用热敏电阻测量温度试验.doc

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1、物理实验报告实验一一、实验题目：用热敏电阻测量温度二、实验目的：了解热敏电阻-温度特性和测温原理，掌握惠斯通电桥的原理和使用方法。学习坐标变换、曲线改直的技巧和用异号法消除零点误差等方法。三、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）式中RT是温度T时的热敏电阻阻值，R是T趋于无穷时热敏电阻的阻值，B是热敏电阻的材料常数，T为热力学温度。两边取对数得;(2)可以通过做－曲线，将曲线改直。根据定义，电阻的温度系数可由式（3）来决定：(3)故在R-t曲线某一特定点作切线，便可求出该温

2、度时的半导体电阻温度系数a。（2）惠斯通电桥的工作原理在电桥平衡下可推导出来：当电桥平衡时检流计无偏转。实验时电桥调到R1/R2=1则有Rx=R0。电桥灵敏度S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。（3）实验装置图：四、实验器材：半导体热敏电阻、检流计、惠斯通电桥、电炉、温度计五、实验步骤：（1）按图3.5.2-3接线，先将调压器输出调为零，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

3、，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（因为人工所调平衡可能存在误差，而正反测量以后可以减小这种误差）（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特性曲线六、实验数据记录：216521702162433721.7577.3.表3.5.2--1T(℃)202530354045505560657075808590T(K)29329830330831331832332833

4、3338343348353358363(Ω)21651750143011551005815705605520440380330295251218表3.5.2—2T(10℃)5.04.03.32.92.52.22.0.1.81.71.51.41.31.31.21.17.687.477.277.056.916.76.566.416.256.095.945.85.695.535.38表3.5.2-3七、实验数据分析（1）特性曲线Data:Data1_BModel:BoltzmannEquation:y=A2+(A1-A2)/(1+exp((x-x0)/dx))Weighting:y

5、NoweightingChi^2/DoF=447.3105R^2=0.99899A136248.66599?00072.74652A2153.01509?4.70971x0-43.19376?2.47654dx22.23472?.76792图3.5.2--1由Original7.0绘制该图的微分曲线得：图中曲线即为图3.5.2—1的微分曲线，图中红点为（-50.0，-21.0）图3.5.2--1图3.5.2--2T(℃)202530354045505560657075808590-83-73.5-59.5-42.5-34-30-21-18.5-16.5-14-11-8.5-7

6、.9-7.7-6.6故在50℃，=-21.0Ω/℃=℃①（2）曲线LinearRegressionforData1_B:Y=A+B*XParameterValueError----------------------------------------A-4.027150.08779B3421.781528.6148---------------------------------------RSDNP---------------------------------------0.999550.0225715<0.0001--------------------------

7、-------------图3.5.2--3A=-4.02715B=3421.7815由（2）式得：于是有PR=Ω又R=0.01780.0017ΩP℃0.0003所以℃P②比较①、②两种结果，应为第二种更为准确，引起采用线性拟合减小了偶然误差，故更为准确。八、思考题1．如何电桥的灵敏度？答：要提高电桥灵敏度可选用更精密的电流计，使用更高精度的可变电阻，以此来提高电桥的灵敏度。1．电桥选择不同的量程时，对结果的准确度（有效数字）有何影响？答：当电桥选用较大的量程时，电桥的准确度就比较差，即有效数字位数较少