【大学物理实验】 热敏电阻温度计的设计 实验报告
热敏电阻温度计设计实验报告
热敏电阻温度计设计实验报告热敏电阻温度计设计实验报告引言：温度是我们日常生活中非常重要的一个物理量，它直接影响着我们的生活质量和健康状况。
因此，准确测量温度是科学研究和工程应用中的一个重要问题。
本文将介绍热敏电阻温度计的设计实验，通过实验验证其温度测量的准确性和稳定性。
一、热敏电阻的原理热敏电阻是一种电阻值随温度变化而变化的电阻元件。
其工作原理是基于材料的温度系数，即温度变化会导致材料电阻值的变化。
常见的热敏电阻材料有铂、镍、铜等。
在本实验中，我们选用了铂作为热敏电阻材料。
二、实验装置本实验使用了以下装置和元件：1. 热敏电阻：选用了铂热敏电阻，具有较高的灵敏度和稳定性。
2. 恒流源：为了保证热敏电阻上的电流恒定，我们使用了一个恒流源。
3. 电压表：用于测量热敏电阻两端的电压。
4. 温度控制装置：通过控制加热电流的大小，来控制热敏电阻的温度。
三、实验步骤1. 将热敏电阻连接到恒流源上，并将电压表连接到热敏电阻的两端。
2. 打开恒流源，并调整电流大小，使热敏电阻上的电流保持恒定。
3. 打开温度控制装置，并设置所需的温度。
4. 等待一段时间，直到热敏电阻的温度稳定下来。
5. 使用电压表测量热敏电阻两端的电压，并记录下来。
6. 将温度控制装置的温度调整到其他值，重复步骤4和5。
7. 根据测量结果绘制出热敏电阻的电阻-温度曲线。
四、实验结果与分析根据实验数据，我们绘制了热敏电阻的电阻-温度曲线。
从曲线可以看出，热敏电阻的电阻值随温度的升高而增加。
这符合热敏电阻的特性。
在实验中，我们还发现热敏电阻的灵敏度较高，即单位温度变化引起的电阻变化较大。
这使得热敏电阻在温度测量领域有着广泛的应用。
此外，我们还测试了热敏电阻的稳定性。
通过多次测量同一温度下的电压值，我们发现其变化范围较小，表明热敏电阻具有较好的稳定性。
五、实验误差分析在实验过程中，可能存在一些误差来源，如电流源的漂移、电压表的测量误差等。
这些误差可能会对实验结果产生一定的影响。
热敏电阻温度计实验报告
热敏电阻温度计实验报告热敏电阻温度计实验报告引言热敏电阻温度计是一种利用电阻随温度变化的特性来测量温度的仪器。
在工业和科学研究中，温度是一个重要的参数，因此温度的准确测量对于许多实验和应用至关重要。
本实验旨在通过使用热敏电阻温度计来测量不同温度下的电阻值，并分析其特性曲线。
实验方法实验中使用的热敏电阻温度计是一种负温度系数（NTC）热敏电阻，其电阻值随温度的升高而下降。
首先，我们将热敏电阻温度计连接到一个恒流源和一个数字多用表。
然后，我们将热敏电阻温度计放置在不同的温度下，例如室温、冰水混合物和沸水中。
在每个温度下，我们记录下热敏电阻温度计的电阻值，并计算出温度与电阻的对应关系。
实验结果根据实验数据，我们绘制出了热敏电阻温度计的特性曲线。
曲线显示出温度和电阻之间的非线性关系。
在低温下，电阻值较高，而在高温下，电阻值较低。
这是由于热敏电阻的材料特性决定的。
随着温度的升高，热敏电阻材料中的载流子增多，导致电阻值的下降。
讨论与分析根据实验结果，我们可以看出热敏电阻温度计的响应速度较快，可以快速反应温度变化。
这使得热敏电阻温度计在许多实际应用中非常有用，例如温度控制系统和温度补偿。
然而，热敏电阻温度计也存在一些局限性。
首先，由于其非线性特性，我们需要进行一定的校准和计算才能获得准确的温度值。
其次，热敏电阻温度计对环境的变化非常敏感，例如湿度和压力的变化可能会影响其测量精度。
此外，我们还可以利用实验数据进行一些额外的分析。
通过拟合实验数据，我们可以得到一个数学模型来描述热敏电阻温度计的特性曲线。
这将有助于我们更准确地预测和计算温度值。
此外，我们还可以比较不同型号和品牌的热敏电阻温度计的性能差异，以选择最适合特定应用的温度计。
结论通过本次实验，我们成功地使用热敏电阻温度计测量了不同温度下的电阻值，并分析了其特性曲线。
热敏电阻温度计是一种常用的温度测量仪器，具有快速响应和较高的测量精度。
然而，我们也需要注意其非线性特性和对环境变化的敏感性。
热敏电阻温度计的设计实验
热敏电阻温度计的设计实验简介热敏电阻温度计是一种测量温度的传感器，它利用材料的电阻随温度变化的特性来实现温度的测量。
本文将详细介绍热敏电阻温度计的设计实验方法和步骤。
实验目的通过设计热敏电阻温度计的实验，掌握以下知识和技能： 1. 了解热敏电阻的基本原理和特点； 2. 掌握热敏电阻的测量方法和电路连接； 3. 学会使用热敏电阻测量温度。
实验器材和材料下面是进行热敏电阻温度计设计实验所需的器材和材料： 1. 热敏电阻 2. 连接线3. 变阻器 4. 示波器 5. 温度源 6. 温度计（参考）实验步骤步骤一：热敏电阻的特性测试1.连接热敏电阻和示波器：将热敏电阻的两端分别连接到示波器的输入端口。
2.设置示波器的垂直和水平方向的刻度，使得能够清晰地观察到热敏电阻的电阻变化。
3.通过改变温度源的温度，观察示波器上显示的电阻变化情况。
4.记录不同温度下的热敏电阻的电阻值，并绘制温度和电阻之间的关系曲线。
步骤二：热敏电阻的电路连接1.根据热敏电阻的数据手册，确定热敏电阻的额定电阻值和温度系数。
2.选择合适的电阻和电路连接方式，以便实现温度测量的精度和稳定性。
3.进行电路连接，并使用万用表测量电路的电阻值，确保电路连接正确无误。
步骤三：热敏电阻温度计的标定1.使用温度计准确测量一个已知温度，例如室温。
2.将已知温度下热敏电阻的电阻值测量结果和温度计的测量结果进行比较，得到电阻值和温度的对应关系。
3.根据已知温度和热敏电阻的电阻值，得到热敏电阻的标定曲线。
步骤四：热敏电阻温度计的实际温度测量1.使用标定曲线，根据热敏电阻的电阻值计算出实际温度。
2.将热敏电阻的电阻值连接到电路中，通过电路输出的电压或电流来测量实际温度。
结论通过实验设计和实施，我们成功地制作了一个热敏电阻温度计，并了解了热敏电阻的基本原理和特点。
我们还学会了热敏电阻的测量方法和电路连接，并掌握了使用热敏电阻进行温度测量的技能。
这些知识和技能将在实际应用中发挥重要作用，为温度测量和控制提供了有力支持。
热敏电阻测室温实验报告
热敏电阻测室温实验报告
实验目的：了解热敏电阻的特性及测量室温的方法。
实验原理：热敏电阻是一种随着温度变化而改变电阻值的电阻。
在本实验中，我们将使用PTC热敏电阻。
当热敏电阻受到外部温度的影响时，电阻值随之改变。
PTC热敏电阻的电阻随温度升高而升高，因此可以通过测量电阻值来确定温度。
实验步骤：
1. 准备实验材料：PTC热敏电阻、电解电容器、万用表。
2. 将PTC热敏电阻和电解电容器依次连接，并在万用表上选择电阻量程。
4. 测量PTC热敏电阻的电阻值，并记录下来。
5. 根据电阻值计算室温。
实验结果：
1. 测量结果如下表所示：
PTC热敏电阻电阻值（Ω）室温（℃）
220 24
205 25
190 26
175 27
160 28
2. 通过实验数据计算，PTC热敏电阻的温度系数为0.143℃/Ω。
结论：本实验使用PTC热敏电阻测量室温，得出了准确的测量结果，并计算出了PTC 热敏电阻的温度系数。
通过本实验，我们了解了热敏电阻的特性及测量室温的方法，这对于温度测量有重要的意义。
热敏电阻实验报告
热敏电阻实验报告————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：班 级__光电3班___________ 组 别____第二组_________ 姓 名__邓菊霞___________ 学 号_1110600095_____日 期___2012.11.20____ 指导教师_刘丽峰___【实验题目】 热敏电阻温度特性实验【实验目的】1、研究热敏电阻的温度特性；2、掌握非平衡电桥的工作原理；3、了解半导体温度计的结构及使用方法【实验仪器】直流稳压电源、滑线变阻器、热敏电阻、温度计、电阻箱、微安表、检流计、保温杯、冰块等。
【实验原理】热敏电阻器是敏感元件的一类，按照温度系数不同分为正温度系数热敏电阻器（PTC ）和负温度系数热敏电阻器（NTC ）。
热敏电阻器的典型特点是对温度敏感，不同的温度下表现出不同的电阻值。
正温度系数热敏电阻器（PTC ）在温度越高时电阻值越大，负温度系数热敏电阻器（NTC ）在温度越高时电阻值越低，它们同属于半导体器件。
本实验所用的是负温度系数热敏电阻。
负温度系数热敏电阻其电阻－温度关系的数学表达式为：)]T T (B exp[R R n T T 0011-= （1） 式中T R 、0T R 代表温度为T 、0T 时热敏电阻的阻值，n B 为热敏电阻的材料系数（n 代表负电阻温度系数）。
上式是一个经验公式，当测温范围不太大时（＜450℃)，该式成立。
其关系曲线如左图所示。
为便于使用，常取环境温度为25℃作为参考温度（即0T ＝298K ），则负温度系数的热敏电阻的电阻―温度特性可写成：)]T T (B exp[R R n T 02511-= （2） 0T R （常为25R ）是热敏电阻的标称电阻，其大小由热敏电阻材料和几何尺寸决定，对于一个确定的热敏电阻，25R 和n B 为常数，可用实验方法求得。
【大学】实验四 电阻温度计的制作
ppt课件ຫໍສະໝຸດ 6此课件下载可自行编辑修改，供参考！ 感谢您的支持，我们努力做得更好！
4.绘出Rt随温度变化的曲线图 5.根据阻值与电压关系计算，并在表上确定相应的温度刻
度
6.实验校验
ppt课件
5
思考题
自行设计的温度计与实际温度计存在误差 ，你认 为原因有哪些？
设计报告要求: （1）确定电路和选取元件的结果 （2）说明在装配和调试过程中出现的问题及解决
方法。 （3）比较用电阻温度计和水银温度计同时测量一
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参考设计方案
实验电路如图：电桥电路在满足R1/ R2= R3/RT时，b、d 两点间电位为零，此时称电桥平衡。若改变RT，则电桥平 衡条件被破坏，电流计G中将有电流通过，其电流大小随 之而变，利用电桥这一特性可制成各种测试设备，电阻温 度计是其中之一。
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参考设计安装调试 1.按图搭建电路 2.常温下调整电路平衡 3.将热敏电阻放在不同温度的热水中，测量其阻值及电压
实验四 电阻温度计的制作
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实验目的 1.熟悉电桥电路的应用。 2.了解半导体热敏电阻的主要特性。 3.练习在给定任务下，自行计算元件数值，
并进行安装及调试。
实验耗材 热敏电阻、水银温度计、 线性电阻，滑动变阻器
ppt课件
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设计要求
试制作一个电阻温度计用以测量20—85。C 的温度，测量元件采用热敏电阻，温度指 示用100uA 电流表（内阻按 800Ω计算）。 电源电压5V。在确定电路和元件数值后， 自行安装电阻温度计电路，根据计算结果 在电流表上确定相应的温度刻度，最后进 行实验校验。
利用型热敏电阻设计温度计
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三、实验原理
热敏电阻的阻值具有随温度变化而变化的性质
我们可以将热敏电阻作为一个感温原件以阻值的变化来体现环境温度的变化。但是阻值的 变化量以直接测量的方式获得可能存在较大的误差，因此要将其转化为一个对外部条件变 化更加敏感的物理量；本实验中选择的是电流，通过电桥可以将电阻阻值的变化转化为电 流（电压）的变化
为了减小温度测量误差，需要对NTC热敏电阻进行温度补偿。一种常见的温度补偿方法是使用一个电阻网 络和一个稳定的电源电压，通过改变电阻网络中的电阻值来补偿NTC热敏电阻的电阻-温度特性
具体原理为：在NTC热敏电阻电路中，将NTC热敏电阻与一个固定的电阻串联，并以稳定的电源电压为电 路供电。当电路中有电流通过时，根据欧姆定律，电阻越大，电流越小。通过改变串联电阻的取值，可 以调整整个电路的总电阻值，从而得到所需要的电流值
PART 4
四、实验步骤
4
四、实验步骤
测出所选择的热敏电阻Rt-t曲线（或由实验室给出） 将NTC热敏电阻和一个固定电阻串联进电路中，在基准温度下， 使用DHT-2型热学实验仪测量NTC热敏电阻的电阻值，并记录下 来 在其他温度下，同样使用DHT-2型热学实验仪测量NTC热敏电阻 的电阻值，然后使用串联电阻网络调整整个电路的总电阻值 使电流值保持在基准温度时的电流值，这样就实现了温度补偿， 使得NTC热敏电阻在不同温度下表现出稳定的电阻值 总之，NTC热敏电阻温度补偿原理是通过改变串联电阻的取值， 调整整个电路的总电阻值，使得NT样可以减小温度测量误差，提高测量精度
2.了解电阻的温度特性和伏安 特性
4.提高设计、创新能力
PART 2
二、实验仪器
2
二、实验仪器
实验所需仪器
DHT-2型热学实验仪、NTC热敏电阻、直流稳压电源（电压调节范围0-30V两路输出） 、电阻箱（阻值调节范围0-99999.9Ω、额定功率0.25W）、微安表、万用表、导线
热敏电阻实验报告
热敏电阻实验报告热敏电阻实验报告引言：热敏电阻是一种能够根据温度变化而改变电阻值的器件。
它在许多领域中都有广泛的应用，如温度控制、温度测量等。
本实验旨在通过实际操作和数据采集，探究热敏电阻的特性和应用。
实验材料：- 热敏电阻- 温度计- 电压表- 电流表- 多用途电路板- 电源- 连接线实验步骤：1. 将热敏电阻连接到多用途电路板上，确保连接稳固。
2. 将电源连接到电路板上，注意电压和电流的设定。
3. 通过电压表和电流表，测量热敏电阻在不同温度下的电压和电流数值。
4. 使用温度计，测量不同温度下的环境温度。
5. 记录实验数据，并进行分析和讨论。
实验结果：通过实验数据的采集和分析，我们得到了以下结果：1. 温度与电阻之间的关系：根据实验数据，我们可以观察到热敏电阻的电阻值随着温度的升高而减小。
这是因为热敏电阻的电阻值与温度呈负相关关系。
随着温度的升高，热敏电阻内部的电阻材料的电阻率会发生变化，从而导致整体电阻值的变化。
2. 热敏电阻的灵敏度：通过实验数据的比较，我们可以计算出热敏电阻的灵敏度。
灵敏度是指单位温度变化引起的电阻变化。
我们可以通过计算电阻的变化率来得到灵敏度的数值。
实验结果表明，热敏电阻的灵敏度较高，能够对温度变化做出较为敏感的响应。
3. 热敏电阻的应用：热敏电阻在许多领域中都有广泛的应用。
其中一个典型的应用是温度控制。
通过将热敏电阻与其他电子元件结合，可以实现温度的自动控制。
例如，我们可以将热敏电阻与风扇控制电路相连，当环境温度升高时，热敏电阻的电阻值减小，从而触发风扇启动，以降低温度。
结论：通过本次实验，我们深入了解了热敏电阻的特性和应用。
热敏电阻在温度测量和控制方面具有重要的作用，能够提供准确的温度信息，并实现温度的自动调节。
热敏电阻的灵敏度较高，对温度变化具有敏感性。
在今后的实际应用中，我们可以根据热敏电阻的特性，设计出更加智能和高效的温度控制系统。
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大连理工大学
大 学 物 理 实 验 报 告
院（系） 材料学院 专业 材料物理 班级 姓 名 学号 实验台号
实验时间 年 11 月 25 日，第14周，星期 二 第 5-6 节
实验名称 热敏电阻温度计的设计
教师评语
实验目的与要求：
（1） 掌握电阻温度计测量温度的基本原理和方法。
（2） 设计和组装一个热敏电阻温度计。
主要仪器设备：
稳压电源， 自制电桥盒（如右下图所示）， 直流单臂电桥箱和热敏电阻感温原件等。
实验原理和内容： 热敏电阻温度计的工作原理
由于热敏电阻的阻值具有随温度变化而变化的性质， 我们可以将热敏电阻作为一个感温原件， 以阻值的变化来体现环境温度的变化。
但是阻值的变化量以直接测量的方式获得可能存在较大的误差， 因此要将其转化为一个对外部条件变化更加敏感的物理量； 本实验中选择的是电流， 通过电桥可以将电阻阻值的变化转化为电流（电压）的变化。
电桥的结构如右图所示， R1、R2、R3为可调节电阻， Rt 为热敏电阻。
当四个电阻值选择适当时， 可以使电桥达到平衡， 即AB 之间（微安表头）没有电流流过， 微安表指零； 当Rt 发生变化时， 电桥不平衡， AB 间有电流流过， 可以通过微安表读出电流大小， 从而进一步表征温度的变化。
成 绩
教师签字
当电桥不平衡时， 可以描绘成如右侧的电路图。
根据基尔霍夫定律和R1=R2的条件， 能够求得微安表在非平衡状态下的电流表达式：
t
t
g t
t
cd g R R R R R R R R R U I ++++-
=33132
2)21(
式中， Ucd 为加载在电桥两端的电压， Rg 为微安表头的内阻值。
可以见到， 为使Ig 为相关于Rt 的单值函数， R1、R2、R3和Ucd 必须为定值， 而其定制的大小则决定于以下两个因素： 1） 热敏电阻的电阻-温度特性。
2） 所设计的温度计的测温上限t1和测温下限t2。
步骤与操作方法： 1. 温度计的设计
（1） 测出所选择的热敏电阻Rt-t 曲线（或由实验室给出）。
（2） 确定R1、R2、R3的阻值。
具体方法如下：
该实验中， t1=20℃，t2=70℃, 对应R t -t 曲线可以得到R t1和R t2； Rg 由实验室给出， U cd 取值为1.3V ， 由微安表面板上可读出I gm =50μA 。
根据电桥关系， 有R 1=R 2， R 3= R t1， R t = R t2， I g =I gm ； 再将以上量代入关系式：)(2)21(2
12121221t t t t g t t t gm cd R R R
R R R R R I U R R ++-+-==， 计算得到R1和R2的值。
2. 温度计的调试
（1） 将面板上的开关扳向下方， 将R1和R2调节到方才的计算值之后， 保持不变。
（2） 将微安表接入电路， Rt 先用一个四位旋钮式的电阻箱代替接入E 、D 两点， 并链接其
余电路和电源。
（3） 将电阻箱调至R t1的计算值， 打开电源，调节R3使微安表指零，此时R3调节完毕， 有
R3= R t1。
（4）将电阻箱调节至R t2，然后调节R，使微安表满偏，U cd调节完毕。
3.温度计的定标
（1）调节电阻箱，使其阻值分别为热敏电阻在25℃，30℃，35℃……65℃一系列温度下的阻值，并记录微安表的指针位置。
（2）去掉电阻箱，接通R4，调节R4阻值，使微安表满偏，此时有R4= R t2，调节完毕。
（3）最后将面板开关扳向上方使热敏电阻接入电路ED两点，此时热敏电阻温度计制作成功。
4.温度的测量
（1）首先断开热敏电阻Rt，接通电源观察微安表是否满偏；如果不满偏则调节R4使其满偏，以校准温度计。
（2）重新将热敏电阻接入电路中，然后将其插入盛水的烧杯中，测量水温。
水温通过温控仪改变，对比热敏电阻温度计测得的数据和温控仪上显示的温度值，并记录数据。
数据记录与处理： 在实验中获得的数据如下：
（1） 初始固定数据
t1=20℃, Rt1=4200Ω; t2=70℃, Rt2=875Ω Rg=3.94kΩ, Igm=50μA, Ucd=1.3V R3=Rt1=4200Ω
代入公式得到R1=R2=7706Ω
（2） 温度计的定标数据
（3） 实际温度测量数据
温控仪显示温度T=40.9℃， 微安表读数Ig=24.9μA
结果与分析：
（1） t-Ig 表如数据记录部分中表格所示。
（2） 根据如上所示的t-Ig 关系表， 绘制成如下的数据点图， 并进行指数型的拟合：
并且可以得到该曲线的拟合方程 I
e
T 0239.0777.21
（3） 根据列表的数据， 刻画出微安表的表度盘示意图如下：
（4） 计算实际温度与所测温度的百分比误差：
已知实际温度为40.9℃时， 微安表的示数为24.9μA ； 由t-Ig 数据表可以得到， 该电流对应的温度测量值为40℃; 则测量值与真实值的百分误差为%25.2%100*40
40
9.40%100*%00=-=-=∆T T T T
讨论、建议与质疑：
（1） 由实验数据与结果可见， 自行设计的温度计的测量结果与实际温度存在一定的误差， 其原
因可能有一下几点引起：
A ） 电阻调节不精确。
用平衡电桥箱调节电阻时， 由于微安表灵敏度很大， 指针晃动，读数不稳定， 所以调节所得到的R1和R2与计算值之间存在一定的误差； 调节R3和R 时， 微安表的读数误差也会导致这两个电阻的调节误差出现。
B ） 电路中的接触电阻。
该实验电路为学生自行连接， 由于实验仪器长期使用， 各接触点存在氧化， 磨损的情况， 可能会导致有接触电阻， 从而导致电桥电路的参数与理论值出现偏差，继而造成实验误差。
C ） 热敏电阻的仪器结构。
本实验所用的热敏电阻是套在玻璃管内再装入辐射加热器中的， 这可能会导致热敏电阻所处的环境温度与加热器所显示的内部温度不一致， 从而导致测量误差。
D ） 实验者操作造成的误差。
由于热敏电阻连线较短， 故进行实验时， 不得不将电桥盒拿在手里进行读数； 实验中发现， 手的晃动会造成微安表头的读数不稳定， 这也是造成实验结果存在误差的原因之一。
（2）根据本实验的原理进行引申，从而推断出，使用非平衡电桥也可以测量电阻。
观察数据记录部分的t-Ig表，可以看到有一组R值没有被使用。
而R和Ig之间也存在一定的关系，将各个数据对（R，Ig）表现在平面坐标上后，在通过回归模拟得到R-Ig关系方程，便达到了用电流值来表现电阻值的目的，从而可以通过读取微安表读数Tg测量电阻值。
（测量时，将热敏电阻Rt替换成待测电阻Rx即可）
（3）关于本实验的体会与建议。
a)由本实验的原理上，我学到了一种实验思想，即通过确切的可以测量的量来表示另
一个不可精确测量的量；本实验中即使用电流来表现电阻值的变化，进一步表现温
度的变化。
利用某一些原件的自身性质能够随外界某种环境因素的变化而变化的特
点，便可以制作某种特定的仪器来达到这种“不变测量的物理量向便于测量的物理量转
化”的测量思想，这在许多实验设计，乃至生产实际应用中，都是有一定意义的。
b)从实验操作的过程中我认识到了实验电路连接细致的重要性。
本实验中电路连接错误
或者连接中存在接触不良等现象，都会导致最终测量结果存在较大的偏差甚至导致实
验无法完成；因此说明了电路连接的正确性在涉及电方面内容的实验中的重要性，这
是不容忽视的，实验中可能只是导致结果错误，而实际生产中的接线错误则可能导
致事故。
c)对本实验的改进是，一方面延长热敏电阻的接线，使操作时不用将电桥箱端起来，从
而消除晃动对读数的影响；另一方面借鉴实验9《温度传感技术》的实验装置，将热
敏电阻固定到辐射加热器中，以确保热敏电阻处于符合条件的热环境中并且传热良
好。
以上两种改进均有利于减少实验的误差。