用熱敏電阻測量溫度試驗3924

.-物理實驗報告實驗一用熱敏電阻測量溫度一、實驗題目：二、實驗?zāi)康模毫私鉄崦綦娮?溫度特性和測溫原理，掌握惠斯通電橋的原理和使用方法。學(xué)習(xí)坐標變換、曲線改直的技巧和用異號法消除零點誤差等方法。三、實驗原理：〔1〕半導(dǎo)體熱敏電阻的電阻——溫度特性某些金屬氧化物半導(dǎo)體〔如：FeO、MgCrO等〕的電阻與溫度關(guān)系滿足式3424〔1〕：BRReT〔1〕T式中R是溫度T時的熱敏電阻阻值，R是T趨于無窮時熱敏電阻T的阻值，B是熱敏電阻的材料常數(shù)，T為熱力學(xué)溫度。兩邊取對數(shù)得;lnRBlnR(2)TT1可以通過做lnR曲線，將曲線改直。－TT根據(jù)定義，電阻的溫度系數(shù)可由式〔3〕來決定：a1RdtdRt(3)t故在R-t曲線某一特定點作切線，便可求出該溫度時的半導(dǎo)體電阻溫度系數(shù)a?！?〕惠斯通電橋的工作原理R在電橋平衡下可推導(dǎo)出來：R1R當電橋平衡時檢流計無偏R0x2轉(zhuǎn)。實驗時電橋調(diào)到R/R=1那么有R=R。電橋靈敏度S為：12x0--可修編-.-n〔4〕xx式中ΔR指的是在電橋平衡后R的微小改變量〔實際上待測電阻Rxxx假設(shè)不能改變，可通過改變標準電阻R來測電橋靈敏度〕，Δn越大，0說明電橋靈敏度越高，帶來的測量誤差就越小?！?〕實驗裝置圖：四、實驗器材：半導(dǎo)體熱敏電阻、檢流計、惠斯通電橋、電爐、溫度--可修編-.-計五、實驗步驟：〔1〕按圖3.5.2-3接線，先將調(diào)壓器輸出調(diào)為零，測室溫下的熱敏電阻阻值，注意選擇惠斯通電橋適宜的量程。先調(diào)電橋至平衡得R，改變R為R+ΔR，使檢流計偏轉(zhuǎn)一格，求出電橋靈0000敏度；再將R改變?yōu)镽-ΔR，使檢流計反方向偏轉(zhuǎn)一格，求000電橋靈敏度〔因為人工所調(diào)平衡可能存在誤差，而正反測量以后可以減小這種誤差〕〔2〕調(diào)節(jié)變壓器輸出進展加溫，從15℃開場每隔5℃測量一次R，直到85℃。t撤去電爐，使水溫慢冷卻，測量降溫過程中，各對應(yīng)溫度點的R。求升溫和降溫時的各R的平均值，然后繪制出熱敏電阻的R-ttt特性曲線六、實驗數(shù)據(jù)記錄：RRRRRSSS00012216521702162433721.7577.3.表3.5.2--1T(℃)202530354045505560657075808590T(K)29329830330831331832332833333834334835335836321651750143011551005815705605520440380330295251218(Ω)RT升表3.5.2—2--可修編-.-5.04.03.32.92.52.22.0.1.81.71.51.41.31.31.21.1T1(102℃1)7.687.477.277.056.916.76.566.416.256.095.945.85.695.535.38lnRT表3.5.2-3七、實驗數(shù)據(jù)分析〔1〕Rt特性曲線tBBoltzmannfitofData1_BData:Data1_B2500200015001000500Model:BoltzmannEquation:)RΩ(y=A2+(A1-A2)/(1+exp((x-x0)/dx))Weighting:102030405060708090100yNoweightingChi^2/DoF=447.3105R^2=0.99899T(℃)A136248.66599?00072.74652A2153.01509?4.70971x0-43.19376?2.47654dx22.23472?.76792--可修編-.-圖3.5.2--1由Original7.0繪制該圖的微分曲線得：DerivativeofData1_B0(50.0,-21.0)-30td/Rd圖中曲線即為-60-90圖3.5.2—1的微分曲線，圖中紅點為306090t〔-50.0，-21.0〕圖3.5.2--1圖3.5.2--2T(℃)202530354045505560657075808590--可修編-.-dRdt-83-73.5-59.5-42.5-34-30-21-18.5-16.5-14-11-8.5-7.9-7.7-6.6故在50℃，dR=-21.0Ω/℃dt21.00.0299a1dRt=Rdt℃①1705tlnR1曲線〔2〕TtBLinearFitofData1_B8.07.57.06.56.0LinearRegressionforData1_B:Y=A+B*XRnlParameterValueError----------------------------------------5.55.0A-4.027150.087790.00270.00280.00290.00300.00310.00320.00330.00340.00351/TB3421.781528.6148---------------------------------------RSDNP---------------------------------------0.999550.0225715<0.0001---------------------------------------圖3.5.2--3A=-4.027150.08779B=3421.781528.6148--可修編-.-B由〔2〕式得：T于是有l(wèi)nRlnRTlnR3421.784.0272P0.999TTR=e4.027150.0178Ω又e4.027150.087790.0195e4.027150.087790.0163R=0.01780.0017ΩP0.999a1B0.0328℃1T2dRtRdtt0.0003uBTu2所以a0.03280.0003℃1P0.999②②比擬①、兩種結(jié)果，應(yīng)為第二種更為準確，引起采用線性擬合減小了偶然誤差，故更為準確。八、思考題1．如何電橋的靈敏度？答：要提高電橋靈敏度可選用更精細的電流計，使用更高精度的可變電阻，以此來提高電橋的靈敏度。2．電橋選擇不同的量程時，對結(jié)果的準確度〔有效數(shù)字〕有何影響？答：當電橋選用較大的量程時，電橋的準確度就比擬差，即有效數(shù)字位數(shù)較少；當電橋選用較小的量程時，電橋的準確度就比擬好，即有效數(shù)字位數(shù)較多。