热敏电阻器电阻温度特性测量

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1、实验8 热敏电阻器的电阻温度特性测量实验目的1、        用温度计和直流电桥测定热敏电阻器与温度的关系；2、        掌握NTC热敏电阻器的阻值与温度的关系特性、并学会通过数据处理来求得经验公式的方法。实验仪器 温度传感器温度特性实验仪  电阻箱  杜瓦瓶实验原理     热敏电阻通常是用半导体材料制成的，它的电阻随温度变化而急剧变化。热敏电阻分为负温度系数（NTC）热敏电阻和正温度系数（PTC）热敏电阻两种。NTC热敏电阻的体积很小，其阻值随温度变化比金属电阻要灵敏得多，因此，它被广泛用于温度测量、温度控制以及电路中的温度补偿

2、、时间延迟等。PTC热敏电阻分为陶瓷PTC热敏电阻及有机材料PTC热敏电阻两类。PTC热敏电阻是20世纪80年代初发展起来的一种新型材料电阻器，它的特点是存在一个“突变点温度”，当这种材料的温度超过突变点温度时，其阻值可急剧增加5-6个数量级，（例如由101Ω急增到107Ω以上），因而具有极其广泛的应用价值。近年来，我国在PTC热敏电阻器件开发与应用方面有了很大发展，陶瓷PTC热敏电阻由于其工作功率较大及耐高温性好，已被应用于工业机械、冰箱等作电流过载保护，并可替代镍铬电热丝作恒温加热器和控温电路，用于自热式电蚊香加热器、新型自动控温烘干机

3、、各种电加热器等一系列安全可靠的家用电器；而有机材料PTC的热敏电阻具有动作时间短、体积小、阻值低等特点，现已被用于国内电话程控交换机、便携式电脑、手提式无绳电话等高科技领域作过载保护，应用范围很广。本实验用温度计和直流电桥测定热敏电阻器与温度的关系，要求掌握NTC热敏电阻器的阻值与温度的关系特性、并学会通过数据处理来求得经验公式的方法。1.负温度系数热敏电阻器的电阻-温度特性NTC热敏电阻通常由Mg、Ni、Cr、Co、Fe、Cu等金属氧化物中的2-3种均匀混合压制后，在600-1500oC温度下烧结而成，由这类金属氧化物半导体制成的热敏电

4、阻，具有很大的负温度系数。在一定的温度范围内，NTC热敏电阻的阻值与温度关系满足下列经验公式：                                                       (1)式中，R为该热敏电阻在热力学温度T时的电阻值，R0为热敏电阻处于热力学温度T0时的阻值。B是材料常数，它不仅与材料性质有关，而且与温度有关，在一个不太大的范围内，B是常数。     由（1）式可求得,NTC热敏电阻在热力学温度T0时的电阻温度系数                                        （2）由(

5、2)式可知，NTC热敏电阻的电阻温度系数是热力学温度的平方有关的量，在不同温度下，值不相同。对（1）式两边取对数，得             在一定温度范围内，lnR与成线性关系,可以用作图法或最小二乘法求得斜率B的值。并由（2）式求得某一温度时NTC热敏电阻的电阻温度系数。2.正温度系数热敏电阻器的电阻-温度特性（选做内容）PTC热敏电阻具有独特的电阻-温度特性，这一性质是由于其微观结构决定的。当温度升高超过PTC热敏电阻突变点温度时，其材料结构发生了突变，它的电阻值有明显变化，可以从101Ω变化到107Ω,PTC热敏电阻的温度大于突变点

6、温度时的阻值随温度变化符合如下经验公式：                                    (3)其中，T为样品的热力学温度，T0为初始温度，R为样品在温度T时的电阻值，R0为样品在温度T0时的电阻值，A的值在某一范围内近似为常数。    对陶瓷PTC热敏电阻，在小于突变点温度时，电阻与温度关系满足（1）式，为负温度系数性质，在大于突变点温度时，满足（3）式，为正温度系数热敏电阻，此突变点温度常称为居里点。而对有机材料PTC热敏电阻，在突变点温度上下均为正温度系数性质，但是其常数A也在突变点发生了突变，即A值在温度高于突

7、变点后明显激增。实验装置    本实验器材包恒温器、搅拌器、温度计、热敏电阻、小试管、电阻箱三只、干电池一节、检流计等。热敏电阻放置在可变温度的恒温器中，用温度计测量温度。将电阻箱、干电池、检流计用连接线接成电桥，测出热敏电阻的阻值。 实验装置简图实验内容和步骤           1.把NTC热敏电阻和玻璃温度计一起插在盛有变压器油的玻璃小试管内，试管置于盛有水的可控恒温槽中，当NTC热敏电阻、玻璃温度计和水温达到平衡时，用玻璃温度计测出NTC热敏电阻的温度θ，如图所示的电路测量NTC热敏电阻的阻值R0(注意：热敏电阻的电流应小于300μ

8、A, 避免热敏电阻自己发热对实验测量的影响。此时直流电桥臂往往不能严格取1:1比例，直流电源最大取1.5V)2.先测出室温时（将NTC热敏电阻和温度计等插入室温水中）温度θ和NT