实验报告评分:08系10级余馨婷PB10207051实验题目:用热敏电阻测量温度实验目的:本实验旨在了解热敏电阻-温度特性和测温原理,掌握惠斯通电桥的原理和使用方法。学习坐标变换、曲线改直的技巧和用异号法消除零点误差等方法。实验原理:1.半导体电阻与金属电阻的电阻-温度特性半导体的电阻与温度关系满足:式中RT是温度T时的热敏电阻阻值,R∞是T趋于无穷时热敏电阻的阻值,B是热敏电阻的材料常数,T为热力学温度。而金属的电阻与温度的关系满足:式中a是与金属材料温度特性有关的系数,Rt1、Rt2分别对应于温度t1、t2时的电阻值。根据定义,电阻的温度系数可由下式来决定:Rt是在温度为t时的电阻值,由下图可知,在R-t曲线某一特定点作切线,便可求出该温度时的半导体电阻温度系数a。因此,热敏电阻的电阻-温度特性是非线性的(呈指数下降),而金属的电阻-温度特性是线性的。热敏电阻的温度系数约为-(30~60)×10-4K-1,金属的温度系数为(铜),两者相比,热敏电阻的温度系数几乎大几十倍。所以,半导体电阻对温度变化的反应比金属电阻灵敏得多。2.惠斯通电桥的工作原理半导体热敏电阻和金属电阻的阻值范围,一般在1~106Ω,需要较精确测量时常用电桥法,惠斯通电桥是应用很广泛的一种仪器。惠斯通电桥的原理,如下图所示。四个电阻R0、R1、R2、Rx组成一个四边形,Rx是待测电阻。当B和D实验报告评分:08系10级余馨婷PB10207051两点电位相等时,检流计G中无电流通过,电桥便达到了平衡。平衡时必有。电桥是否平衡是由检流计有无偏转来判断的,而检流计的灵敏度总是有限的。假设电桥在R1/R2=1时调到平衡,则有Rx=R0,这时若把R0改变一个微小量ΔR0,电桥便失去平衡从而有电流IG流过检流计,如果IG小到检流计察觉不出来,那么人们仍然会认为电桥是平衡的,因而,ΔR0就是由于检流计灵敏度不够高而带来的测量误差,因此引入电桥灵敏度S,定义为:Δn越大,说明电桥灵敏度越高,带来的测量误差就越小。电桥的测量误差,除了检流计灵敏度的限制外,还有桥臂电阻R1、R2和R0的不确定度带来的误差。一般来说,这些电阻可以制造的比较精确(误差为0.2%),标准电阻的误差为0.01%左右。另外,电源电压的误差,也对电桥的测量结果有影响。实验内容1.按下图接线,先将调压器输出调为零,测室温下的热敏电阻阻值,注意选择惠斯通电桥合适的量程。先调电桥至平衡得R0,改变R0为R0+ΔR0,使检流计偏转一格,求出电桥灵敏度;再将R0改变为R0-ΔR0,使检流计反方向偏转一格,求电桥灵敏度。求两次的平均值,保证数据的准确性。实验报告评分:08系10级余馨婷PB102070512.调节变压器输出进行加温,从30℃开始每隔5℃测量一次Rt,直到85℃。撤去电炉,使水温慢冷却,测量降温过程中,各对应温度点的Rt。求升温和降温时的各R的平均值,然后绘制出热敏电阻的Rt-t特性曲线。在t=50℃的点作切线,求出该点切线的斜率及电阻温度系数α。3.作曲线,确定常数R∞和B,再求50℃时的α:4.比较式2、3计算的两个结果,试解释那种方法求出的材料常数B和电阻温度系数α更准确。5.注意事项:在升温时要尽量慢,升温过程中,电桥要跟踪,始终在平衡点附近。实验数据:温度T/℃升温电阻R/Ω降温电阻Rˊ/Ω1/TlnRR的平均值/Ω30126012650.0032986977.1408491611262.535106410650.0032451736.9702604841064.5408828860.0031933586.784457063884457497480.0031431716.618071204748.5506306300.0030945386.445719819630555345400.0030473876.285998095537604624660.0030016516.139884552464653994020.0029572675.992713767400.5703443470.0029141775.844992643345.5753003020.0028723255.707110265301802602640.0028316585.568344504262852202220.0027921265.398162702221数据处理:温度T/℃·R的平均值/ΩR的平均值/Ω实验报告评分:08系10级余馨婷PB10207051此时U=3V,灵敏度读出50℃时电阻值R=631.2V,斜率为-12.0Ω/℃,因此温度系数为:作曲线:实验报告评分:08系10级余馨婷PB10207051从图中数据得到将两个温度系数比较可以知道,后者绝对值更大。实验误差分析:实验中后一种方法求出的温度系数明显比前一种更加准确...