本科实验报告实验名称:热敏电阻温度特性的讨论 (略写)实验 15 热敏电阻温度特性的讨论[实验目的和要求]1. 讨论热敏电阻的温度特性。2. 用作图法和回归法处理数据。 [实验原理]1.金属导体电阻金属导体的电阻随温度的升高而增加,电阻值与温度 间的关系常用以下经验公式表示: (1)式中是温度为 时的电阻,为C 时的电阻,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,在不太大的温度围, 可以略去,于是上式可近似写成: (3)式中称为该金属电阻的温度系数。2.半导体热敏电阻热敏电阻由半导体材料制成,是一种敏感元件。其特点是在一定的温度围,它的电阻率随温度的变化而显著地变化,因而能直接将温度的变化转换为电量的变化。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的关系为 (4)式中与为常数,由材料的物理性质决定。也有些半导体热敏电阻,例如钛酸钡掺入微量稀土元素,采纳瓷制造工艺烧结而成的热敏电阻在温度升高到某特定围(居里点)时,电阻率会急剧上升,称为正温度系数热敏电阻。其电阻率的温度特性为: (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和对应的值,通过作图法可求出(由截距求出)和(即斜率)。3. 实验原理图 图 1 实验原理图4. 单臂电桥的基本原理用惠斯通电桥测量电阻时,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。非平衡电桥是指工作于不平衡状态下的电桥,(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。假如有一桥臂的阻值发生变化,则电桥失去平衡,,的大小与该桥臂阻值的变化量有关。假如该电阻为热敏电阻,则其阻值的变化量又与温度改变量有关。这样,就可以用的大小来表征温度的高低,这就是利用非平衡电桥测量温度的基本原理。ABCDRTR2R4R3I1IgⅠⅡⅢII2I4I3EG 下面我们用支路电流法求出与热敏电阻的关系。桥路中电流计阻,桥臂电阻、、和电源电动势均为已知量,电源阻忽略不计。根据基尔霍夫第一定律,并注意附图中的电流参考方向,A、B、D 三个节点的电流方程如下: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的参考方向,3 个网孔的回路电压方程如下: 回路Ⅰ:图 2 单臂电桥原理图回路Ⅱ:...