热敏电阻温度特性的研究报告带实验数据处理.doc

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本科实验报告
实验名称:热敏电阻温度特-
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本科实验报告
实验名称:热敏电阻温度特性的研究
〔略写〕
实验15热敏电阻温度特性的研究
【实验目的和要求】
研究热敏电阻的温度特性。
用作图法和回归法处理数据。
【实验原理】
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历公式表示：
　　　　　　　　〔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。
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，采用瓷制造工艺烧结而成的热敏电阻在温度升高到*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：
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〔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，假设从实验中测得假设干个和对应的值，通过作图法可求出(由截距求出)和(即斜率)。
实验原理图
图1 实验原理图
单臂电桥的根本原理
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。如果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。如果该电阻为热敏电阻，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上下，这就是利用非平衡电桥测量温度的根本原理。
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
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