熱敏電阻溫度特性的研究報告帶實驗數(shù)據(jù)處理

1、-. z.本科實驗報告實驗名稱:熱敏電阻溫度特性的研究略寫實驗15熱敏電阻溫度特性的研究【實驗?zāi)康暮鸵蟆垦芯繜崦綦娮璧臏囟忍匦浴Ｓ米鲌D法和回歸法處理數(shù)據(jù)?！緦嶒炘怼拷饘賹?dǎo)體電阻金屬導(dǎo)體的電阻隨溫度的升高而增加，電阻值與溫度間的關(guān)系常用以下經(jīng)歷公式表示：1式中是溫度為時的電阻，為C時的電阻，為常系數(shù)。在很多情況下，可只取前三項：2因為常數(shù)比小很多，在不太大的溫度圍，可以略去，于是上式可近似寫成：3式中稱為該金屬電阻的溫度系數(shù)。半導(dǎo)體熱敏電阻熱敏電阻由半導(dǎo)體材料制成，是一種敏感元件。其特點(diǎn)是在一定的溫度圍，它的電阻率隨溫度的變化而顯著地變化，因而能直接將溫度的變化轉(zhuǎn)換為電量的變化。一般半導(dǎo)體熱

2、敏電阻隨溫度升高電阻率下降，稱為負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻，其電阻率隨熱力學(xué)溫度的關(guān)系為4式中與為常數(shù)，由材料的物理性質(zhì)決定。也有些半導(dǎo)體熱敏電阻，例如鈦酸鋇摻入微量稀土元素，采用瓷制造工藝燒結(jié)而成的熱敏電阻在溫度升高到*特定圍居里點(diǎn)時，電阻率會急劇上升，稱為正溫度系數(shù)熱敏電阻。其電阻率的溫度特性為：5式中、為常數(shù)，由材料物理性質(zhì)決定。對5式兩邊取對數(shù)，得6可見與成線性關(guān)系，假設(shè)從實驗中測得假設(shè)干個和對應(yīng)的值，通過作圖法可求出(由截距求出)和(即斜率)。實驗原理圖圖1 實驗原理圖單臂電橋的根本原理用惠斯通電橋測量電阻時，電橋應(yīng)調(diào)節(jié)到平衡狀態(tài)，此時。但有時被測電阻阻值變化很快(如熱敏電阻)，電橋很難調(diào)節(jié)

3、到平衡狀態(tài)，此時用非平衡電橋測量較為方便。非平衡電橋是指工作于不平衡狀態(tài)下的電橋，如圖二所示。我們知道，當(dāng)電橋處于平衡狀態(tài)時G中無電流通過。如果有一橋臂的阻值發(fā)生變化，則電橋失去平衡，的大小與該橋臂阻值的變化量有關(guān)。如果該電阻為熱敏電阻，則其阻值的變化量又與溫度改變量有關(guān)。這樣，就可以用的大小來表征溫度的上下，這就是利用非平衡電橋測量溫度的根本原理。下面我們用支路電流法求出與熱敏電阻的關(guān)系。橋路中電流計阻，橋臂電阻、和電源電動勢均為量，電源阻忽略不計。根據(jù)基爾霍夫第一定律，并注意附圖中的電流參考方向，A、B、D三個節(jié)點(diǎn)的電流方程如下：節(jié)點(diǎn)A：節(jié)點(diǎn)B：節(jié)點(diǎn)D：根據(jù)基爾霍夫第二定律，并注意到圖中各

4、雙向標(biāo)量的參考方向，3個網(wǎng)孔的回路電壓方程如下：回路：圖2單臂電橋原理圖回路：回路：解以上6個聯(lián)立方程可得：7) 由上式可知，當(dāng)時，電橋處于平衡狀態(tài)。當(dāng)時，表示的實際方向與參考方向一樣；當(dāng)時，表示的實際方向與參考方向相反。將7式整理后求得熱敏電阻： (8)從上式和4式可以看出，與以及與都是一一對應(yīng)的，也就是說與有著確定的關(guān)系。如果我們用微安表測量，并將微安表刻度盤的電流分度值改為溫度分度值，這樣的組合就可以用來測量溫度，稱為半導(dǎo)體溫度計。用熱敏電阻做溫度計的探頭，具有體積小，對溫度變化反響靈敏和便于遙控等特點(diǎn)，在測溫技術(shù)、自動控制技術(shù)等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。圖3 圖4圖5 圖6【實驗儀器】靈敏檢

5、流計、電阻箱、熱敏電阻、玻璃燒杯、小試管、溫度計、EH物理實驗儀、電熱水壺【實驗容】1按實驗原理圖的實驗裝置接好電路，安裝儀器。2在容器盛入水，開啟直流電源開關(guān)，先測出室溫時溫度T0和NTC熱敏電阻的阻值R0; 對水加熱，使水溫逐漸上升,測試的溫度從室溫開場，每增加5，作一次量記為Ti和Ri，直到85止。 3 用作圖法求出溫度在室溫到85圍的材料系數(shù)B ?！緦嶒灁?shù)據(jù)】T/RT/升溫RT/降溫平均值RT/2518451821183330156415591561.53512411325128340109011051097.545876907891.5507747967855569068468760602590596654925064997043843643775380375377.580330325327.585285288286.5表1 實驗數(shù)據(jù)【實驗分析及處理】繪制標(biāo)定曲線，分析標(biāo)定特性R-t曲線作出R-tR-t曲線表2 R-t曲線得指數(shù)擬合曲線y = 3786.9e-0.0308*,得50時候的斜率為-25，電阻值為785，則溫度系數(shù)做出曲線：/-1曲線/-1曲線表3 曲線從圖中可以知道，B=3290則有