热敏电阻温度特性研究实验、实验简介热敏电阻是由对温度非常敏感的半导体陶瓷质工作体构成的元件。与一般常用的金属电阻相比，它有大得多的电阻温度系数值。热敏电阻作为温度传感器具有用料省、成本低、体积小等优点，可以简便灵敏地测量微小温度的变化，在很多科学研究领域都有广泛的应用。本实验的目的是了解热敏电阻的电阻一温度特性及测温原理，学习惠斯通电桥的原理及使用方法，学习坐标变换、曲线改直的技巧。二、实验原理1.半导体热敏电阻的电阻一温度特性热敏电阻的电阻值与温度的关系为：R = AeB/T(1)A，B是与半导体材料有关的常数，T为绝对温度，根据定义，电阻温度系数为：1dRα=(2)R,dTRt是在温度为t时的电阻值。2.惠斯通电桥的工作原理如图所示：BRR4R2DKE惠斯通电桥原理图四个电阻Ro，R1，R2，R组成一个四边形，即电桥的四个臂，其中R就是待
热敏电阻温度特性研究实验 一、实验简介 热敏电阻是由对温度非常敏感的半导体陶瓷质工作体构成的元件。与一般常 用的金属电阻相比，它有大得多的电阻温度系数值。热敏电阻作为温度传感器具 有用料省、成本低、体积小等优点，可以简便灵敏地测量微小温度的变化，在很 多科学研究领域都有广泛的应用。本实验的目的是了解热敏电阻的电阻—温度特 性及测温原理，学习惠斯通电桥的原理及使用方法，学习坐标变换、曲线改直的 技巧。 二、实验原理 1.半导体热敏电阻的电阻—温度特性 热敏电阻的电阻值与温度的关系为： R = Ae𝐵𝐵/𝑇𝑇 (1) A，B 是与半导体材料有关的常数，T 为绝对温度，根据定义，电阻温度系 数为： α = 1 𝑅𝑅𝑡𝑡 𝑑𝑑𝑑𝑑 𝑑𝑑𝑑𝑑 (2) 𝑅𝑅𝑡𝑡是在温度为 t 时的电阻值。 2.惠斯通电桥的工作原理,如图所示： 惠斯通电桥原理图 四个电阻 R0，R1，R2，Rx组成一个四边形，即电桥的四个臂，其中 Rx就是待
测热敏电阻。在四边形的一对对角A和C之间连接电源，而在另一对对角B和D之间接入检流计G。当B和D两点电位相等时，G中无电流通过，电桥便达到了平衡。平衡时必有R=（R/R2)Ro，（Ri/R2)和Ro都已知，R即可求出。电桥灵敏度的定义为：AnS =(3)ARx/Rx式中ARx指的是在电桥平衡后Rx的微小改变量，△n越大，说明电桥灵敏度越高。三、实验内容1.用箱式电桥研究热敏电阻温度特性1）使用内接电源和内接检流计，按照实验电路图连线。2）线路连接好以后，检流计调零。3）调节直流电桥平衡。4）测量并计算出室温时待测热敏电阻值Rx，微调电路中的电阻箱，测量并根据电桥灵敏度公式:S=△n/(△Rx/Rx)或S=△n/(△Ro/Ro)，计算出室温时直流电桥的电桥灵敏度。5）调节适当的自耦调压器输出电压值，使烧杯中的水温从20℃升高到85℃以上，每隔5℃测量一次热敏电阻值R；再将自耦调压器输出电压值调为OV，使水慢慢冷却，降温过程中每隔5℃测量一次热敏电阻值R，最终求取升降温的平均电阻值，并作出热敏电阻阻值与温度对应关系曲线。6）根据测量结果，利用公式R=ReB/T和α=，分别求取温度T趋于无RtdT'穷时的热敏电阻阻值R、热敏电阻的材料常数B以及50℃时的电阻温度系数α。2.用自组式电桥研究热敏电阻温度特性1）按下图所示实验电路图正确连线
测热敏电阻。在四边形的一对对角 A 和 C 之间连接电源，而在另一对对角 B 和 D 之间接入检流计 G。当 B 和 D 两点电位相等时，G 中无电流通过，电桥便达到 了平衡。平衡时必有 Rx = (R1/R2)·R0，(R1/R2)和 R0都已知，Rx即可求出。 电桥灵敏度的定义为： S = ∆𝑛𝑛 ∆𝑅𝑅𝑥𝑥/𝑅𝑅𝑥𝑥 (3) 式中∆𝑅𝑅𝑥𝑥指的是在电桥平衡后𝑅𝑅𝑥𝑥的微小改变量，∆𝑛𝑛越大，说明电桥灵敏度越 高。 三、实验内容 1.用箱式电桥研究热敏电阻温度特性 1) 使用内接电源和内接检流计,按照实验电路图连线。 2) 线路连接好以后，检流计调零。 3) 调节直流电桥平衡。 4) 测量并计算出室温时待测热敏电阻值 Rx，微调电路中的电阻箱，测量并根据 电桥灵敏度公式:S =△ n/(△ Rx/Rx)或S =△ n/(△ R0/ R0)，计算出室温时直 流电桥的电桥灵敏度。 5) 调节适当的自耦调压器输出电压值，使烧杯中的水温从 20℃升高到 85℃以 上，每隔 5℃测量一次热敏电阻值 Rt；再将自耦调压器输出电压值调为 0V， 使水慢慢冷却，降温过程中每隔 5℃测量一次热敏电阻值 Rt，最终求取升降 温的平均电阻值，并作出热敏电阻阻值与温度对应关系曲线。 6) 根据测量结果，利用公式R = R∞e𝐵𝐵/𝑇𝑇和α = 1 𝑅𝑅𝑡𝑡 𝑑𝑑𝑑𝑑 𝑑𝑑𝑑𝑑 ，分别求取温度 T 趋于无 穷时的热敏电阻阻值R∞、热敏电阻的材料常数 B 以及 50℃时的电阻温度系 数α。 2. 用自组式电桥研究热敏电阻温度特性 1) 按下图所示实验电路图正确连线
直流电桥测电阻电路图线路连接好以后，检流计调零。2）3）调节直流电桥平衡。4）测量并计算出室温时待测热敏电阻值Rx，微调电路中的电阻箱，测量并根据电桥灵敏度公式:S=△n/(△Rx/Rx)或S=△n/(△RO/RO)，计算出室温时直流电桥的电桥灵敏度。5）选择合适的自耦调压器输出电压值，使烧杯中的水温从20℃升高到85℃以上，每隔5℃测量一次热敏电阻阻值；再将自耦调压器输出电压值调为0OV，在水温的从85℃下降到室温的过程中，每隔5℃测量一次热敏电阻阻值，最终求取升降温的平均电阻值，并作出热敏电阻阻值与温度对应关系曲线6）根据测量结果，求取温度T趋于无穷时的热敏电阻阻值R、热敏电阻的材料常数B以及50℃时的电阻温度系数α。四、实验仪器热敏电阻测温实验装置包括：自耦调压器、待测热敏电阻和温度计、直流单臂电桥、电压源、滑线变阻器（2个）、四线电阻箱（3个）、检流计、单刀开关，实验场景如下图所示：
直流电桥测电阻电路图 2) 线路连接好以后，检流计调零。 3) 调节直流电桥平衡。 4) 测量并计算出室温时待测热敏电阻值 Rx，微调电路中的电阻箱，测量并根据 电桥灵敏度公式:S=△n/(△Rx/ Rx)或 S=△n/(△R0/ R0)，计算出室温时直流 电桥的电桥灵敏度。 5) 选择合适的自耦调压器输出电压值，使烧杯中的水温从 20℃升高到 85℃以 上，每隔 5℃测量一次热敏电阻阻值；再将自耦调压器输出电压值调为 0V， 在水温的从 85℃下降到室温的过程中，每隔 5℃测量一次热敏电阻阻值，最 终求取升降温的平均电阻值，并作出热敏电阻阻值与温度对应关系曲线。 6) 根据测量结果，求取温度 T 趋于无穷时的热敏电阻阻值R∞、热敏电阻的材 料常数 B 以及 50℃时的电阻温度系数α。 四、实验仪器 热敏电阻测温实验装置包括：自耦调压器、待测热敏电阻和温度计、直流单 臂电桥、电压源、滑线变阻器（2 个）、四线电阻箱（3 个）、检流计、单刀开 关，实验场景如下图所示：
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用箱式电桥研究热敏电阻温度特性实验主场景图 用自组式电桥研究热敏电阻温度特性实验主场景图 自耦调压器： 实际照片和程序中的显示
实际仪器仿真仪器操作提示：鼠标左键或右键点击调压旋钮，调节输出电压。自橘调压器150125ml控制加热电炉电压。实验开始时，加热电压不宜太高。因为实验过程中，既要观察温度的变化，又要调节电桥平衡，操作有一定难度。待操作熟练后，可适当加大电压，让温度升高的快些。待测热敏电阻和温度计：
实际仪器 仿真仪器 操作提示： 鼠标左键或右键点击调压旋钮，调节输出电压。 控制加热电炉电压。实验开始时，加热电压不宜太高。因为实验过程中， 既要观察温度的变化，又要调节电桥平衡，操作有一定难度。待操作熟练后， 可适当加大电压，让温度升高的快些。 待测热敏电阻和温度计：