文档介绍：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****用非平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?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?随热力学温度T的关系为TBTeA/0??…(5),式中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”元件)。其电阻率的温度特性为:TBTeA????…(6),式中A?、?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:TBTTeSlASlR/0???…(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SlAA0?,则有:TBTAeR/?…(8),上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ATBRTln1ln??…(9),可见TRln与T1成线性关系,若从实验中测得若干个TR和对应的T值,通过作图法可求出A(由截距Aln求出)和B(即斜率)。半导体材料的激活能BkE?,式中k为玻耳兹曼常数(???kJ/K),将B与k值代入可求出E。根据电阻温度系数的定义:dTdRRdTdTTTT11?????…(10),将(8)式代入可求出热敏电阻的电阻温度系数:2TB???…(11),对给定材料的热敏电阻,在测得B值后,可求出该温度下的电阻温度系数。五、步骤:1、热敏温度计定标:①如图连接线路(接线时不要打开电源),其中xR为热敏电阻,3R为试验中给出的总阻值为1750Ω的滑动变阻器。将xR置于水浴锅中,注意不能接触水浴锅的壁和底。②调节1R为1000Ω,2R为100Ω,3R大约处在1500Ω的位置,打开直流稳压电源,调节电源电压为2V,数字万用表置于2mA档(先不要打开水浴锅电源)。③从Ig=0时开始测量。调节Ig=0后,先将水浴锅设于“测温”,再打开水浴锅电源,马上记录下此时温度显示值t。④将水浴锅设于"设定",旋转"温度设定"旋钮至90C。,,每隔5C。测一次,得到热敏电阻的定标曲线t-、利用已记录的Ig,把热敏电阻换成电阻箱,通过调节电阻箱的阻值,使数字万用表显示相应的Ig,从而测出对应的tR,得到tR-t曲线,并根据数据组(tR,T),对exp( / )tR a b T?进行变量变换,变成表达式Y=A+BX形式,利用最