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【精品】大学物理实验报告热敏电阻是阻值对温度变化非常敏感的一种半导体电阻,具有许多独特的优点和用途,在自动控制、无线电子技术、,加深对热敏电阻的电阻温度特性的了解. 关键词:热敏电阻、非平衡直流电桥、电阻温度特性 1、引言热敏电阻是根据半导体材料的电导率与温度有很强的依赖关系而制成的一种器件,其电阻温度系数一般为(-~+)℃-,热敏电阻一般可以分为: Ⅰ、负电阻温度系数(简称NTc)的热敏电阻元件常由一些过渡金属氧化物(主要用铜、镍、钴、镉等氧化物)在一定的烧结条件下形成的半导体金属氧化物作为基本材料制成的,~,即载流子浓度基本上与温度无关,因此这类热敏电阻的电阻率随温度变化主要考虑迁移率与温度的关系,随着温度的升高,迁移率增加,,还可以制成流量计、功率计等. Ⅱ、正电阻温度系数(简称PTc)的热敏电阻元件常用钛酸钡材料添加微量的钛、钡等或稀土元素采用陶瓷工艺,,,载流子数目越多,,除测温、控温,在电子线路中作温度补偿外,还制成各类加热器,如电吹风等. 2、实验装置及原理【实验装置】 FqJ—Ⅱ型教学用非平衡直流电桥,FqJ非平衡电桥加热实验装置(加热炉内置MF51型半导体热敏电阻(Ω)以及控温用的温度传感器),连接线若干. 【实验原理】根据半导体理论,一般半导体材料的电阻率和绝对温度之间的关系为式中a与b对于同一种半导体材料为常量,,为热敏电阻的横截面. 对某一特定电阻而言,与b均为常数,,将上式两边取对数,则有上式表明与呈线,在实验中只要测得各个温度以及对应的电阻的值,以为横坐标,为纵坐标作图,则得到的图线应为直线,可用图解法、计算法或最小二乘法求出参数a、. 从上述方法求得的b值和室温代入式(1—4),就可以算出室温时的电阻温度系数. 热敏电阻在不同温度时的电阻值,,B、D之间为一负载电阻,只要测出,就可以得到值. 当负载电阻→,即电桥输出处于开路状态时,=0,仅有电压输出,用表示,当时,电桥输出=0,,在测量之前,电桥必须预调平衡,这样可使输出电压只与某一臂的电阻变化有关. 若R1、R2、R3固定,R4为待测电阻,R4=RX,则当R4→R4+△R时,因电桥不平衡而产生的电压输出为:(1—5) 在测量MF51型热敏电阻时,非平衡直流电桥所采用的是立式电桥,且,则(1—6) 式中R和均为预调平衡后的电阻值,测得电压输出后,通过式(1—6)运算可得△R,从而求的=R4+△R. 3、热敏电阻的电阻温度特性研究根据表一中MF51型半导体热敏电阻(Ω)之电阻~温度特性研究桥式电路,并设计各臂电阻