非平衡电桥测量热敏电阻的温度系数实验报告.docx

一、 名称 :非平衡电桥测量热敏电阻的温度系数 二、 目的 :
1、掌握非平衡电桥的工作原理。
2、了解金属导体的电阻随温度变化的规律。
3、了解热敏电阻的电阻值与温度的关系。
4、学
一、 名称 :非平衡电桥测量热敏电阻的温度系数 二、 目的 :
1、掌握非平衡电桥的工作原理。
2、了解金属导体的电阻随温度变化的规律。
3、了解热敏电阻的电阻值与温度的关系。
4、学衡电桥测定电阻温度系数的方法。
三、 仪器:
1、热敏电阻。
2、数字万用表。
3、ZX-21 型电阻箱。
4、滑线变阻器。
5、固定电阻器。
6、水浴锅。
7、温度计。
8、直流稳压电源等。
四、 原理:
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范围内 , 它的电阻率 T ρ随温度 T 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(简称 “ NTC ”元件 ,其电阻率 T ρ随热力学温度 T 的关系为 T B T e A /0= ρ 式(5,中 0A 与 B 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 ,采用陶瓷制造工艺烧结而成的热敏电阻在温度升高到某特定范围 (居里点时 ,电阻率会急剧上升 ,称为正温度
系数热敏电阻 (简称 “PTC ”件。其电阻率的温度特性为元 :
T
B T e
A ? '= ρρ 式(6,中 A ' 、ρ
B 为常数 ,由材料物理性质决定。
在本实验中我们使用的是负温度系数的热敏电阻。对于截面均匀的 “NTC ”元
件,阻值 TR由下式表示:TBT
T e S
l
A S l R /0== ρ (7
,式中 l 为热敏电阻两极间的距离 ,S 为热敏电阻横截面积。令 S
l
A A 0
=,则有 : T B T Ae R /= 上(8,式说明负温度系数热敏电阻的阻值随温度升高按指数规律下降 ,如图 2 所示 ,可见其对温度的敏感程度比金属电阻等其它感温元件要高得多。由于具有上述性质 ,热敏电阻被广泛应用于精密测温和自动控温电路中。对 (8 式两边取对数 ,得
A T B
R T ln 1ln += 可(9,见 T R ln 与 T
1 成线性关系 ,若从实验中测得若干个 T R 和对
应的 T 值,通过作图法可求出 A ( 由截距 A ln 求出和 B (即斜率。
半导体材料的激活能 Bk E =,式中 k 为玻耳兹曼常数 (-? =k J/K, 将 B 与