热敏电阻温度特性的设计研究带实验数据处理

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：...