用热敏电阻测量温度

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1、实验报告评分：系级学号姓名日期实验题目：用热敏电阻测量温度实验目的：了解热敏电阻的电阻-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、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、半导体热敏电阻的电阻-温度特性某些金属氧化物半导体（如：Fe3O4、MgCr2O4等）的电阻与温度关系满足式（1）：（1）金属的电阻与温度的关系满足（2）：（2）根据定义，电阻的温度系数可由式（3）来决定：（3）两种情况的电阻温度曲线如又图（1）图（2）所示。热敏电阻的电阻-温度特性与金属的电阻-温度特性比较，有三个特点：（1

2、）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。（2）热敏电阻的阻值随温度的增加而减小，因此温度系数是负的（）。金属的温度系数是正的（）。（3）半导体电阻对温度变化的反应比金属电阻灵敏得多。这些差异的产生是因为当温度升高时，原子运动加剧，对金属中自由电子的运动有阻碍作用，故金属的电阻随温度的升高而呈线性缓慢增加；而在半导体中是靠空穴导电，当温度升高时，电子运动更频繁，产生更多的空穴，从而促进导电。2、惠斯通电桥的工作原理原理图如右图所示：若G中检流为0，则B和D等势，故此时-6-实验报告评分：系

3、级学号姓名日期，在检流计的灵敏度范围内得到Rx的值。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，R1/R2和R0都已知，Rx即可求出。R1/R2称电桥的比例臂。是在电桥平衡的条件下推导出来的。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。引入电桥灵敏度S，定义为：（4）式中ΔRx指的是在电桥平衡后Rx的微小改变量（实际上待测电阻Rx若不能改变，可通过改变标准电阻R0来测电桥灵敏度），Δn越大，说明电桥灵敏度越高，带来的测量误差就越小。实验内容：1．按图3.5.2-3接线，先将调压器输

4、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（为什么要用这种方法测量？）答：（用异号发消除零点误差）减小误差。提高实验精确度。2．调节变压器输出进行加温，从15℃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，由式

5、（3）求出该点切线的斜率及电阻温度系数α。3．作曲线，确定式（1）中的常数R∞和B，再由式（3）求α（50℃时）。-6-实验报告评分：系级学号姓名日期（5）1．比较式（3）和（5）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。实验器材：直流单臂电桥、检流计、待测热敏电阻和温度计、调压器实验桌号：9号实验数据与数据处理：1、29℃E=3VR0=1476ΩR0+△R0=1477Ω△n=2R0-△R0=1475Ω△n=22、（1）温度上升时温度-电阻的关系表1温度上升时温度-电阻的关系（2）温度下降时温度-电阻的关系表

6、2温度下降时温度-电阻的关系（3）各R的平均值-温度的关系-6-实验报告评分：系级学号姓名日期表3各R的平均值-温度的关系（4）的关系表4的关系实验数据分析：1、灵敏度，，。2、作出R-T曲线如下：-6-实验报告评分：系级学号姓名日期图5R-T曲线读出在50℃时候的斜率为-21.2，电阻值为641Ω，那么温度系数（此单位是0C）?3、做出曲线：图6曲线读出，B=3542，那么可以求出温度系数两个温度系数的（你求得的两温度系数的量纲不一，不可比较）比较可知，后者绝对值大。4、总结：1)-6-实验报告评分：系级学号姓名日期用后一种方法

7、求出的温度系数值更加准确。这是因为在实验过程中，要测量准每个温度点所对应的电阻是相当困难的，且相当不准确，由于电阻变化很快，基本最后一位都是估计值。而且前几位也不能保证绝对准确，所以有一定误差，如果只用50℃附近的电阻值来计算温度系数，不确定度就很大了。而用第二种方法，用的是（曲线改直法）整体的图象法，所测的所有数值都与最后结果有关，因此可以在一定程度上减小这种误差。1)本实验误差的主要是温度所对应的电阻值的测定的不准确，其误差较大，这主要是由于温度计的不精确；还有由于温度连续变化，导致热敏电阻的阻值连续变化，不能正好调到始微安表

8、示数为0的电阻，因此电阻误差大。所以，本实验的精确度并不高。思考题：1.如何提高电桥的灵敏度？答：（1）在不超过桥臂电阻额定功率的情况下，可适当提高电源的电压。因为如果电压升高，电流增大，检流计指针偏转就越大，Δn就大，由可知，灵敏度变高。（2）适