后，檢流計調(diào)零。調(diào)節(jié)直流電橋平衡。測量并計算出室溫時待測熱敏電阻值Rx，微調(diào)電路中的電阻箱，測量并根據(jù)電橋靈敏度。使燒杯中的水溫從20升高到85以上，每隔5測量一次熱敏電阻值Rt；再將自耦調(diào)壓器輸出電壓值調(diào)為0V，使水慢慢冷卻，降溫過程中每隔5測量一次熱敏電阻值Rt，最終求取升降溫的平均電阻值，并作出熱敏電阻阻值與溫度對應(yīng)關(guān)系曲線。根據(jù)測量結(jié)果，分別求取溫度T趨于無窮時的熱敏電阻阻值 、熱敏電阻的材料常數(shù)B以及50時的電阻溫度系數(shù) 。3、實驗內(nèi)容 用自組式電橋研究熱敏電阻溫度特性4、數(shù)據(jù)記錄和數(shù)據(jù)處理000/ RRnS（1）繪出 RT-T曲線和lnRT-1/T曲線，驗證lnRT與1/T是否成線性關(guān)系。（2）作圖法求出lnRT-1/T曲線的斜率B，根據(jù)公式（3）求出50 時的電阻溫度系數(shù)。5、重點與難點 實驗重點： 在升溫時要盡量慢，即調(diào)壓器輸出要小些。升溫過程中，電橋要跟蹤，始終在平衡點附近。 實驗難點: 1惠斯通電橋的原理及使用； 2電橋靈敏度的