热敏电阻器特性线性化的新方法

热敏电阻实践报告

黑龙江科技学院综合性、设计性实验报告实验项目名称热敏电阻特性实验所属课程名称传感器工程实践实验日期2011年3月x日班级学号姓名成绩电气与信息工程学院实验室

实验概述：【实验目的及要求】【实验目的】 1通过实验使学生掌握各种传感器的工作原理； 2掌握热敏电阻传感器的特性测试方法； 3掌握传感器的特性实验数据处理方法； 4培养和提高学生传感器特性测试系统设计和分析的能力； 5通过该课程的学习扩大学生知识面，为今后的研究和技术工作打下坚实的基础。【设计要求】 1掌握热敏电阻传感器的工作原理、测量电路的原理； 2通过传感器特性系统的设计，多方面知识综合应用，全面提高能力； 3为今后从事传感器工程方面的工作打下基础。【实验原理】传感器特性测试系统框图：传感器测量电路图：热敏电阻温度传感器工作原理：热敏电阻是利用某种半导体材料的电阻率随温度变化而变化的性质制成的。热敏电阻用于测温是利用了半导体电阻率随温度变化这一特性，对于热敏电阻要求其材料电阻温度系数大、稳定性好、电阻率高，电阻与温度之间最好有线性关系。热敏电阻采用二线或三线连接法，其中一端接二根引线(三线连接法)，主要为了消除引线电阻对测量的影响【实验环境】（使用的软件）工具：工程实践台、热敏电阻式传感器、导线、Pt100标准温度传感器、恒温箱。实验内容：【实验方案设计】设计要点： 1）数显电压表分辨率为：1/1999，即：0.5/1000，并存在“〒1”个字的量化误差，在系统精度范围外的数字跳动属正常现象。 2）通用放大器(Ⅰ)调零时数显电压表需从20V档逐步逐步减小。 3）实验中其他单元的电源应关闭，否则有干扰。 4）温度源具有升温快、降温慢的特点，所以在取初始设定值时，应比PV 值略高。 5）插传感器接头时注意对正小方形口。 6）在实验前应先对测量电路进行调零。 7）记录数据时应在温度稳定在某一数值后再记录。设计方案（1）由于测量处理电路中存在零位电势，所以在开始实验前先将测量处理

热敏电阻温度特性研究实验教案

热敏电阻温度特性研究实验一、实验简介热敏电阻是由对温度非常敏感的半导体陶瓷质工作体构成的元件。与一般常用的金属电阻相比，它有大得多的电阻温度系数值。热敏电阻作为温度传感器具有用料省、成本低、体积小等优点，可以简便灵敏地测量微小温度的变化，在很多科学研究领域都有广泛的应用。本实验的目的是了解热敏电阻的电阻—温度特性及测温原理，学习惠斯通电桥的原理及使用方法，学习坐标变换、曲线改直的技巧。二、实验原理 1.半导体热敏电阻的电阻—温度特性热敏电阻的电阻值与温度的关系为： R=Ae B/T(1) A，B是与半导体材料有关的常数，T为绝对温度，根据定义，电阻温度系数为： α=1 R t dR dT (2) R t是在温度为t时的电阻值。 2.惠斯通电桥的工作原理,如图所示：惠斯通电桥原理图四个电阻R1，R2，R3，R x组成一个四边形，即电桥的四个臂，其中R x就是待测热敏电阻。在四边形的一对对角A和C之间连接电源，而在另一对对角B和D 之间接入检流计G。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R x=(R2/R1)?R3，(R2/R1)和R3都已知，R x即可求出。电桥灵敏度的定义为： S= ?n ?R x/R x (3) 式中?R x指的是在电桥平衡后R x的微小改变量，?n越大，说明电桥灵敏度越

高。三、实验内容 1.用箱式电桥研究热敏电阻温度特性 (1)使用内接电源和内接检流计,按照实验电路图连线。 (2)线路连接好以后，检流计调零。 (3)调节直流电桥平衡。 (4)测量并计算出室温时待测热敏电阻值R x，微调电路中的电阻箱，测量并根据电桥灵敏度公式:S=△n/(△Rx/Rx)或S=△n/(△R0/ R0)，计算出室温时直流电桥的电桥灵敏度。 (5)调节适当的自耦调压器输出电压值，使烧杯中的水温从20℃升高到85℃以上，每隔5℃测量一次热敏电阻值R t；再将自耦调压器输出电压值调为0V，使水慢慢冷却，降温过程中每隔5℃测量一次热敏电阻值R t，最终求取升降温的平均电阻值，并作出热敏电阻阻值与温度对应关系曲线。 (6)根据测量结果，利用公式R=R∞e B/T和α=1 R t dR dT ，分别求取温度T趋于无穷时的热敏电阻阻值R∞、热敏电阻的材料常数B以及50℃时的电阻温度系数α。 2.用自组式电桥研究热敏电阻温度特性 (1)按下图所示实验电路图正确连线。直流电桥测电阻电路图 (2)线路连接好以后，检流计调零。 (3)调节直流电桥平衡。 (4)测量并计算出室温时待测热敏电阻值R x，微调电路中的电阻箱，测量并根据电桥灵敏度公式:S=?n/(?Rx/Rx)或S=?n/(?Ro/Ro)，计算出室温时直流电桥的电桥灵敏度。 (5)选择合适的自耦调压器输出电压值，使烧杯中的水温从20℃升高到85℃以上，每隔5℃测量一次热敏电阻阻值；再将自耦调压器输出电压值调为0V，在水温的从85℃下降到室温的过程中，每隔5℃测量一次热敏电阻阻值，最终求取升降温的平均电阻值，并作出热敏电阻阻值与温度对应关系曲线。 (6)根据测量结果，求取温度T趋于无穷时的热敏电阻阻值R∞、热敏电阻的材料常数B以及50℃时的电阻温度系数α。四、实验仪器

活用图像解决含非线性电阻的电路问题

活用图像解决含非线性电阻的电路问题有一些材料制成的电阻，部的电流与两端外加的电压并不成正比（即电阻的阻值随外界条件的变化而变化），画出的伏安特性曲线不是过原点的直线，而是一根不规则的曲线，这些电阻可统称为非线性电阻，如热敏电阻、光敏电阻、金属热电阻等等。也正因为它们的伏安特性曲线是非线性的，一般很难甚至几乎不可能写出这些电阻伏安特性曲线的解析式，根据这些电阻在一个工作状态下的阻值，也无法获知它们在另一个工作状态下的阻值。因此处理涉及非线性电阻的电路问题只能依靠关系图像（即伏安特性曲线）。那么，到底如何运用图像才能顺利地处理相关问题呢？下面就结合实例介绍一下常用的方法或技巧。一、直接读图法适用于非线性电阻的工作电压（或电流）能先行确定的问题，具体处理步骤如下：（1）确定其它元件（含电源）两端电压和部电流；（2）利用串并联电路的特点找到非线性电阻两端的电压或部的电流；（3）从关系图像中直接读取非线性电阻部的电流或两端的电压，明确实际工作状态。例：如图甲为某一热敏电阻（电阻随温度的改变而改变，且对温度很敏感）的关系曲线图。在图乙所示的电路图中，电源电压恒为，电流表读数为，定值电阻，由热敏电阻的关系曲线可知，热敏电阻两端的电压为多少？电阻的阻值为多少？解：为定值电阻，由欧姆定律可知由并联电路的电流关系可知由热敏电阻的关系图像可知，热敏电阻两端电压为所以二、平移直尺法

依据非线性电阻的连接关系，借助一根直尺（可以没有刻度）从图像中确定出非线性电阻实际工作状态的方法。具体操作如下：若所有非线性电阻串联，则保持直尺与轴垂直，并将它从电流0刻度开始逐渐向上平移，同时观察直尺下边缘与图线相交点对应的横坐标，直到横坐标之和等于所有非线性电阻两端的总电压为止，交点对应的状态就是各非线性电阻的实际工作状态。若所有非线性电阻并联，则保持直尺与轴垂直，并将它从电压0刻度开始逐渐向右平移，同时观察直尺下边缘与图线相交点对应的纵坐标，直到纵坐标之和等于所有非线性电阻部的总电流为止，交点对应的状态就是各非线性电阻的实际工作状态。这种方法简单易行，适用于两个以上不同非线性电阻串联或并联的问题。例：的白炽灯泡和的白炽灯泡伏安特性曲线如图所示，若将两灯泡串联在的电源上，求两灯泡实际消耗的电功率。解：因为灯丝的电阻在不同工作状态下数值不相同，所以不能直接应用欧姆定律计算白炽灯中的电流。当两灯串联在的电源上时，通过两灯的电流强度相等，且两灯两端的总电压为,所以可以取一把直尺，并保持直尺与轴垂直，将它从电流0刻度起逐渐向上平移，同时观察直尺下边缘与两图线的交点对应的横坐标，直到两横坐标之和等于为止，此时两交点对应的状态就是白炽灯的实际工作状态。由右图可知两灯中的电流均为，且灯两端的电压，灯两端的电压。所以两灯实际消耗的功率分别为：，。

热敏电阻温度特性试验实验数据处理=

热敏电阻温度特性试验实验数据处理一、实验目的了解热敏电阻的电阻—温度特性及测温原理，学习惠斯通电桥的原理及使用方法，学习坐标变换、曲线改直的技巧。二、实验所用仪器及使用方法直流单臂电桥、检流计、待测热敏电阻和温度计、调压器。三、实验原理半导体热敏电阻的电阻—温度特性热敏电阻的电阻值与温度的关系为： A，B是与半导体材料有关的常数，T为绝对温度，根据定义，电阻温度系数为： R t是在温度为t时的电阻值。惠斯通电桥的工作原理

如图所示：四个电阻R0，R1，R2，Rx组成一个四边形，即电桥的四个臂，其中Rx就是待测电阻。在四边形的一对对角A和C之间连接电源，而在另一对对角B和D之间接入检流计G。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Rx = (R1/R2)·R0，(R1/R2)和R0都已知，Rx即可求出。电桥灵敏度的定义为：式中ΔRx指的是在电桥平衡后Rx的微小改变量，Δn越大，说明电桥灵敏度越高。实验仪器四、实验所测数据

?不同T所对应的Rt 值 R t均值，1 / T，及ln R t的值

五、实验结果： 1.热敏电阻的R t-t特性曲线数据点连线作图在图上找到T=50所对应的点做切线，可以求得切线的斜率： K=（500-0）/(0-85)=5.88

由此计算出：α=-0.031 二次拟合的曲线：在图上找到T=50所对应的点做切线，可以求得切线的斜率： K=（495-0）/(0-84)=5.89 由由此计算出：α=--0.031 2.ln R t -- (1 / T)曲线仿真实验画出图线如下图所示但计算机仿真实验画出的曲线图中A的值计算有误，正确的A=0.0153.将图修正后如下：

热敏电阻的温度特性

测量热敏电阻的温度特性热敏电阻是用半导体材料制成的热敏器件，根据其电阻率随温度变化的特性不同，大致可分为三种类型：（1）NTC （负温度系数）型热敏电阻；（2）PTC （正温度系数）型热敏电阻；（3）CTC （临界温度系数）型热敏电阻。其中PTC 型和CTC 型热敏电阻在一定温度范围内，阻值随温度剧烈变化，因此可用做开关元件。热敏电阻器在温度测控、现代电子仪器及家用电器（如电视机消磁电路、电子驱蚊器）等中有广泛用途。在温度测量中使用较多的是NTC 型热敏电阻，本实验将测量其电阻温度特性。 1.实验目的 (1)测量NTC 型热敏电阻的温度特性； (2)学习用作图法处理非线性数据。 2.实验原理 NTC 型热敏电阻特性 NTC 型热敏电阻是具有负的温度系数的热敏电阻，即随着温度升高其阻值下降，在不太宽的温度范围内（小于450℃），其电阻-温度特性符合负指数规律。 NTC 热敏电阻值R 随温度T 变化的规律由式(1-1)表示 T B T Ae R = （1-1）其中A 、B 为与材料有关的特性常数，T 为绝对温度，单位K 。对于一定的热敏电阻， A 、 B 为常数。对式（1-1）两边取自然对数有 T B A R T + =ln ln (1-2) 从T R T 1ln -的线性拟合中，可得到A 、B 的值，写出热敏电阻温度特性的经验公式。 3.实验内容（1）连接电路。（2）观察NTC 型热敏电阻的温度特性。（3）测量NTC 型热敏电阻的温度特性。

（4）数据处理 R 特性曲线； a. 画出热敏电阻的t

b. 画出T R T 1ln 曲线，求出其直线的截距、斜率，即可求得A 、B ，写出热敏电阻温度特性的经验公式。（注：文档可能无法思考全面，请浏览后下载，供参考。可复制、编制，期待你的好评与关注）

误差分析热敏电阻

用非平衡电桥研究热敏电阻摘要：文本结合用非平衡电桥研究热敏电阻实例来探讨用origin 软件做数据处理的方法，并分析其优势。关键词：非平衡电桥，直线拟合 1 热敏电阻热敏电阻是一种电阻值随其电阻体温度变化呈现显著变化的热敏感电阻。本实验所选择为负温度系数热敏电阻，它的电阻值随温度的升高而减少。其电阻温度特性的通用公式为： T B T Ae R = （1）式中T 为热敏电阻所处环境的绝对温度值(单位，开尔文)，今为热敏电阻在温度T 时的电阻值，A 为常数，B 为与材料有关的常数。将式(l)两边取对数，可得: T B A R T +=ln ln （2）由实验采集得到T R T -数据，描绘出T R T 1 - ln 的曲线图，由图像得出直线的斜率B ，截距A ln ，则可以将热敏电阻的参数表达式写出来。 2 平衡电桥电桥是一种用比较法进行测量的仪器，由于它具有很高的测t 灵敏度和准确度，在电测技术中有较为广泛的应用，不仅能测量多种电学量，如电阻、电感、电容、互感、频率及电介质、磁介质的特性;而且配适当的传感器，还能用来测量某些非电学量，如温度、湿度、压强、微小形变等。在“测量热敏电阻温度特性”实验中用平衡电桥来测量热敏电阻的阻值，其原理如下：在不同温度下调节电阻3R 的大小，使检流计G 的示数为0，有平衡电桥的性质可知 1 2 3 R R R R x =.在实验时，调节1R 和2R 均为1000欧姆。则x R 的值即为3R 的值。 3 非平衡电桥原理图1

非平衡电桥的原理图如图1所示。非平衡电桥在结构形式上与平衡电桥相似，但测量方法上有很大差别。非平衡电桥是使1R 2R 3R 保持不变，x R 变化时则检流计G 的示数g I 变化。再根据“g I 与x R 函数关系，通过测量g I 从而测得x R 。由于可以检测连续变化的g I ，从而可以检测连续变化的x R ，进而检测连续变化的非电量。 4 实验条件的确定当电桥不平衡时，电流计有电流g I 流过，我们用支路电流法求出g I 与热敏电阻x R 的关系。桥路中电流计内阻g R ,桥臂电阻1R 2R 3R 和电源电动势E 为已知量，电源内阻可忽略不计。根据基尔霍夫第一定律和基尔霍夫第二定律，通过一些列的计算可求得热敏电阻x R E R R R R R R R R R R R I R R R R R R R R R I E R R R g g g g g g x 113213132213232132)()(+++++++-= 5 用非平衡电桥测电阻的实例已知：微安表量程Ig=100μA ，精度等级f=1.0级，温度计的量程为100 t 100 95 90 85 80 75 70 65 60 55 50 45 40 35 Ig 100.0 95.1 89.0 83.0 77.0 70.0 62.0 54.0 46.1 39.2 32.1 25.8 18.9 11.8 T 373 368 363 358 353 348 343 338 333 328 323 318 313 308 Rt 951 1032 1140 1255 1380 1541 1749 1985 2255 2527 2850 3660 3991 4398 1/T 2.68 2.72 2.76 2.79 2.83 2.87 2.92 2.96 3.00 3.05 3.10 3.15 3.20 3.25 lnR 6.86 6.94 7.04 7.14 7.23 7.34 7.47 7.59 7.72 7.84 7.96 8.21 8.29 8.39

热敏电阻控制温度上下限

传感器课程设计报告书课题名称热敏电阻控制温度上下限报警装置姓名 xxx 学号 xxx 院、系、部电气工程系专业电气工程及其自动化指导教师 xxx 2013年 1 月 3 日 ※※※※※※※※※ ※ ※ ※ ※ ※ ※ ※※※※※ ※※※※ 2009级传感器课程设计

热敏电阻控制温度上下限报警装置 xxxxxxxxxx 一、设计目的 1.掌握热电式传感器工作原理并了解热敏电阻与温度变化的关系； 2.熟练应用直流电桥，比较器等基本电路； 3.学习和掌握传感器在实际生活中的应用和设计技术，充分认识理论知识对应用技术的指导性作用，进一步加强理论知识与应用相结合的实践和锻炼。二、设计要求利用NTC热敏电阻制作一个简单的可以控制温度上下限的装置 1.实现基本功能，画出设计电路图； 2．制版； 3．提示：（1）：将热敏电阻接到桥式电路中，常温下输出电压为0，LED不发光；（2）：当把热敏电阻加到一定的热水或冷水中，（即温度升高或降低）桥式电路不平衡，导致后续的晶体管出现导通，对应的LED亮；（3）：在接三极管前先需要对桥式电路的输出电压信号放大，放大倍数约100倍； 4．完成3000字设计报告三、硬件电路设计 3.1电路设计结构框图温度上下限的确定：根据热敏电阻对于不同温度有不同的电阻值的特性来得到。通过实际侧量，得到所要求温度上下限对应的电阻值（本次使用的热敏电阻为负温度系数即温度越高阻值越低）。电路的实现：主要通过NTC传感器的作用，将温度引起的阻值变化转化为电势的变化，再经过集成运算放大器来控制输出，从而得到对温度上下限的控制。最后经过后续电路，完成亮灯和报警系统。电路整体的组成如图所示：

热敏电阻实验特性研究.

四川理工学院实验报告实验时间：2009年11月22日实验名称：半导体热敏电阻特性研究成绩：学号：08071010219 实验目的：班级：应物08级2班姓名：刘春测试一只负温度系数的热敏电阻的阻值随温度变化的特性并考虑在应用中如何作线性化处理加深对电场强度和电位概念的理解。实验仪器：直流稳压电源, 数字万用表, 加热用电阻丝, 铁架台, 支架, 连接导线等, 待测热敏电阻1只, 标准电阻一只。实验原理：热敏电阻是阻值对温度变化非常敏感的一种半导体电阻，它具有许多独特的优点，如能测出温度的微小变化、能长期工作、体积小、结构简单等．它在自动化、遥控、无线电技术、测温技术等方面都有广泛的应用．

热敏电阻的基本特性是温度特性．在半导体中原子核对价电子的约束力要比金属中的大，因而自由载流子数较少，故半导体的电阻率较高而金属的电阻率很低，由于半导体中的载流子数目是随着温度升高而按指数激烈地增加，载流子的数目越多，导电能力越强、电阻率就越小，因此热敏电阻随着温度升高，它的电阻率将按指数规律迅速地减小．这和金属中自由电子导电恰好相反，金属的电阻率是随温度上升而缓慢地增大的．图B.4.1是热敏电阻值和金属铂电阻随温度而变化的特性曲线图．

由实验可知，当温度由0℃变到300℃时金属铂的电阻值总共变化1倍；而一般的热敏电阻值变化可达1000倍左右，所以半导体的电阻温度系数远远大于金属．实验表明，在一定的温度范围内，半导体的电阻率ρ和热力学温度T 之间的关系可用下式表示：b e a 0=ρ （1）式中0a 和b 为常量，其数值与材料的物理性质有关．热敏电阻的阻值，根据电阻定律可成 T b b T ae S l e a S l R ===0ρ （2）式中l 为电极间的距离，S 为热敏电阻的横截面积，S l a a 0=，常量a 、 b 在可用实验的方法求出．将式（2）两侧取对数，得 T b a R T 1 ln ln += （3）令T x 1 =

用图象法巧解非线性元件问题

用图象法巧解非线性元件问题罗田县骆驼坳中学张加明闭合电路中常常需要求解非线性元件的电流、电压及消耗的功率问题。由于非线性元件(如二极管、热敏电阻、实际灯泡)的伏安特性曲线不是直线，所以在不同电压(电流)下阻值不同。如何找到非线性元件工作时的电压值电流值便是解题的关键。下面，笔者对这一类问题展开探讨。 (1)交点法求非线性元件工作电压和电流：将电源与非线性元件组成闭合电路，可以证明，非线性元件I－U图象与电源I－U图象交点就是非线性元件的工作点。此点的电压即是该元件的工作电压，又是闭合电路的端电压；此点的电流既是元件的工作电流又是干路电流。例1：如图所示，直线A为电源的U－I图线，曲线B为灯泡电阻的U－I图线，用该电源和小灯泡组成的闭合电路时，电源的输出功率和电源的总功率分别是( ) A．4 W、8 W B．2 W、4 W C．2 W、3 W D．4 W、6 W 解析：由电源的U－I图可知E＝3伏，由两图象交点知，该电源和小灯泡组成闭合电路时I＝2 A，U＝2 V，电源的输出功率P出＝UI＝4 W，总功率P总＝IE＝6 W，故D项正确。 (2)斜率法求非线性元件电阻的变化趋势：非线性元件I－U图象上某点切线的斜率虽然不是电阻的倒数，但斜率的变化趋势能正确反映非线性元件电阻的变化情况。斜率增大时，电阻减小；斜率减小时，电阻增大。例2：某一导体的伏安特性曲线如图所示，由图可知，B点所对应的电阻值：，不是切线的斜率值。但可以判断电阻随电压的增加而增大。 (3)面积法求非线性元件消耗的功率：

取非线性元件伏安特性曲线上任意一点(I 1、U 1)分别向I 轴、U 轴做垂线，则所得矩形面积大小为元件此刻消耗的功率。 (4)作图法求非线性元件工作电压电流问题：对非线性元件，由于电流及其两端的电压，既要满足非线性元件的I －U 图象，又要受到闭合电路欧姆定律的约束，所以可以先找出约束的函数表达式，然后，在同一个坐标系中作出对应的图象，两个I －U 图象的交点，即为通过非线性元件的工作电流值(或电压值)。切忌把非线性元件当成定值电阻看待。例3：图甲所示为一灯泡两端的电压与通过它的电流的变化关系曲线。由图可知，两者不成线性关系，这是焦耳热使灯丝的温度发生了变化的缘故，参考这条曲线回答下列问题：(不计电流表和电源的内阻) (1)若把三个这样的灯泡串联后，接到电动势为12 V 的电源上，求流过灯泡的电流和每个灯泡的电阻。 (2)如图乙所示，将两个这样的灯泡并联后再与10 Ω的定值电阻R 0串联，接在电动势为8 V 的电源上，求通过电流表的电流值以及每个灯泡的实际功率。分析：(1)把三个这样的灯泡串联后，每个灯泡得到的实际电压为U 实＝123 V ＝4 V ，在图甲上可以查到每个灯泡加上4 V 实际电压时的工作电流为：I 实＝0.4 A 。由此可以求出此时每个灯泡的实际电阻为： R ＝U 实I 实＝40.4 Ω＝10 Ω。 (2)在图乙所示的混联电路中，设每个灯泡加上的实际电压和实际电流分别为U 和I ，在这个闭合电路中，有E ＝U ＋2IR 0，代入数据并整理得：U ＝8－20I ，这是一个反映了电路约束的直线方程，把该直线在题图甲上画出，可得如图所示图象。这两条图线的交点为U ＝2 V 、I ＝0.3 A ，同时满足了电路结构和元件的要求。所以此时通过电流表的电流值I A ＝2I ＝0.6 A ，每个灯泡的实际功率P ＝UI ＝2×0.3 W＝0.6 W 。总之，在解决这类问题时，关键是找出实际工作电压电流值，用函数结合图像是一种很好的方法，能达到快速解题之目的。

热敏电阻演示实验

实验三十五热敏电阻演示实验一、实验目的：了解NTC 热敏电阻现象。二、实验内容：通过对NTC 热敏电阻加热，了解其特性。三、实验仪器：加热器、热敏电阻、可调直流稳压电源、＋15V 稳压电源、电压表、主、副电源。四、实验原理：热敏电阻的温度系数有正有负，因此分成两类：PTC 热敏电阻(正温度系数)与NTC 热敏电阻(负温度系数)。一般NTC 热敏电阻测量范围较宽，主要用于温度测量；而PTC 突变型热敏电阻的温度范围较窄，一般用于恒温加热控制或温度开关，也用于彩电中作自动消磁元件。有些功率PTC 也作为发热元件用。PTC 缓变型热敏电阻可用作温度补偿或作温度测量。一般的NTC 热敏电阻测温范围为：-50℃～+300℃。热敏电阻具有体积小、重量轻、热惯性小、工作寿命长、价格便宜，并且本身阻值大，不需考虑引线长度带来的误差，适用于远距离传输等优点。但热敏电阻也有：非线性大、稳定性差、有老化现象、误差较大、一致性差等缺点。一般只适用于低精度的温度测量。五、实验注意事项：加热时间不要超过2分钟，此实验完成后应立即将＋15V 电源拆去，以免影响梁上的应变片性能。六、实验步骤： 1、了解热敏电阻在实验仪的所在位置及符号，它是一个蓝色元件，封装在双平行振动平行梁上片梁的表面。 2、将电压表切换开关置2V 档，直流稳压电源切换开关置±2V 档，按图35接线，开启主、副电源，调整W1(RD)电位器，使电压表指示为100mV 左右。这时电压表的指示值为室温时的Vi 。 3、将＋15V 电源接入加热器，加热器的另一端接地。观察电压表的读数变化（注意加热时间不要超过2分钟）。电压表的输入电压： S IL IH T IL i V ) W W (R W V ?++= 4、由此可见，当温度时，RT 阻值，Vi 。

大物仿真实验报告热敏电阻的温度特性

大学物理仿真实验报告热敏电阻得温度特性一、实验目得了解热敏电阻得电阻—温度特性及测温原理，学习惠斯通电桥得原理及使用方法，学习坐标变换、曲线改直得技巧。二、实验所用仪器及使用方法直流单臂电桥、检流计、待测热敏电阻与温度计、调压器。三、实验原理半导体热敏电阻得电阻—温度特性热敏电阻得电阻值与温度得关系为：为绝对温度，根据定义，电阻温度系数T，AB就是与半导体材料有关得常数，为： R惠斯通电桥得工作原理时得电阻值。t就是在温度为t

如图所示：就就是待测，四个电阻R0，R1，R2Rx组成一个四边形，即电桥得四个臂，其中Rx之间接入与电阻。在四边形得一对对角AC之间连接电源，而在另一对对角B与D平衡时与D两点电位相等时，中无电流通过，电桥便达到了平衡。GB检流计G。当即可求出。都已知，RxR0R0必有Rx = (R1/R2)·，(R1/R2)与电桥灵敏度得定义为：说明电桥灵敏度越高。越大，ΔRx式中Δ指得就是在电桥平衡后Rx得微小改变量，n 实验仪器四、实验所测数据? 不同T所对应得Rt 值

RR1 / T，及均值，ln 得值tt 五、实验结果：tR -1、热敏电阻得特性曲线t数据点连线作图

所对应得点做切线，可以求得切线得斜率：在图上找到T=5088 /(0-85)=5（500-0）、 K= 031 由此计算出：α=-0、二次拟合得曲线：所对应得点做切线，可以求得切线得斜率：在图上找到T=5089 ）/(0-84)=5、（K=495-0 由 031 =--0、由此计算出：α1 / TR 2、ln -- ()曲线t仿真实验画出图线如下图所示、将图修正0153A=0A但计算机仿真实验画出得曲线图中得值计算有误，正确得、后如下：

热敏电阻实验报告模板

实验一温度(热敏电阻)传感器实验一、实验目的：了解热敏电阻测量温度的原理和工作情况。二、实验内容：本实验主要学习以下几方面的内容 1. 了解热敏电阻特性曲线； 2．观察采集到的热信号的实时变化情况。三、实验仪器、设备和材料：所需单元和部件：ELVIS，nextboard ，nextsense02 注意事项： 1在插拔实验模块时，尽量做到垂直插拔，避免因为插拔不当而引起的接插件插针弯曲，影响模块使用。 2 禁止弯折实验模块表面插针，防止焊锡脱落而影响使用。 3 更换模块或插槽前应关闭电源。 4 开始实验前，认真检查电阻连接，避免连接错误而导致的输出电压超量程，否则会损坏数据采集卡。 5本实验仪采用的热敏电阻为NTC热敏电阻，负温度系数。四、实验原理：金属的电阻随温度的升高而增大，但半导体却相反，它的电阻随温度的升高而急剧减少，并呈非线性。在温度变化的同时，热敏电阻阻值变化约为铂热电阻的10倍。热敏电阻正是利用半导体电阻值随温度显著变化这一特性制成的热敏元件。热敏电阻在温度变化时阻值发生变化，将变化接入相应的变换电路中，电阻的变化就产生了电压的变化，测量该电压就可以测得温度。五、实验步骤： 1关闭平台电源（nextboard或者myboard或者ELVISboard），插上热电偶实验模块。开启平台电源，此时可以看到模块左上角电源指示灯亮。 2运行热敏电阻实验应用程序 3传感器介绍、对热敏电阻的原理、分类以及温度计算公式进行了说明。在实验开始前，请仔细阅读传感器介绍。 4特性曲线、根据温度计算公式描绘了热敏电阻以及温度的关系曲线。 5实验内容、罗列了热敏电阻实验的课程要求，按照要求逐步完成课程。 6实验模拟、包含了电路原理仿真以及真实的手动测量实验。 7恒流源实测面板、显示了恒流源电路的实际测试值。 8分压法实测面板。显示了分压电路的实际测试值。六、结果及处理 1绘制R_T特性曲线 2绘制恒流源数据图像 3绘制分压法数据图像

实验二十二 NTC热敏电阻温度特性实验

实验二十二NTC热敏电阻温度特性实验一、实验目的：定性了解NTC热敏电阻的温度特性。二、实验原理：热敏电阻的温度系数有正有负，因此分成两类：PTC热敏电阻(正温度系数：温度升高而电阻值变大)与NTC热敏电阻(负温度系数：温度升高而电阻值变小)。一般NTC热敏电阻测量范围较宽，主要用于温度测量；而PTC突变型热敏电阻的温度范围较窄，一般用于恒温加热控制或温度开关，也用于彩电中作自动消磁元件。有些功率PTC也作为发热元件用。PTC缓变型热敏电阻可用作温度补偿或作温度测量。一般的NTC热敏电阻大都是用Mn，Co，Ni，Fe等过渡金属氧化物按一定比例混合，采用陶瓷工艺制备而成的，它们具有P型半导体的特性。热敏电阻具有体积小、重量轻、热惯性小、工作寿命长、价格便宜，并且本身阻值大，不需考虑引线长度带来的误差，适用于远距离传输等优点。但热敏电阻也有：非线性大、稳定性差、有老化现象、误差较大、离散性大(互换性不好)等缺点。一般只适用于低精度的温度测量。一般适用于-50℃～300℃的低精度测量及温度补偿、温度控制等各种电路中。NTC热敏电阻RＴ温度特性实验原理如图22—1 所示，恒压电源供电Vs=2V，W2L为采样电阻(可调节)。计算公式：Vi＝［W2L/（R T+W2）］·Vs 式中：Vs=2V、R T为热电阻、W2L为W2活动触点到地的阻值作为采样电阻。图22—1 热敏电阻温度特性实验原理图三、需用器件与单元：机头平行梁中的热敏电阻、加热器；显示面板中的F/V表(或电压表)、±2V～±10V步进可调直流稳压电源、-15V直流稳压电源；调理电路面板中传感器输出单元中的R T热电阻、加热器；调理电路单元中的电桥、数显万用表(自备)。四、实验步骤： 1、用数显万用表的20k电阻当测一下R T热敏电阻在室温时的阻值。R T是一个黑色(或兰色或棕色)园珠状元件，封装在双平行梁的上梁表面。加热器的阻值为100Ω左右封装在双平行应变梁的上下梁之间。如图22—2所示。

热敏电阻的非线性解决

热敏电阻的非线性解决如果您打算在整个温度范围内均使用热敏电阻温度传感器件，那么该器件的设计工作会颇具挑战性。热敏电阻通常为一款高阻抗、电阻性器件，因此当您需要将热敏电阻的阻值转换为电压值时，该器件可以简化其中的一个接口问题。然而更具挑战性的接口问题是，如何利用线性 ADC 以数字形式捕获热敏电阻的非线性行为。 “热敏电阻”一词源于对“热度敏感的电阻”这一描述的概括。热敏电阻包括两种基本的类型，分别为正温度系数热敏电阻和负温度系数热敏电阻。负温度系数热敏电阻非常适用于高精度温度测量。要确定热敏电阻周围的温度，您可以借助Steinhart-Hart 公式：T=1/(A +A1(lnR T)+A3(lnR T3)) 来实现。其中，T 为开氏温度；R T为热敏电阻在温度T 时的阻值；0 而A0、A1 和A3则是由热敏电阻生产厂商提供的常数。热敏电阻的阻值会随着温度的改变而改变，而这种改变是非线性的，Steinhart-Hart 公式表明了这一点。在进行温度测量时，需要驱动一个通过热敏电阻的参考电流，以创建一个等效电压，该等效电压具有非线性的响应。您可以使用配备在微控制器上的参照表，尝试对热敏电阻的非线性响应进行补偿。即使您可以在微控制器固件上运行此类算法，但您还是需要一个高精度转换器用于在出现极端值温度时进行数据捕获。另一种方法是，您可以在数字化之前使用“硬件线性化”技术和一个较低精度的 ADC。其中一种技术是将一个电阻R SER与热敏电阻R THER M以及参考电压或电源进行串联（见图 1）。将 PGA（可编程增益放大器）设置为1V/V，但在这样的电路中，一个10 位精度的ADC 只能感应很有限的温度范围（大约±25°C）。请注意，在图 1 中对高温区没能解析。但如果在这些温度值下增加 PGA 的增益，就可以将 PGA 的输出信号控制在一定范围内，在此范围内 ADC 能够提供可靠地转换，从而对热敏电阻的温度进行识别。

PTC热敏电阻实验报告

功能材料—PTC热敏陶瓷制备与性能的综合实验一、实验目的通过实验，使学生加深对“电子信息材料专业方向”中有关基础理论知识的理解。 1.了解PTC热敏陶瓷制备原理及方法 2.使学生熟练掌握PTC电阻的测试方法二、实验原理 PTC效应与许多因素有关，PTC热敏电阻(正温度系数热敏电阻)是一种具温度敏感性的半导体电阻，一旦超过一定的温度(居里温度) 时，它的电阻值随着温度的升高几乎是呈阶跃式的增高。也可以说，PTC(positive temperature coefficient) 电阻是指在某一温度下电阻急剧增加、具有正温度系数的热敏电阻或材料。当PTC 陶瓷元件接通电源后，电流将随电压的升高而迅速增加，达到居里温度时，电流达到最大值，这时PTC 陶瓷元件进入PTC 区域，此时当电压继续升高时，由于PTC 陶瓷元件的电阻急剧增大，电流反而减小。纯BaTiO3陶瓷是良好的绝缘体，是一种优良的陶瓷电容器材料，也是一种典型的钙钛矿型结构的铁电材料。纯的BaTiO3在常温下几乎是绝缘的，电阻率大于1012Ω?cm，通过不等价取代在BaTiO3中掺杂微量的元素后，会使其性能发生变化，出现PTC效应，并且伴随着室温电阻率的大幅度下降。制成的钛酸钡基PTC 陶瓷具有较大的正温度系数和开关阻温特性，通过掺杂，它的居里温度可在很宽的范围内(室温～400 ℃) 任意调节，所以，在航空航天、电子信息通讯、自动控制、家用电器、汽车工业、生物技术、能源及交通等领域，它得到了广泛的应用。钛酸钡基PTC 陶瓷的组成：（1）移峰剂——添加后能够移动居里点（BaTiO3瓷120o C）添加物与主晶相形成固溶体使铁电陶瓷的特性在居里温度处出现的峰值发生移动的现象，称为移峰效应。居里温度通常满足以下经验公式： t c =t c1 (1-x)+t c2 x（x-摩尔分数）该添加物称为移峰剂。PTC 陶瓷中常用钙钛矿型铁电体的移峰剂有两种：钛酸铅、PbTiO3（490℃）、钛酸锶SrTiO3(-250℃)。（2）半导体化: 施主掺杂：将BaTiO 3 基本组成离子分成三种离子群：其中至少在两个位置上的部分离子，用离子半径相接近，而原子价相差1价的不同离子进行置换。置换可得到低电阻率的陶瓷材料。 1.对于Ba 2+位可用La 3+、Ce3+、Sb3+、Sm3+、Dy3+或K +、Na +等离子；

NTC热敏电阻的基本特性

NTC热敏电阻的基本特性 NTC热敏电阻是指具有负温度系数的热敏电阻。是使用单一高纯度材料、具有接近理论密度结构的高性能陶瓷。因此，在实现小型化的同时，还具有电阻值、温度特性波动小、对各种温度变化响应快的特点，可进行高灵敏度、高精度的检测。本公司提供各种形状、特性的小型、高可靠性产品，可满足广大客户的应用需求。电阻－温度特性热敏电阻的电阻－温度特性可近似地用式1表示。 (式1) R=R0 exp {B(1/T-1/T0)} R: 温度T(K)时的电阻值 Ro:温度T0(K)时的电阻值 B: B 值 *T(K)= t(oC)+273.15 exp:指数函数，e(无理数)=2.71828；exp {B(1/T-1/T0)} 指e 的{B(1/T-1/T0)} 次方。但实际上，热敏电阻的B值并非是恒定的，其变化大小因材料构成而异，最大甚至可达5K/°C。因此在较大的温度范围内应用式1时，将与实测值之间存在一定误差。此处，若将式1中的B值用式2所示的作为温度的函数计算时，则可降低与实测值之间的误差，可认为近似相等。 (式2) B T=CT2+DT+E 上式中，C、D、E为常数。另外，因生产条件不同造成的B值的波动会引起常数E发生变化，但常数C、D 不变。因此，在探讨B值的波动量时，只需考虑常数E即可。 ?常数C、D、E的计算常数C、D、E可由4点的(温度、电阻值)数据 (T0, R0). (T1, R1). (T2, R2) and (T3, R3)，通过式3～6计算。首先由式样3根据T0和T1,T2,T3的电阻值求出B1,B2,B3,然后代入以下各式样。

?电阻值计算例试根据电阻－温度特性表，求25°C时的电阻值为5(kΩ)，B值偏差为50(K)的热敏电阻在10°C～30°C 的电阻值。 ?步骤 (1) 根据电阻－温度特性表，求常数C、D、E。 T o=25+273.15 T1=10+273.15 T2=20+273.15 T3=30+273.15 (2) 代入B T=CT2+DT+E+50，求B T。 (3) 将数值代入R=5exp {(B T1/T-1/298.15)}，求R。 *T : 10+273.15～30+273.15 ?电阻－温度特性图如图1所示

大物仿真实验报告_热敏电阻的温度特性

热敏电阻的温度特性一、实验目的（1）了解热敏电阻的电阻—温度特性及测温原理（2）学习惠斯通电桥的原理及使用方法（3）学习坐标变换、曲线改直的技巧。二、实验所用仪器及使用方法直流单臂电桥、检流计、待测热敏电阻和温度计、调压器。实验过程中要注意电池按钮和接通检流计按钮的使用，检流计按钮先使用粗，然后再使用细，不要两个按钮同时使用。实验完成后，一定要将电池按钮开。三、实验原理半导体热敏电阻的电阻—温度特性热敏电阻的电阻值与温度的关系为： A，B是与半导体材料有关的常数，T为绝对温度，根据定义，电阻温度系数为： R 是在温度为t时的电阻值。惠斯通电桥的工作原理 t

1.热敏电阻的R t-t特性曲线数据点连线作图在图上找到T=50所对应的点做切线，可以求得切线的斜率： K=（500-0）/(0-85)= 由此计算出：α= 二次拟合的曲线：

在图上找到T=50所对应的点做切线，可以求得切线的斜率：K=（495-0）/(0-84)= 由由此计算出：α= 2、R t 均值，1 / T，及ln R t 的值 ln R t -- (1 / T)曲线仿真实验画出图线如下图所示

大学物理实验报告--热敏电阻的电阻温度特性的研究(精)

实验六半导体热敏电阻特性的研究实验目的 1．研究热敏电阻的温度特性。 2．进一步掌握惠斯通电桥的原理和应用。实验仪器箱式惠斯通电桥，控温仪，热敏电阻，直流电稳压电源等。实验原理半导体材料做成的热敏电阻是对温度变化表现出非常敏感的电阻元件，它能测量出温度的微小变化，并且体积小，工作稳定，结构简单。因此，它在测温技术、无线电技术、自动化和遥控等方面都有广泛的应用。半导体热敏电阻的基本特性是它的温度特性，而这种特性又是与半导体材料的导电机制密切相关的。由于半导体中的载流子数目随温度升高而按指数规律迅速增加。温度越高，载流子的数目越多，导电能力越强，电阻率也就越小。因此热敏电阻随着温度的升高，它的电阻将按指数规律迅速减小。实验表明，在一定温度范围内，半导体材料的电阻R T 和绝对温度T 的关系可表示为 b T ae R = （4－6－1）其中常数a 不仅与半导体材料的性质而且与它的尺寸均有关系，而常数b 仅与材料的性质有关。常数a 、b 可通过实验方法测得。例如，在温度T 1时测得其电阻为R T 1 11b T ae R = （4－6－2）在温度T 2时测得其阻值为R T 2

22b T ae R = （4－6－3）将以上两式相除，消去a 得 1 1(212 1T T b T T e R R ?= 再取对数，有 11(ln ln 2 121T T R R b T T ??= （4－6－4）把由此得出的b 代入（4－6－2）或（4－6－3）式中，又可算出常数a ，由这种方法确定的常数a 和b 误差较大，为减少误差，常利用多个T 和R T 的组合测量值，通过作图的方法（或用回归法最好）来确定常数a 、b ，为此取（4－6－1）式两边的对数。变换成直线方程： T b a R T +=ln ln （4－6－5）或写作 BX A Y += （4－6－6）式中X b B a A R Y T , , ln , ln ====，然后取X 、Y 分别为横、纵坐标，对不同的温度T 测得对应的R T 值，经过变换后作X ～Y 曲线，它应当是一条截距为A 、斜率为B 的直线。根据斜率求出b ，又由截距可求出a ＝e A 。确定了半导体材料的常数a 和b 后，便可计算出这种材料的激活能E ＝bK （K 为玻耳兹曼常数，其值见附录）以及它的电阻温度系数 %10012×?==T b dT dR R T T α （4－6－7）显然，半导体热敏电阻的温度系数是负的，并与温度有关。热敏电阻在不同温度时的电阻值，可用惠斯通电桥测得。

热敏电阻的工作原理

热敏电阻的工作原理可以说热敏电阻是热电阻的一种所以说，原理都是温度引起电阻变化但是现在热电阻一般都被工业化了，基本是指PT100,CU50等常用热电阻他两的区别是：一般热电阻都是指金属热电阻（PT100）等，热敏电阻都是指半导体热电阻由于半导体热电阻温度系数要比金属大10～100倍以上，能检测出10-6℃的温度变化，而且电阻值可在0.1～100kΩ间任意选择。所以称为热敏电阻但是热敏电阻阻值随温度变化的曲线呈非线性，而且每个相同型号的线性度也不一样，并且测温范围比较小。所以工业上一般用金属热电阻~也就是我们平常所说的热电阻而热敏电阻一般用在电路板里，比如像你所说的可以类似于一个保险丝。由于其阻值随温度变化大，可以作为保护器使用。当然这只是一方面，它的用途也很多，如热电偶的冷端温度补偿就是靠热敏电阻来补偿另外，由于其阻值与温度的关系非线性严重。。。所以元件的一致性很差，并不能像热电阻一样有标准信号热敏电阻器是指阻值随温度的改变而发生显著变化的敏感元件，它可以将热（温度）直接转换为电量。在工作温度范围内，其阻值随温度升高而増加的热敏电阻器，称为正溫度系数热敏电阻器；反之称为负

温度系数热敏电阻器。热敏电阻器早在三十年代就出现了，但因稳定性差，工艺繁杂，产品未能广泛应用。1940年以后，发现某些过渡金属氧化物按一定比例混合，经过成型、烧结以后，能获得具有很大负温度系数的半导休。用这种半导体制成的热敏电阻器，性能相当稳定，可在空气中直接使用。目前各国生产的负温度系数热敏电阻器，绝大部分是用这种合成氧化物半导体制成的。金属材料具有正电阻温度系数，被用来制作正温度系数热敏电阻器，如铂电阻器。1954年以后出现了以钛酸钡为主要材料做成的正温度系数热敏电阻器，在有限的温度区间。六十年代初研制了在某个温区内电阻值急剧减小的负温特性热敏电阻（CTR)^同时以氧化钒为主体的玻璃热敏电阻及锗和硅热敏电阻在一些国家也进行了生产。自1967年以后，国外又幵始硏制薄嗅热敏电阻器。