热敏电阻的温度特性研究
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=1R tdRdT(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。
热敏电阻温度特性研究实验
热敏电阻温度特性研究实验热敏电阻是一种电阻值随温度变化而变化的电阻器件，其特性可以用于温度测量、温度补偿和温度控制等应用。
为了研究热敏电阻的温度特性，我们可以进行以下实验来获取相关数据并分析。
第一步：实验准备在进行实验之前，我们需要准备以下材料和仪器：1. 热敏电阻：选择一款具有明确参数和规格的热敏电阻。
我们可以根据实际需求和实验目的选择合适的材料和规格。
2. 温度控制装置：使用恒温水槽或热电偶与温控器等设备来提供稳定的温度环境。
3. 电阻测量设备：选择一台高精度的电阻计来测量热敏电阻的电阻值。
4. 数据记录装置：通过连接电阻计和计算机，或是使用独立的数据记录设备，将实验数据记录下来以便后续分析。
第二步：实验过程1. 首先，将热敏电阻与电阻测量设备连接。
注意确保连接的稳定和可靠，避免因为松动或接触不良导致实验误差。
2. 将热敏电阻放置在温度控制装置中，并设定一系列不同的温度值。
可以根据实验需求选择适当的温度范围和步进值。
3. 保持每个温度值下的稳定状态，等待热敏电阻达到热平衡。
这样确保测量的数据准确可靠。
4. 使用电阻计测量每个温度下热敏电阻的电阻值，并记录下来。
为了提高准确度，可以对每个温度值进行多次测量并取平均值。
5. 根据实验需要，可以重复多次实验以获得更加可靠的数据。
第三步：实验数据分析与应用1. 整理实验数据，将测量得到的热敏电阻电阻值与相应的温度值进行对应。
2. 基于这些数据，我们可以绘制出热敏电阻的温度特性曲线，其中横轴表示温度，纵轴表示电阻值。
通过曲线的形状和趋势，我们可以分析出热敏电阻的温度响应特性和敏感度。
3. 进一步，我们可以根据实验数据和温度特性曲线，开发出与热敏电阻相关的温度测量、控制和补偿等应用。
例如，使用热敏电阻的温度特性来实现恒温控制系统、电子温度计或温度补偿技术。
其他专业性角度：1. 理论分析：可以通过数学模型和物理方程来解释和解析热敏电阻的温度特性。
例如，通过电阻和温度之间的数学关系，可以计算出电阻值随温度变化的速率或曲线斜率。
热敏电阻温度特性的研究带实验数据处理
本科实验报告实验名称:热敏电阻温度特性的研究（略写）实验15 热敏电阻温度特性的研究【实验目的和要求】1.研究热敏电阻的温度特性。
2.用作图法和回归法处理数据。
【实验原理】1．金属导体电阻金属导体的电阻随温度的升高而增加，电阻值R t与温度t间的关系常用以下经验公式表示：23R t R0（1 t bt2 ct3）（1）式中R t是温度为t时的电阻，R o为t 00C时的电阻，，b,c为常系数。
在很多情况下，可只取前三项：R t R0（1 t bt2）（2）因为常数b比小很多，在不太大的温度范围内，b可以略去，于是上式可近似写成：R t R o（1 t）（3）式中称为该金属电阻的温度系数。
2.半导体热敏电阻热敏电阻由半导体材料制成，是一种敏感元件。
其特点是在一定的温度范围内，它的电阻率T随温度T的变化而显著地变化，因而能直接将温度的变化转换为电量的变化。
一般半导体热敏电阻随温度升高电阻率下降，称为负温度系数热敏电阻，其电阻率T随热力学温度T的关系为B/TT A o e（4）式中A0与B为常数，由材料的物理性质决定。
也有些半导体热敏电阻，例如钛酸钡掺入微量稀土元素，采用陶瓷制造工艺烧结而成的热敏电阻在温度升高到某特定范围（居里点）时，电阻率会急剧上升，称为正温度系数热敏电阻。
其电阻率的温度特性为：Ae B T式中A、B为常数，由材料物理性质决定。
对（5）式两边取对数，得InR r B丄In AT（6）可见1nR T与T成线性关系，若从实验中测得若干个R T和对应的T值，通过作图法可求出A（由截距In A求出）和B （即斜率）。
3.实验原理图(5)4.单臂电桥的基本原理用惠斯通电桥测量电阻时，电桥应调节到平衡状态，此时I g 0。
但有时被测电阻阻值变化很快（如热敏电阻），电桥很难调节到平衡状态，此时用非平衡电桥测量较为方便。
非平衡电桥是指工作于不平衡状态下的电桥，（如图二所示）。
我们知道，当电桥处于平衡状态时G中无电流通过。
热敏电阻温度特性研究实验报告
热敏电阻温度特性研究实验报告热敏电阻温度特性研究实验报告引言：热敏电阻是一种能够随温度变化而改变电阻值的电子元件。
它在工业、医疗、环保等领域中有着广泛的应用。
本实验旨在研究热敏电阻的温度特性，探索其在不同温度下的电阻变化规律，为其应用提供参考。
实验设计：本实验采用的热敏电阻为NTC热敏电阻，其电阻值随温度的升高而下降。
实验所用的测试仪器有温度计、电压源、电流表和万用表。
实验步骤：1. 将热敏电阻与电路连接，保证电路的正常工作。
2. 将电压源接入电路，调节电压为常数值。
3. 使用温度计测量热敏电阻的温度，记录下每个温度点对应的电阻值。
4. 重复步骤3，直到覆盖整个温度范围。
实验结果：通过实验数据的收集与整理，我们得到了热敏电阻在不同温度下的电阻值变化曲线。
实验结果表明，随着温度的升高，热敏电阻的电阻值呈现出逐渐下降的趋势。
当温度较低时，电阻值变化较小；而当温度升高到一定程度时，电阻值的变化速度加快。
讨论：1. 温度对热敏电阻的影响：根据实验结果，我们可以得出结论：温度对热敏电阻的电阻值有着显著的影响。
随着温度的升高，热敏电阻的电阻值逐渐下降。
这是因为在高温下，热敏电阻内部的电导率增加，电子的运动能力增强，从而导致电阻值的降低。
2. 热敏电阻的应用：热敏电阻的温度特性使其在许多领域中得到了广泛的应用。
例如，在温度控制系统中，热敏电阻可以用来检测环境温度，并通过控制电路来实现温度的自动调节。
此外，热敏电阻还可以用于温度计、温度补偿电路等方面。
结论：通过本次实验，我们对热敏电阻的温度特性有了更深入的了解。
实验结果表明，热敏电阻的电阻值随温度的升高而下降。
这一特性使得热敏电阻在许多领域中有着广泛的应用前景。
对于今后的研究和应用，我们可以进一步探索热敏电阻的温度特性，优化其性能，并将其应用于更多的领域中，为人们的生活和工作带来更多便利。
热敏电阻温度特性的研究
热敏电阻温度特性的研究一、实验目的了解和测量热敏电阻阻值与温度的关系二、实验仪器YJ-RZ-4A 数字智能化热学综合实验仪、NTC 热敏电阻传感器、Pt100传感器、数字万用表三、实验原理热敏电阻是其电阻值随温度显著变化的一种热敏元件。
热敏电阻按其电阻随温度变化的典型特性可分为三类，即负温度系数（NTC ）热敏电阻，正温度系数（PTC ）热敏电阻和临界温度电阻器（CTR ）。
PTC 和CTR 型热敏电阻在某些温度范围内，其电阻值会产生急剧变化。
适用于某些狭窄温度范围内的一些特殊应用，而NTC 热敏电阻可用于较宽温度范围的测量。
热敏电阻的电阻-温度特性曲线如图1所示。
图1NTC 半导体热敏电阻是由一些金属氧化物，如钴、锰、镍、铜等过渡金属的氧化物，采用不同比例的配方，经高温烧结而成，然后采用不同的封装形式制成珠状、片状、杠状、垫圈状等各种形状。
与金属导热电阻比较，NTC 半导体热敏电阻具有以下特点：1．有很大的负电阻温度系数，因此其温度测量的灵敏度也比较高；2．体积小，目前最小的珠状热敏电阻的尺寸可达mm 2.0φ，故热容量很小可作为点温或表面温度以及快速变化温度的测量；3．具有很大的电阻值（Ω-521010），因此可以忽略线路导线电阻和接触电阻等的影响，特别适用于远距离的温度测量和控制；4．制造工艺比较简单，价格便宜。
半导体热敏电阻的缺点是温度测量范围较窄。
NTC 半导体热敏电阻具有负温度系数，其电阻值随温度升高而减小，电阻与温度的关系可以用下面的经验公式表示)/exp(T B A R T = （1）式中，T R 为在温度为T 时的电阻值，T 为绝对温度（以K 为单位），A 和B 分别为具有电阻量纲和温度量纲，并且与热敏电阻的材料和结构有关的常数。
由式（1）可得到当温度为0T 时的电阻值0R ，即)/exp(00T B A R = （2）比较式（1）和式（2），可得)]11(exp[00T T B A R R T -= （3） 由式（3）可以看出，只要知道常数B 和在温度为0T 时的电阻值0R ，就可以利用式（3）计算在任意温度T 时的T R 值。
热敏电阻温度特性实验报告
热敏电阻温度特性实验报告热敏电阻温度特性实验报告引言：热敏电阻是一种常用的电子元件，其电阻值会随着温度的变化而发生变化。
了解热敏电阻的温度特性对于电子设备的温度测量和控制至关重要。
本实验旨在通过测量热敏电阻的温度特性曲线，探究其电阻值与温度之间的关系。
实验材料和方法：材料：热敏电阻、直流电源、数字万用表、温度计、恒温水槽、温度控制器、导线等。
方法：1. 将热敏电阻与直流电源、数字万用表连接，组成电路。
2. 将温度计放置在恒温水槽中，并通过温度控制器控制水槽的温度。
3. 将热敏电阻放置在水槽中，使其与水温保持一致。
4. 通过调节温度控制器，使水槽的温度从低到高逐渐升高。
5. 每隔一段时间，记录热敏电阻的电阻值和相应的温度。
实验结果：在实验过程中，我们记录了热敏电阻的电阻值和相应的温度，并绘制了电阻-温度曲线图。
实验结果显示，热敏电阻的电阻值随着温度的升高而减小，呈现出明显的负温度系数特性。
随着温度的升高，电阻值的变化越来越明显，呈现出非线性的趋势。
讨论与分析：热敏电阻的温度特性是由其材料的特性决定的。
一般来说，热敏电阻的材料是半导体材料，其电阻值与材料的导电性质和能带结构有关。
在低温下，半导体材料中的载流子浓度较低，电阻值较大；随着温度的升高，载流子浓度增加，电阻值减小。
这种负温度系数特性使得热敏电阻在温度测量和控制中有着广泛的应用。
此外，热敏电阻的温度特性还受到环境因素的影响。
例如，温度的变化速率、湿度等因素都会对热敏电阻的温度特性产生一定的影响。
因此，在实际应用中，我们需要根据具体的环境条件对热敏电阻的温度特性进行修正和校准。
结论：通过本实验，我们成功地测量了热敏电阻的温度特性，并得到了电阻-温度曲线。
实验结果表明，热敏电阻的电阻值随着温度的升高而减小，呈现出负温度系数特性。
这一特性使得热敏电阻在温度测量和控制中具有重要的应用价值。
然而，需要注意的是，热敏电阻的温度特性受到环境因素的影响，因此在实际应用中需要进行修正和校准。
热敏电阻温度特性及研究带实验数据处理
本科实验报告实验名称:热敏电阻温度特性的研究 （略写）实验15热敏电阻温度特性的研究【实验目的和要求】1. 研究热敏电阻的温度特性。
2. 用作图法和回归法处理数据。
【实验原理】 1． 金属导体电阻金属导体的电阻随温度的升高而增加，电阻值t R 与温度t 间的关系常用以下经验公式表示：)1(320 ++++=ct bt t R R t α （1）式中t R 是温度为t 时的电阻，0R 为00=t C 时的电阻，c b ,,α为常系数。
在很多情况下，可只取前三项：)1(20bt t R R t ++=α （2）因为常数b 比α小很多，在不太大的温度范围内，b 可以略去，于是上式可近似写成：)1(0t R R t α+=（3）式中α称为该金属电阻的温度系数。
2． 半导体热敏电阻热敏电阻由半导体材料制成，是一种敏感元件。
其特点是在一定的温度范围内，它的电阻率T ρ随温度T 的变化而显著地变化，因而能直接将温度的变化转换为电量的变化。
一般半导体热敏电阻随温度升高电阻率下降，称为负温度系数热敏电阻，其电阻率T ρ随热力学温度T 的关系为TB T e A /0=ρ （4）式中0A 与B 为常数，由材料的物理性质决定。
也有些半导体热敏电阻，例如钛酸钡掺入微量稀土元素，采用陶瓷制造工艺烧结而成的热敏电阻在温度升高到某特定范围（居里点）时，电阻率会急剧上升，称为正温度系数热敏电阻。
其电阻率的温度特性为： TB T e A ⋅'=ρρ （5）式中A '、ρB 为常数，由材料物理性质决定。
对（5）式两边取对数，得A T BR T ln 1ln += （6）可见T R ln 与T 1成线性关系，若从实验中测得若干个T R 和对应的T 值，通过作图法可求出A (由截距A ln 求出)和B (即斜率)。
3. 实验原理图图1 实验原理图4. 单臂电桥的基本原理用惠斯通电桥测量电阻时，电桥应调节到平衡状态，此时0=g I 。
热敏电阻的温度特性研究
热敏电阻的温度特性研究及其应用一、 实验目的1．了解热敏电阻和Cu50的基本结构及其应用。
2．研究热敏电阻的阻值与温度的关系，并测定电阻温度系数和热敏电阻材料常数。
3．比较Cu50的温度特性。
4．熟悉惠斯顿单臂电桥的工作原理和使用方法。
二、 实验原理物质的电阻值随温度而变化的现象称为热电阻效应。
在一定的温度范围内，可以通过测量电阻值的变化而进行温度变化的测量，这就是热电传感器的工作原理。
典型的热电传感器有热电偶、热电阻和热敏电阻。
其中，热敏电阻由半导体材料制成，它的电阻温度系数比金属的大几百倍，有着极其灵敏的电阻温度效应，同时它还具有体积小、反应快等优点。
热敏电阻是性能良好的温度传感元件，可以制成半导体温度计、湿度机、气压计、微波功率计等测量仪表，并广泛应用于工业自动控制。
热敏电阻按其电阻随温度变化的典型特性可分为三类，即负温度系数（NTC ）热敏电阻，正温度系数（PTC ）热敏电阻和临界温度电阻器（CTR ）。
其中，NTC 型热敏电阻的电阻值会随温度上升而下降，且电阻随温度的变化范围较大。
热敏电阻的电阻-温度特性曲线如图1所示。
图1NTC 型热敏电阻的电阻与温度的关系式为：T B T Ce R = （1）其中，T 为热力学温度，B 和C 都是与材料物理性质有关的常数，B 称作热敏电阻材料常数，一般为1500-6000K 。
热敏电阻的电阻温度系数T α定义为温度变化1℃时阻值的变化量与该温度下的阻值之比：dTdR R TT T 1=α （2）将式（1）代入上式中得： 2TBT -=α （3） 单位是K -1，一般为－2%～－6%K -1。
由式（3）可以看出，T α是随温度降低而迅速增大。
T α决定热敏电阻在全部工作范围内的温度灵敏度。
热敏电阻的测温灵敏度比金属热电阻的高很多。
Cu50是一种用铜丝做成的热电阻，它的电阻的阻值是随着温度线性变化的，在0℃时它的阻值为50Ω。
其电阻值计算公式为：Cu50的电阻值=实际温度值×k+50 其中k 为变化率，单位：Ω/℃。
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RT
?
?
L S
?
A
L eB T S
?
AeB T
ln
RT
?
ln
A?
B ?1 T
T ? (t ? 273.15)K
y ? a ? bx ln A ? a B ? b
a为y轴上截距, b为斜率
电阻的电阻 —温度特性曲线图
R
3000
2500
2000
?
/ 1500 R
1000
500
0
20
40
60
80
100
t / oc
②测温范围宽 : 常温器件适用于 -55 ℃～315 ℃，高 温器件适用 315 ℃以上（目前最高可达 2000 ℃），低 温器件适用于 -273 ℃～55 ℃；
③体积小: 能够测量空隙腔体及生物体内血管温度； ④使用方便 : 阻值可在 0.1 ～100kΩ 间任意选择； ⑤易加工: 成复杂的形状，可大批量生产； ⑥稳定性好、过载能力强 ．
测电阻
箱式电桥
测温控温
加热电流
保温筒
风扇开关
DHT-2型热学实验仪
【实验内容与步骤】
1、关闭加热电流 ，连接各装置， 开启总电源 ；
2、记录初始温度 t0 =__℃ 测热敏电阻值 Rt0=__Ω ；
3、加热: S键设定加热温度 ,
0.300~1.000A
4、温度达到目标值并稳定后，测量热敏电阻值 Rt ； NTC 测量范围 :t0℃ ~ 80℃，每次间隔 5 ℃左右
O
t/ OC
热敏电阻温度特性
热敏电阻的材料构成
? 金属热敏电阻 ? 材料：金、镍、铋等金属薄膜。 ? 电阻温度系数较小，且多为 正。
? 半导体热敏电阻 ? 材料：金属氧化物，如氧化锰、氧化镍、氧化钴等。 ? 电阻温度系数比金属大十多倍，且多为 负。
热敏电阻测温的主要特点：
①灵敏度较高 : 其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；
G
? 预设阻值R0;
B
? 按住B , 再短按G , 观察检流计偏转;
? 调节电阻R0 ,再按下B和G观察检流计; ? 反复调节R0 ,直到按住B和G时,检流计指零. ? 记录电阻值: 示值X倍率 Ω
注意事项
? 加热电流不要过大，以0.300~0.800A为宜； ? 每次测量前电桥的检流计应调零； ? 电桥测电阻时先按B后按G,结束时先松G再松B. ? 测电阻要迅速，保证测量时温度和电阻的稳定。
热敏电阻温度特性的研究
1
热敏电阻：一种电阻值随温度显著变化
的电子元件。
工作温度范围内，电阻值随温度升高而增加的电阻 称为正温度系数热敏电阻 ，简称PTC热敏电阻，反之称 为负温度系数热敏电阻 ，简称NTC热敏电阻。
利用热敏电阻可将温度量转换为电学量，实现温 度的数字化测量与控制。
R/Ω
NTC
PTC
8.0
7.5
7.0
ln? / Rt 6.5 ln
6.0
5.5
5.0 0.0026
lnRt Linear Fit of Data1_lnRt
0.0028
0.0030
1/T K -1
0.0032
0.0034
QJ23a型直流电桥使用说明
? 内接检流计, 电源3V, 倍率 X1;
? 用调零旋钮 对检流计调零;
?
AeB T
0 20
R
40
60
80
100
t / oc
半导体热敏电阻温度特性
2.惠斯通电桥测电阻
b 、d 电位相等时，检流计无电流，电桥平衡 :
R1/R2 ：比例臂，设定 R0 ：比较臂，调节
I1RX ? I 2 R1
I1R0 ? I2 R2
R x ? R1
R0
R2
Rx
?
R1 R2
R0
【实验仪器】
阻值变化 : 约3000Ω ~ 300Ω
【数据记录】
室温t0 =____℃ 热敏电阻值Rt0= _____Ω
测量温度 t /℃ 电阻 Rt/Ω
[ 数据处理]
1. 作出Rt和t的图线，分析热敏电阻的温度特性； 2. 计算各点的 lnR t和1/T，作出lnR t-1/T关系图，根据 斜率和截距求出 A和B，再代入公式，求得表达式。
【实验目的】
研究热敏电阻的温度特性及其测量方法
自变量： 温 度 t 因变量： 电阻值 R
【实验原理】
1. 半导体热敏电阻的温度特性
半导体材料的 电阻率和热力学温度 之间的关系：
?
?
A
e
B T
3000
2500
热敏电阻值 RT ：
2000
? / 1500 R
1000
500
RT
??L S?源自AL eB T S
关闭加热电流 ,开启风扇电源
箱式电桥
风扇开关
热学实验仪