大学物理实验报告
大学物理实验报告(通用10篇)

大学物理实验报告(通用10篇)大学物理实验报告(通用10篇)在当下这个社会中,我们使用报告的情况越来越多,报告具有语言陈述性的特点。
你所见过的报告是什么样的呢?以下是小编精心整理的大学物理实验报告,仅供参考,希望能够帮助到大家。
大学物理实验报告1一、演示目的气体放电存在多种形式,如电晕放电、电弧放电和火花放电等,通过此演示实验观察火花放电的发生过程及条件。
二、原理首先让尖端电极和球型电极与平板电极的距离相等。
尖端电极放电,而球型电极未放电。
这是由于电荷在导体上的分布与导体的曲率半径有关。
导体上曲率半径越小的地方电荷积聚越多(尖端电极处),两极之间的电场越强,空气层被击穿。
反之越少(球型电极处),两极之间的电场越弱,空气层未被击穿。
当尖端电极与平板电极之间的距离大于球型电极与平板电极之间的距离时,其间的电场较弱,不能击穿空气层。
而此时球型电极与平板电极之间的距离最近,放电只能在此处发生。
三、装置一个尖端电极和一个球型电极及平板电极。
四、现象演示让尖端电极和球型电极与平板电极的距离相等。
尖端电极放电,而球型电极未放电。
接着让尖端电极与平板电极之间的距离大于球型电极与平板电极之间的距离,放电在球型电极与平板电极之间发生五、讨论与思考雷电暴风雨时,最好不要在空旷平坦的田野上行走。
为什么?大学物理实验报告2实验报告一.预习报告1.简要原理2.注意事项二.实验目的三.实验器材四.实验原理五.实验内容、步骤六.实验数据记录与处理七.实验结果分析以及实验心得八.原始数据记录栏(最后一页)把实验的目的、方法、过程、结果等记录下来,经过整理,写成的书面汇报,就叫实验报告。
实验报告的种类因科学实验的对象而异。
如化学实验的报告叫化学实验报告,物理实验的报告就叫物理实验报告。
随着科学事业的日益发展,实验的种类、项目等日见繁多,但其格式大同小异,比较固定。
实验报告必须在科学实验的基础上进行。
它主要的用途在于帮助实验者不断地积累研究资料,总结研究成果。
物理实验报告_2

大学物理实验报告题目:照相机成像原理学生姓名:X X X学号:X X X班级:X X X指导教师:X X X照相机成像实验一、实验目的:1.了解相机的构造2.了解成像原理3.了解相机的使用方法二、数码相机的组成以前一般相机的基本组成:1)镜头镜头使景物成倒象聚焦在胶片上。
为使不同位置的被摄物体成象清晰,除镜头本身需要校正。
2)取景器为了确定被摄景物的范围和便于进行拍摄构图,照相机都应装有取景器。
现代照相机的取景器还带有测距、对焦功能。
3)快门和光圈为了适应亮暗不同的拍摄对象,以期在胶片上获得正确的感光量,必须控制曝光时间的长短和进入镜头光线的强弱。
于是照相机必须设置快门以控制曝光时间的长短,并设置光圈通过光孔大小的调节来控制光量。
4)输片计数机构为了准备第二次拍摄,曝光后的胶片需要拉走,本曝光的胶片要拉过来,因此现代照相机需要有输片机构。
为了指示胶片已拍摄的张数,就需要有计数机构。
5)机身它既是照相机的暗箱,又是照相机各组成部分的结合体。
可用框图表示照相机的最基本组成部分。
当今的数码相机是由镜头、CCD、A/D(模/数转换器)、MPU(微处理器)、内置存储器、LCD(液晶显示器)、PC卡(可移动存储器)和接口(计算机接口、电视机接口)等部分组成,通常它们都安装在数码相机的内部,当然也有一些数码相机的液晶显示器与相机机身分离。
三、实验原理a)光线透过镜头投射到感光元件表层;b)光线被感光元件表层上滤镜分解成不同的色光;c)色光被各滤镜相对应的感光单元感知,并产生不同强度的模拟电流信号,再由感光元件的电路将这些信号收集起来;d)模拟信号通过数模转换器转换成为数字信号,再由DSP对这些信号进行处理,还原成为数字影象;e)数字影象再被传输到存储卡上保存起来。
四、实验成果。
大学物理实验报告答案大全(实验数据与思考题答案全包括)

20 21.708 28.163 6.455 10 22.662 27.254 4.592 20.581 875.4
18 21.862 27.970 6.108 8 22.881 26.965 4.084 20.629
16 22.041 27.811 5.770 6 23.162 26.723 3.561 20.612
(3) 观测汞灯在可见光范围内几条光谱线的波长 实验方法原理
若以单色平行光垂直照射在光栅面上,按照光栅衍射理论,衍射光谱中明条纹的位置由下式决定:
(a + b) sin
=dsin ψk =± kλ
如果人射光不是单色,则由上式可以看出,光的波长不同,其衍射角也各不相同,于是复色光将被分解,而在中央
kψ k =0、
黄 2(明 ) 左 右
绿 (明 ) 左 右
紫 (明 ) 左 右
102°45′ 62°13′ 20.258 ° 577.1
282°48′ 242°18′
102°40′ 62°20′ 20.158 ° 574.4
282°42′ 242°24′
101°31′ 63°29′ 19.025 ° 543.3
281°34′ 243°30′
0.12
0.6%
2
2
2
2
c
u( y )
u (m)
u(n)
= 0.12 8.9 10 8=0.6 %
R
y
mn
mn
20.635
uc ( R) R
uc ( R) R
=5.25mm;U
= 2 ×uc ( R) = 11 mm
R ( R U ) =(875 ±11)mm
1. 透射光牛顿环是如何形成的 ?如何观察 ?画出光路示意图。答:光由牛顿环装置下方射入,在 空气层上下两表面对入射光的依次反射,形成干涉条纹,由上向下观察。
关于大学物理实验报告参考精选5篇

关于大学物理实验报告参考精选5篇通过实验,我们得出结果,很明显的可以发现热敏电阻的阻值对温度的变化是非常敏感的。
下面就是小编给大家带来的大学物理实验报告,希望能帮助到大家!大学物理实验报告1摘要:热敏电阻是阻值对温度变化非常敏感的一种半导体电阻,具有许多独特的优点和用途,在自动控制、无线电子技术、遥控技术及测温技术等方面有着广泛的应用。
本实验通过用电桥法来研究热敏电阻的电阻温度特性,加深对热敏电阻的电阻温度特性的了解。
关键词:热敏电阻、非平衡直流电桥、电阻温度特性1、引言热敏电阻是根据半导体材料的电导率与温度有很强的依赖关系而制成的一种器件,其电阻温度系数一般为(-0.003~+0.6)℃-1。
因此,热敏电阻一般可以分为:Ⅰ、负电阻温度系数(简称NTC)的热敏电阻元件常由一些过渡金属氧化物(主要用铜、镍、钴、镉等氧化物)在一定的烧结条件下形成的半导体金属氧化物作为基本材料制成的,近年还有单晶半导体等材料制成。
国产的主要是指MF91~MF96型半导体热敏电阻。
由于组成这类热敏电阻的上述过渡金属氧化物在室温范围内基本已全部电离,即载流子浓度基本上与温度无关,因此这类热敏电阻的电阻率随温度变化主要考虑迁移率与温度的关系,随着温度的升高,迁移率增加,电阻率下降。
大多应用于测温控温技术,还可以制成流量计、功率计等。
Ⅱ、正电阻温度系数(简称PTC)的热敏电阻元件常用钛酸钡材料添加微量的钛、钡等或稀土元素采用陶瓷工艺,高温烧制而成。
这类热敏电阻的电阻率随温度变化主要依赖于载流子浓度,而迁移率随温度的变化相对可以忽略。
载流子数目随温度的升高呈指数增加,载流子数目越多,电阻率越小。
应用广泛,除测温、控温,在电子线路中作温度补偿外,还制成各类加热器,如电吹风等。
2、实验装置及原理【实验装置】FQJ—Ⅱ型教学用非平衡直流电桥,FQJ非平衡电桥加热实验装置(加热炉内置MF51型半导体热敏电阻(2.7kΩ)以及控温用的温度传感器),连接线若干。
物理实验报告通用15篇

物理实验报告通用15篇在学习、工作生活中,报告十分的重要,其在写作上具有一定的窍门。
那么,报告到底怎么写才合适呢?下面是小编整理的物理实验报告,仅供参考,欢迎大家阅读。
物理实验报告1实验课程名称近代物理实验实验项目名称盖革—米勒计数管的研究姓名王仲洪学号135012012019一、实验目的1.了解盖革——弥勒计数管的结构、原理及特性。
2.测量盖革——弥勒计数管坪曲线,并正确选择其工作电压。
3.测量盖革——弥勒计数管的死时间、恢复时间和分辨时间。
二、使用仪器、材料G-M计数管(F5365计数管探头),前置放大器,自动定标器(FH46313Z智能定标),放射源2个。
三、实验原理盖革——弥勒计数管简称G-M计数管,是核辐射探测器的一种类型,它只能测定核辐射粒子的数目,而不能探测粒子的能量。
它具有价格低廉、设备简单、使用方便等优点,被广泛用于放射测量的工作中。
G-M计数有各种不同的结构,最常见的有钟罩形β计数管和圆柱形计数管两种,这两种计数管都是由圆柱状的阴极和装在轴线上的阳极丝密封在玻璃管内而构成的,玻璃管内充一定量的某种气体,例如,惰性气体氩、氖等,充气的气压比大气压低。
由于β射线容易被物质所吸收,所以β计数管在制造上安装了一层薄的云母做成的窗,以减少β射线通过时引起的吸收,而射线的贯穿能力强,可以不设此窗圆柱形G-M计数管计数管系统示意图在放射性强度不变的情况下,改变计数管电极上的电压,由定标器记录下的相应计数率(单位时间内的计数次数)可得如图所示的曲线,由于此曲线有一段比较平坦区域,因此把此曲线称为坪特性曲线,把这个平坦的部分(V1-V2)称为坪区;V0称为起始电压,V1称为阈电压,△V=V2-V1称为长度,在坪区内电压每升高1伏,计数率增加的百分数称为坪坡度。
G-M计数管的坪曲线由于正离子鞘的存在,因而减弱了阳极附近的电场,此时若再有粒子射入计数管,就不会引起计数管放电,定标器就没有计数,随着正离子鞘向阴极移动,阴极附近的电场就逐渐得到恢复,当正离子鞘到达计数管半径r0处时,阳极附近电场刚刚恢复到可以使进入计数管的粒子引起计数管放电,这段时间称为计数管的死时间,以td来表示;正离子鞘从r0到阴极的一段时间,我们称为恢复时间,以tr表示。
大学物理实验报告及答案共51页

大学物理实验报告答案大全(实验数据及思考题答案全包括)伏安法测电阻实验目的 (1) 利用伏安法测电阻。
(2) 验证欧姆定律。
(3) 学会间接测量量不确定度的计算;进一步掌握有效数字的概念。
U实验方法原理 根据欧姆定律, R = ,如测得 U 和 I 则可计算出 R 。
值得注意的是,本实验待测电阻有两只,I一个阻值相对较大,一个较小,因此测量时必须采用安培表内接和外接两个方式,以减小测量误差。
实验装置 待测电阻两只,0~5mA 电流表 1 只,0-5V 电压表 1 只,0~50mA 电流表 1 只,0~10V 电压表一 只,滑线变阻器 1 只,DF1730SB3A 稳压源 1 台。
实验步骤 本实验为简单设计性实验,实验线路、数据记录表格和具体实验步骤应由学生自行设计。
必要时,可提示学生参照第 2 章中的第 2.4 一节的有关内容。
分压电路是必须要使用的,并作具体提示。
(1) 根据相应的电路图对电阻进行测量,记录 U 值和 I 值。
对每一个电阻测量 3 次。
(2) 计算各次测量结果。
如多次测量值相差不大,可取其平均值作为测量结果。
(3) 如果同一电阻多次测量结果相差很大,应max ∆U 1 = 0.15V ,2 (2) 由 ∆I = I max × 1.5% ,得到 ∆I 1 = 0.075mA , ∆I 2 = 0.75mA ;(3) 再由u= R ( ∆U )2 + ( ∆I)2 ,求得u = 9 × 101 Ω, u= 1Ω ;R 3V 3IR 1 R 2(4) 结果表示 R 1 = (2.92 ± 0.09) ×10光栅衍射实验目的(1) 了解分光计的原理和构造。
(2) 学会分光计的调节和使用方法。
Ω, R2 = (44 ± 1)Ω(3) 观测汞灯在可见光范围内几条光谱线的波长实验方法原理若以单色平行光垂直照射在光栅面上,按照光栅衍射理论,衍射光谱中明条纹的位置由下式决定: (a + b) sin ψk=dsin ψk =±k λ 如果人射光不是单色,则由上式可以看出,光的波长不同,其衍射角也各不相同,于是复色光将被分解,而在中央 k =0、 ψ =0 处,各色光仍重叠在一起,形成中央明条纹。
大学物理实验报告书(共6篇)
篇一:大学物理实验报告1图片已关闭显示,点此查看学生实验报告学院:软件与通信工程学院课程名称:大学物理实验专业班级:通信工程111班姓名:陈益迪学号:0113489学生实验报告图片已关闭显示,点此查看一、实验综述1、实验目的及要求1.了解游标卡尺、螺旋测微器的构造,掌握它们的原理,正确读数和使用方法。
2.学会直接测量、间接测量的不确定度的计算与数据处理。
3.学会物理天平的使用。
4.掌握测定固体密度的方法。
2 、实验仪器、设备或软件1 50分度游标卡尺准确度=0.02mm 最大误差限△仪=±0.02mm2 螺旋测微器准确度=0.01mm 最大误差△仪=±0.005mm 修正值=0.018mm3 物理天平 tw-0.5 t天平感度0.02g 最大称量 500g △仪=±0.02g 估读到 0.01g二、实验过程(实验步骤、记录、数据、分析)1、实验内容与步骤1、用游标卡尺测量圆环体的内外径直径和高各6次;2、用螺旋测微器测钢线的直径7次;3、用液体静力称衡法测石蜡的密度;2、实验数据记录表(1)测圆环体体积图片已关闭显示,点此查看(2)测钢丝直径仪器名称:螺旋测微器(千分尺)准确度=0.01mm估读到0.001mm图片已关闭显示,点此查看图片已关闭显示,点此查看测石蜡的密度仪器名称:物理天平tw—0.5天平感量: 0.02 g 最大称量500 g3、数据处理、分析(1)、计算圆环体的体积1直接量外径d的a类不确定度sd ,sd=○sd=0.0161mm=0.02mm2直接量外径d的b类不确定度u○d.ud,=ud=0.0155mm=0.02mm3直接量外径d的合成不确定度σσ○σd=0.0223mm=0.2mm4直接量外径d科学测量结果○d=(21.19±0.02)mmd=5直接量内径d的a类不确定度s○sd=0.0045mm=0.005mmd。
ds=6直接量内径d的b类不确定度u○dud=ud=0.0155mm=0.02mm7直接量内径d的合成不确定度σi σ○σd=0.0160mm=0.02mm8直接量内径d的科学测量结果○d=(16.09±0.02)mm9直接量高h的a类不确定度s○sh=0.0086mm=0.009mmd=h hs=10直接量高h的b类不确定度u○h duh=0.0155mm=0.02mm11直接量高h的合成不确定度σ○σh=0.0177mm=0.02mm 12直接量高h的科学测量结果○h=(7.27±0.02)mmhσh=13间接量体积v的平均值:v=πh(d-d)/4 ○22v =1277.8mm14 间接量体积v的全微分:dv=○3? (d2-d2)4dh+dh?dh?dd- dd 22再用“方和根”的形式推导间接量v的不确定度传递公式(参考公式1-2-16) 222?v?(0.25?(d2?d2)?h)?(0.5dh??d)?(0.5dh??d)计算间接量体积v的不确定度σ3σv=0.7mmv15写出圆环体体积v的科学测量结果○v=(1277.8±0.7) mm2、计算钢丝直径(1)7次测量钢丝直径d的a类不确定度sd ,sd=sdsd =0.0079mm=0.008mm3(2)钢丝直径d的b类不确定度ud ,ud=udud=0.0029mm=0.003mm(3)钢丝直径d的合成不确定度σ。
物理实验报告
物理实验报告标题: 光电效应实验报告引言:光电效应是原子或固体表面光与物质相互作用的现象,通过该实验可以研究光电效应的基本规律。
本实验利用光电效应产生的光电流与入射光强度、波长和电压之间的关系,验证光电效应方程和爱因斯坦的光电效应假设。
实验装置:1. 光电效应实验装置2. 光电池3. 高阻箱4. 变压器5. 电压表6. 电流表7. 光源(单色光、白光)实验步骤:1. 将光电池装置连接至高阻箱和电压表,设置适当的电压和电流范围。
2. 使用单色光源,调节光源距离光电池的距离,并记录各个距离下的光电流值。
3. 重复步骤2,使用不同波长的单色光进行实验。
4. 将光源更换为白光,重复步骤2,记录光电流值。
数据处理:1. 绘制光电流与入射光强度的关系曲线。
2. 分析曲线的特点,确定光电流与入射光强度的数学关系。
3. 使用波长变化的实验数据,验证爱因斯坦的光电效应假设。
4. 比较不同波长光下的结果,讨论光电流与波长之间的关系。
讨论与结论:通过实验数据的分析和对比,可以得出以下结论:1. 光电效应满足光电效应方程,光电流与入射光强度呈线性关系。
2. 光电流与波长有关,短波长光的光电流值较大。
3. 实验结果符合爱因斯坦的光电效应假设,即光电流与光的频率成正比。
实验总结:光电效应实验通过对光电流与入射光强度、波长的关系的研究,验证了光电效应方程和爱因斯坦的光电效应假设。
实验结果对于理解光电效应的基本规律和光电池的应用具有重要的意义。
同时,在实验过程中,我们也学到了正确使用实验仪器、操作技巧和数据处理方法的实践经验。
大学物理实验报告(共7篇)
篇一:大学物理实验报告示例(含数据处理)【实验题目】长度和质量的测量【实验目的】1. 掌握米尺、游标卡尺、螺旋测微计等几种常用测长仪器的读数原理和使用方法。
2. 学会物理天平的调节使用方法,掌握测质量的方法。
3. 学会直接测量和间接测量数据的处理,会对实验结果的不确定度进行估算和分析,能正确地表示测量结果。
【实验仪器】(应记录具体型号规格等,进实验室后按实填写)直尺(50cm)、游标卡尺(0.02mm)、螺旋测微计(0~25mm,0.01mm),物理天平(tw-1b型,分度值0.1g,灵敏度1div/100mg),被测物体【实验原理】(在理解基础上,简明扼要表述原理,主要公式、重要原理图等)一、游标卡尺主尺分度值:x=1mm,游标卡尺分度数:n(游标的n个小格宽度与主尺的n-1小格长度相等),游标尺分度值:n?1nx(50分度卡尺为0.98mm,20分度的为:0.95mm),主尺分度值与游标尺n?1nx?xn分度值的差值为:x?,即为游标卡尺的分度值。
如50分度卡尺的分度值为:1/50=0.02mm,20分度的为:1/20=0.05mm。
读数原理:如图,整毫米数l0由主尺读取,不足1格的小数部分?l需根据游标尺与主尺对齐的刻线数?l?kx?kk和卡尺的分度值x/n读取:n?1nx?kxn读数方法(分两步):(1)从游标零线位置读出主尺的读数.(2)根据游标尺上与主尺对齐的刻线k读出不足一分格的小数,二者相加即为测量值.即: l?l0??l?l0?kxn,对于50分度卡尺:l?l0?k?0.02;对20分度:l?l0?k?0.05。
实际读数时采取直读法读数。
二、螺旋测微器原理:测微螺杆的螺距为0.5mm,微分筒上的刻度通常为50分度。
当微分筒转一周时,测微螺杆前进或后退0.5mm,而微分筒每转一格时,测微螺杆前进或后退0.5/50=0.01mm。
可见该螺旋测微器的分度值为0.01mm,即千分之一厘米,故亦称千分尺。
大学物理实验报告(10篇)
大学物理实验报告(10篇)大学物理实验报告1院系名称:勘察与测绘学院专业班级:姓名:学号:辉光盘【实验目的】:观察平板晶体中的高压辉光放电现象。
【实验仪器】:大型闪电盘演示仪【实验原理闪电盘是在两层玻璃盘中密封了涂有荧光材料的玻璃珠,玻璃珠充有稀薄的惰性气体(如氩气等)。
控制器中有一块振荡电路板,通过电源变换器,将12V低压直流电转变为高压高频电压加在电极上。
通电后,振荡电路产生高频电压电场,由于稀薄气体受到高频电场的电离作用二产生紫外辐射,玻璃珠上的荧光材料受到紫外辐射激发出可见光,其颜色由玻璃珠上涂敷的荧光材料决定。
由于电极上电压很高,故所发生的光是一些辐射状的辉光,绚丽多彩,光芒四射,在黑暗中非常好看。
【实验步骤】:1. 将闪电盘后控制器上的电位器调节到最小;2. 插上220V电源,打开开关;3. 调高电位器,观察闪电盘上图像变化,当电压超过一定域值后,盘上出现闪光;4. 用手触摸玻璃表面,观察闪光随手指移动变化;5. 缓慢调低电位器到闪光恰好消失,对闪电盘拍手或说话,观察辉光岁声音的变化。
【注意事项】:1. 闪电盘为玻璃质地,注意轻拿轻放;2. 移动闪电盘时请勿在控制器上用力,避免控制器与盘面连接断裂;3. 闪电盘不可悬空吊挂。
辉光球【实验目的】观察辉光放电现象,了解电场、电离、击穿及发光等概念。
【实验步骤】1.将辉光球底座上的电位器调节到最小;2.插上220V电源,并打开开关;3. 调节电位器,观察辉光球的玻璃球壳内,电压超过一定域值后中心处电极之间随机产生数道辉光;4.用手触摸玻璃球壳,观察到辉光随手指移动变化;5.缓慢调低电位器到辉光恰好消失,对辉光球拍手或说话,观察辉光随声音的变化。
【注意事项】1.辉光球要轻拿轻放;2.辉光球长时间工作可能会产生臭氧。
【实验原理】辉光球发光是低压气体(或叫稀疏气体)在高频电场中的放电现象。
玻璃球中央有一个黑色球状电极。
球的底部有一块震荡电路板,通电后,震荡电路产生高频电压电场,由于球内稀薄气体受到高频电场的电离作用而光芒四射。
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大学物理实验报告
摘要、热敏电阻是阻值对温度变化非常敏感的一种半导体电阻,具有许多独特的优点和用途,在自动控制、无线电子技术、遥控技术及测温技术等方面有着广泛的应用。
本实验通过用电桥法来研究热敏电阻的电阻温度特性,加深对热敏电阻的电阻温度特性的了解。
关键词、热敏电阻、非平衡直流电桥、电阻温度特性
1、引言
热敏电阻是根据半导体材料的电导率与温度有很强的依赖关系而制成的一种器件,其电阻温度系数一般为(-
0.003~+0.6)℃-1。
因此,热敏电阻一般可以分为:
Ⅰ、负电阻温度系数(简称NTC)的热敏电阻元件
常由一些过渡金属氧化物(主要用铜、镍、钴、镉等氧化物)在一定的烧结条件下形成的半导体金属氧化物作为基本材料制成的,近年还有单晶半导体等材料制成。
国产的主要是指MF91~MF96型半导体热敏电阻。
由于组成这类热敏电阻的上述过渡金属氧化物在室温范围内基本已全部电离,即载流子浓度基本上与温度无关,因此这类热敏电阻的电阻率随温度变化主要考虑迁移率与温度的关系,随着温度的升高,迁移率增加,电阻率下降。
大多应用于测温控温技术,还可以制成流量计、功率计等。
Ⅱ、正电阻温度系数(简称PTC)的热敏电阻元件
常用钛酸钡材料添加微量的钛、钡等或稀土元素采用陶瓷工艺,高温烧制而成。
这类热敏电阻的电阻率随温度变化主要依赖于载流子浓度,而迁移率随温度的变化相对可以忽略。
载流子数目随温度的升高呈指数增加,载流子数目越多,电阻率越小。
应用广泛,除测温、控温,在电子线路中作温度补偿外,还制成各类加热器,如电吹风等。
2、实验装置及原理
【实验装置】
FQJ—Ⅱ型教学用非平衡直流电桥,FQJ非平衡电桥加热实验装置(加热炉内置MF51型半导体热敏电阻(2.7kΩ)以及控温用的温度传感器),连接线若干。
【实验原理】
根据半导体理论,一般半导体材料的电阻率和绝对温度之间的关系为
(1—1)
式中a与b对于同一种半导体材料为常量,其数值与材料的物理性质有关。
因而热敏电阻的电阻值可以根据电阻定律写为
(1—2)
式中为两电极间距离,为热敏电阻的横截面,。
对某一特定电阻而言,与b均为常数,用实验方法可以测定。
为了便于数据处理,将上式两边取对数,则有(1—3)
上式表明与呈线性关系,在实验中只要测得各个温度以及对应的电阻的值,
以为横坐标,为纵坐标作图,则得到的图线应为直线,可用图解法、计算法或最小二乘法求出参数a、b的值。
热敏电阻的电阻温度系数下式给出
(1—4)
从上述方法求得的b值和室温代入式(1—4),就可以算出室温时的电阻温度系数。
热敏电阻在不同温度时的电阻值,可由非平衡直流电桥测得。
非平衡直流电桥原理图如右图所示,B、D之间为一负载电阻,只要测出,就可以得到值。
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当负载电阻→,即电桥输出处于开
路状态时,=0,仅有电压输出,用表示,当时,电桥输出=0,即电桥处于平衡状态。
为了测量的准确性,在测量之前,电桥必须预调平衡,这样可使输出电压只与某一臂的电阻变化有关。
若R1、R2、R3固定,R4为待测电阻,R4=RX,则当R4→R4+△R时,因电桥不平衡而产生的电压输出为、
(1—5)
在测量MF51型热敏电阻时,非平衡直流电桥所采用的是立式电桥,,且,则
(1—6)
式中R和均为预调平衡后的电阻值,测得电压输出后,通过式(1—6)运算可得△R,从而求的=R4+△R。
3、热敏电阻的电阻温度特性研究
根据表一中MF51型半导体热敏电阻(2.7kΩ)之电阻~温度特性研究桥式电路,并设计各臂电阻R和的值,以确保电压输出不会溢出(本实验=1000.0Ω,=4323.0Ω)。
根据桥式,预调平衡,将“功能转换”开关旋至”电压“位置,按下G、B开关,打开实验加热装置升温,每隔2℃测1个值,并将测量数据列表(表二)。
表一MF51型半导体热敏电阻(2.7kΩ)之电阻~温度特性温度℃253035404550556065
电阻Ω2700222518701573134111601000868748
表二非平衡电桥电压输出形式(立式)测量MF51型热敏电阻的数据
i12345678910
温度t℃10.412.414.416.418.420.422.424.426.428.4 热力学
TK283.4285.4287.4289.4291.4293.4295.4297.4299.4301.4 0.0-12.5-27.0-42.5-58.4-74.8-91.6-107.8-126.4-144.4
0.0-259.2-529.9-789-1027.2-124.8-1451.9-1630.1-1815.4-1977.9
4323.04063.83793.13534.03295.83074.92871.12692.92507. 62345.1
根据表二所得的数据作出~图,如右图所示。
运用最小二乘法计算所得的线性方程为,即MF51型半导体热敏电阻(2.7k Ω)的电阻~温度特性的数学表达式为。
4、实验结果误差
通过实验所得的MF51型半导体热敏电阻的电阻—温度特性的数学表达式为。
根据所得表达式计算出热敏电阻的电阻~温度特性的测量值,与表一所给出的参考值有较好的一致性,如下表所示、
表三实验结果比较
温度℃253035404550556065
参考值RTΩ2700222518701573134111601000868748
测量值RTΩ2720223819001587140812321074939823
相对误差%0.740.581.600.894.996.207.408.1810.00 从上述结果来看,基本在实验误差范围之内。
但我们可以清楚的发现,随着温度的升高,电阻值变小,但是相对误差却在变大,这主要是由内热效应而引起的。
5、内热效应的影响
在实验过程中,由于利用非平衡电桥测量热敏电阻时总有一定的工作电流通过,热敏电阻的电阻值大,体积小,热容量小,因此焦耳热将迅速使热敏电阻产生稳定的高于外界温度的附加内热温升,这就是所谓的内热效应。
在准确测量热敏电阻的温度特性时,必须考虑内热效应的影响。
本实验不作进一步的研究和探讨。
6、实验小结
通过实验,我们很明显的可以发现热敏电阻的阻值对温度的变化是非常敏感的,而且随着温度上升,其电阻值呈指数关
系下降。
因而可以利用电阻—温度特性制成各类传感器,可使微小的温度变化转变为电阻的变化形成大的信号输出,特别适于高精度测量。
又由于元件的体积小,形状和封装材料选择性广,特别适于高温、高湿、振动及热冲击等环境下作温湿度传感器,可应用与各种生产作业,开发潜力非常大。
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大学物理实验[M]厦门、厦门大学出版社
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