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1、实验报告评分:大学物理实验设计性实验实验报告实验题目:用热电阻改装温度计班级:电信06-1姓名:欧伯辉学号:06034030127指导教师:邓锂强茂名学院技术物理系物理实验室实验日期:2007年11月29日9实验报告实验7《用热敏电阻改装温度计》实验提要 实验课题及任务热敏电阻是阻值对温度变化非常敏感的一种半导体。不同于导体的阻值——温度特性(温度升高,阻值增大),半导体热敏电阻的阻值——温度特性是当温度升高,阻值降低。产生这种现象的原因是由于半导体中的载流子数目随着温度升高而按数激烈地增加,载流子的数
2、目越多,导电能力越强,电阻率就越小。热敏电阻温度计是利用半导体的电阻值随温度急剧变化的特性而制作的,以半导体热敏电阻为传感器,通过测量其电阻值来确定温度的仪器。可以利用这种“非平衡电桥”的电路原理来实现对温度的测量。用半导体热敏电阻作为传感器,设计制作一台测温范围为40℃~90℃的半导体温度计。《用热敏电阻改装温度计》实验课题任务是:根据所学的知识,设计实验把所给的热敏电阻改装成热敏温度计。学生根据自己所学的知识,并在图书馆或互联网上查找资料,设计出《用热敏电阻改装温度计》的整体方案,内容包括:(写出实
3、验原理和理论计算公式,研究测量方法,写出实验内容和步骤。),然后根据自己设计的方案,进行实验操作,记录数据,做好数据处理,得出实验结果,按书写科学论文的要求写出完整的实验报告。设计要求⑴通过查找资料,并到实验室了解所用仪器的实物以及阅读仪器使用说明书,了解仪器的使用方法,找出所要测量的物理量,并推导出计算公式,在此基础上写出该实验的实验原理。⑵选择实验的测量仪器,设计出实验方法和实验步骤,要具有可操作性。⑶根据实验情况自己确定所需的测量次数。实验仪器惠斯通电桥,电阻箱,表头,热敏电阻,水银温度计,加热电
4、炉,烧杯等实验所改装的温度计的要求(1)要求测量范围在40℃~80℃。(2)定标时要求测量升温和降温中同一温度下热敏温度计的指示值(自己确定测量间隔,要达到一定的测量精度)。(3)改装后用所改装的温度计测量多次不同温度的热水的温度,同时用水银温度计测出此时的热水温度(作为标准值),绘制出校正曲线。评分参考(10分)9实验报告⑴正确写出实验原理和计算公式,2分。⑵正确的写出测量方法,1分。⑶写出实验内容及步骤,1分。⑷正确的联接仪器、正确操作仪器,2分。⑸正确的测量数据,1.5分。⑹写出完整的实验报告,2
5、.5分。(其中实验数据处理,1分;实验结果,0.5分;整体结构,1分)学时分配实验验收,4学时,在实验室内完成;教师指导(开放实验室)和开题报告1学时。提交整体设计方案时间学生自选题后2~3周内完成实验整体设计方案并提交。提交整体设计方案,要求电子版。用电子邮件发送到指导教师的电子邮箱里。思考题如何才能提高改装热敏温度计的精确度?9实验报告用热敏电阻改装温度计实验目的:1.了解热敏电阻的特性;2.掌握用热敏电阻测量温度的基本原理和方法;3.进一步掌握惠斯通电桥的原理及应用。实验仪器:惠斯通电桥,电阻箱,
6、热敏电阻,水银温度计,滑动变阻器,微安表,加热电炉,烧杯等实验原理:1.惠斯通电桥原理惠斯通电桥原理电路图如图1所示。当电桥平衡时,B,D之间的电势相等,桥路电流I=0,B,D之间相当于开路,则UB=UD;I1=Ix,I2=I0;于是I1R1=I2R2,I1RX=I2R0由此得R1/RX=R2/R0或RX=R0R1/R2(1)(1)式即为惠斯通电桥的平衡条件,也是用来测量电阻的原理公式。欲求RX,调节电桥平衡后,只要知道R1,R2,R0的阻值,即可由(1)式求得其阻值。2.热敏电阻温度计原理热敏电阻是具
7、有负的电阻温度系数,电阻值随温度升高而迅速下降,这是因为热敏电阻由半导体制成,在这些半导体内部,自由电子数目随温度的升高增加的很快,导电能力很快增强,虽然原子振动也会加剧并阻碍电子的运动。但这样作用对导电性能的影响远小于电子被释放而改变导电性能的作用,所以温度上升会使电阻下降。9实验报告这样我们就可以测量电桥非平衡时通过桥路的电流大小来表征温度的高低。热敏电阻温度计的设计电路图如图2示取R2=R3,R1值等于测温范围最低温度(40℃)时热敏电阻的阻值。R4是校正满刻度电流用的。取R4值等于测温范围最高温
8、度(80℃)时热敏电阻的阻值。测量时首先把S2接在R4端,改变W使微安表指示满刻度,然后再把S2接在RT端,如果在40℃时,RT=R1,R3=R2,电桥平衡,微安表指示为零。温度越高,RT值越小,电桥越不平衡,通过表头的电流也就越大。反过来可以用通过表头的电流来表示被测温度的高低。3.热敏电阻的电阻—温度特性曲线如图3所示:图3热敏电阻的电阻—温度特性曲线图可以看出其阻值随温度升高而很快减小,用它来设计测温计或传感器是很灵敏的。为了用它来制
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