电路实验教程 教学课件 作者 齐凤艳 第11章.ppt

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1、第11章电路综合实验11.2电阻温度计的制作(1)学习与了解利用热敏电阻将非电量转变为电量的实现方法。(2)熟悉与掌握电桥测量电路。(3)学习制作与调试电路的能力。1.实验目的2.实验原理简介电阻温度计是通过测量热敏电阻上的电压或电流的变化来间接测量温度的一种装置。热敏电阻是其阻值随温度的变化而变化的电阻元件，热敏电阻的主要参数除具有与普通电阻一样的阻值与额定功率等外，另一个重要的参数是热敏电阻的温度系数。根据其制作材料的不同，热敏电阻的阻值可随温度的升高而增大或减小，因而热敏电阻有正温度系数与负温度系数之分。表11.4两类热敏

2、电阻的介绍类别通用代号特性常用阻值范围正温度系数热敏电阻PTC电阻值随温度的升高而增大几欧至数百欧负温度系数热敏电阻NTC电阻值随温度的升高而减小约100Ω～100kΩ利用阻值随温度变化的特点，可以将非电量的温度变化转换为电压或电流的变化，通过测量电压量或电流量来间接测量温度。热敏电阻具有体积小、寿命长、灵敏度高等特点，因此得到了广泛的应用。电桥测量电路如图11.5所示，其中P为检流计，Rx为热敏电阻。图11.5电桥测量电路ab两端的开路电压为当R1R3=R2Rx时Uab=0，电桥达到平衡，检流计P指示为零。设此时的Rx为Rx0

3、，则当Rx≠Rx0时，电桥平衡条件被破坏，就会有电流流过检流计，且电流的大小随电阻Rx的阻值变化而变化。电阻温度计就是利用电桥这一特性和热敏电阻对温度敏感的特性制作的。电桥处于非平衡状态，检流计就会有电流流过，且温度升高或降低得越多，通过检流计的电流越大。除了本实验的电阻温度计之外，通过把Rx换成压敏电阻、湿敏电阻、光敏电阻，还可以制成压力计、湿度计、照度计等各种仪器设备，这种测量方式用途十分广泛。3.实验仪器设备及元件直流稳压电源1台检流计1只万用表1只热敏电阻1只电阻和可调电阻若干4.预习要求预习实验原理，查找相关资料了解检

4、流计的规格型号等参数；完成电阻温度计设计的准备工作。(1)设计与制作电阻温度计利用所选热敏电阻常温和高温的温度特性，合理选择桥臂电阻参数，将电桥及检流计改装成热敏电阻温度计。5.实验内容(2)校验制作的温度计用水银温度计作标准，改变环境温度校验自制的温度计，可根据情况对电阻和电源的参数进行调整。(3)记录实验结果并标注刻度画出电路图，标出参数值。制作温度-电流对应数据表格，记录实验数据。根据实验结果，标注电阻温度计的刻度。注意事项：本实验的具体步骤、元件数值，要根据实际情况决定。例如，采用的检流计不同，选取的参数会不同，还要考虑

5、流过检流计的电流方向，采用正温度系数的热敏电阻和采用负温度系数的热敏电阻，会使表针向不同方向偏转等。(1)叙述实验设计与制作过程，画出电路图。(2)整理实验数据，以水银温度计作标准，计算自制温度计刻度的引用误差。6.实验报告要求思考题由图11.5电桥测量电路，推导热敏电阻与电流的关系式，并判断热敏电阻与代表温度变化的电流是否为线性关系。(1)了解烟雾报警器的工作原理及内部结构，了解光敏电阻、发光二极管、三极管等元器件的作用。(2)学习制作与调试烟雾报警器电路。11.3烟雾报警器电路的制作与调试1.实验目的光敏电阻是二端半导体器件

6、，其阻值由照射在它表面的光强度来决定。当光强度增加时，半导体表面电子的能量就增加，结果导致“电流”增大，即表现为电阻值下降。图11.6为光敏电阻的阻值与光照度特性曲线示意图。表11.5给出了国产MG45光敏电阻参数值。2.实验原理简介表11.5国产MG45光敏电阻参数图11.6光敏电阻特性曲线示意图发光二极管(LED)与普通二极管相比，除了具有单向导电性外，还能发光，有红、绿、黄及红外光等。所发光的强度与通过的电流成正比，导通电压在1-2.5V之间，与发光的颜色有关。三极管是三端半导体电流控制元件，有b、c、e三个端子，其中b称

7、为基极，c称为集电极，e称为发射极。三极管具有电流放大作用，基极电流Ib控制集电极电流Ic，即Ic=βIb，β是三极管的电流放大倍数。发射极电流Ie=Ic+Ib≈Ic。对NPN管，当Vbe<0.7V时，Ib=0，三极管处于截止工作状态；当Vbe≥0.7V时，Ib>0，三极管处于导通工作状态。雾报警器电路原理如图11.7a所示，其中桥式电路的R2、R3为光敏电阻，R2是亮度基准电阻，R3是烟雾探测电阻；LED为发光二极管，作为报警指示灯（实际为声音报警，考虑到实验室的工作环境，改为灯光报警）。正常状态下A、B两点等电位，三极管T截

8、止Ic=0，LED灯灭无报警指示。当现场有烟雾遮挡而使R3接收的光强度减少时，R3的阻值迅速增大，B点电位降低，当T的基-射电压Ube≥0.7V时，T导通LED灯亮发出报警信号。实际报警器的内部结构示意图如图11.7b所示。内部分为密封室与烟雾探测室两部分空间，