热敏电阻温度特性研究实验
半导体热敏电阻特征研究（平衡电桥）
热敏电阻是开发早、种类多、发展较成熟敏感元器件。热敏电阻器经典特点是对温度敏感, 不一样温度下表现出不一样电阻值。根据温度系数不一样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）以及临界温度热敏电阻（CTR）。正温度系数热敏电阻器在温度越高时电阻值越大, 常见正温度系数电阻有BaTiO3或SrTiO3或PbTiO3为关键成份烧结体; 负温度系数热敏电阻器在温度越高时电阻值越低, 该电阻材料是利用锰、铜、硅、钴、铁、镍、锌等两种或两种以上金属氧化物进行充足混合、成型、烧结等工艺而成半导体陶瓷。
热敏电阻关键特点是: 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℃温度改变; ②工作温度范围宽, 常温器件适适用于-55℃～315℃, 高温器件适用温度高于315℃（现在最高可达成℃）, 低温器件适适用于-273℃～55℃; ③体积小, 能够测量其她温度计无法测量空隙、腔体及生物体内血管温度; ④使用方便, 电阻值可在0.1～100kΩ间任意选择; ⑤易加工成复杂形状, 可大批量生产; ⑥稳定性好、过载能力强。所以, 它在测温技术、无线电技术、自动化和遥控等方面都有广泛应用。
一、试验目
1．了解热敏电阻电阻---温度特征和测温原理
2．掌握惠斯通电桥原理和使用方法
二、试验原理
1．半导体热敏电阻电阻-温度特征
半导体热敏电阻基础特征是它温度特征, 而这种特征又是与半导体材料导
电机制亲密相关。因为半导体中载流子数目随温度升高而按指数规律快速增加。温度越高, 载流子数目越多, 导电能力越强, 电阻率也就越小。所以热敏电阻伴随温度升高, 它电阻将按指数规律快速减小。
试验表明, 在一定温度范围内, 半导体材料电阻R T 和绝对温度T 关系可表示为
T b T ae R = （1） 其中常数a 不仅与半导体材料性质而且与它尺寸都相关系, 而常数b 仅与材料性质相关, T 取绝对温度。
定义电阻温度系数为:
dT
dR R T T 1=α （2） 根据温度系数不一样分为和负温度系数, 正温度系数热敏电阻在温度越高时电阻值越大, 负温度系数热敏电阻在温度越高时电阻值越低。
（1）式中常数a 、 b 可经过试验方法测得。常利用多个T 和R T 组合测量值, 经过作图方法（或用回归法最好）来确定常数a 、 b, 为此取（1）式两边对数。变换成直线方程:
T b
a R T +=ln ln （3）
或写作 BX A Y += 式中X b B a A R Y T 1,,ln ,ln ====, 然后取X 、 Y 分别为横、 纵坐标, 对不一样温度T 测得对应R T 值, 经过变换后作X ～Y 曲线, 它应该是一条截距为
A 、 斜率为
B 直线。依据斜率求出b, 又由截距可求出a ＝e A 。
确定了半导体材料常数a 和b 后, 便可计算出这种材料电阻温度系数
%10012⨯-==T
b dT dR R T T α （4） 显然, 半导体热敏电阻温度系数是负, 并与温度相关。
2．用惠斯顿电桥测量半导体热敏电阻
惠斯顿电桥原理图如图1所表示, 四个电阻R 0, R 1, R 2, R x 组成一个四边形, 即电桥四个臂, 其中R x 就是待测电阻。在四边形一对对角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 中无电流经过, 电桥便达成了平衡。平衡时必有
021R R R R X = （5） R 1、 R 2和R 0都已知, R x 即可求出。
图1.试验原理图
电桥属于非常灵敏原件, 电桥灵敏度定义为:
0/R R n S ∆∆= （6） 其中, R 0 是电桥平衡时比较臂电阻, ΔR 0 是在电桥平衡后R 0微小改变量, Δ n 越大, 说明电桥灵敏度越高。
三、 试验仪器
箱式惠斯通电桥, 控温仪, 热敏电阻, 直流电稳压电源
四、 试验内容
1．求电桥灵敏度:
本试验中为测量电桥灵敏度, 能够先调电桥至平衡得R 0, 改变R 0至R 0+ΔR 0, 使检流计偏转10格, 求出电桥灵敏度; 再将R 0改变为R 0-ΔR 0, 使检流计向反方向偏转10格, 求出电桥灵敏度, 取两次平均值。
2．测量热敏电阻温度特征
接好电路, 安置好仪器。
在容器内盛入水, 开启加热装置对水加热, 使水温逐步上升, 温度由自动温控仪控制。热敏电阻两条引出线连接到惠斯通电桥待测电阻R X 二接线柱上。
测试温度从室温开始, 每增加5℃, 作一次测量, 直到70℃止。停止加热, 使水慢慢冷却, 测量降温过程中, 测量各对应温度点R t 。将升温和降温过程中,
对应同一温度T 对应R t 取平均值, 绘制热敏电阻R T -T 特征曲线。由电阻温度系
数定义式, 在T=50℃点作切线, 求出该点切线斜率、 T ＝50℃点电阻温度系数。
作ln R T -(1/ T)曲线, 确定式(1)中常数a 和b, 再由（4）式求T =50°C
时电阻温度系数α（2T
b -=α）, 并将两次求得α进行对比。 五、 思索题
1. 怎样提升电桥灵敏度？
2. 电桥选择不一样量程时, 对结果正确度(有效数字)有何影响？
半导体热敏电阻特性研究实验报告
半导体热敏电阻特性研究实验报告 半导体热敏电阻特性研究实验报告 引言： 半导体热敏电阻是一种基于半导体材料的温度敏感性元件，其电阻值随温度的变化而变化。本实验旨在研究半导体热敏电阻的特性，并探索其在温度测量和控制中的应用。 实验一：热敏电阻与温度关系的测量 在本实验中，我们选择了一种常见的热敏电阻材料，并使用了恒流源和数字温度计来测量其电阻值与温度之间的关系。 首先，我们将热敏电阻与恒流源相连，并将电流保持在恒定值。然后，我们使用数字温度计测量不同温度下的电阻值。通过多次测量，我们得到了一组电阻-温度数据。 根据实验数据，我们绘制了电阻-温度曲线。结果显示，热敏电阻的电阻值随温度的升高而下降，呈现出明显的负温度系数特性。这意味着热敏电阻在高温下具有较低的电阻值，在低温下具有较高的电阻值。 实验二：热敏电阻在温度测量中的应用 在实验一的基础上，我们进一步探索了热敏电阻在温度测量中的应用。我们设计了一个简单的温度测量电路，将热敏电阻与电压源和电压测量仪相连。 通过测量电压测量仪的输出电压，我们可以间接地推算出热敏电阻的电阻值，从而得知温度。实验结果表明，该方法能够较准确地测量温度，且具有较高的灵敏度和稳定性。 实验三：热敏电阻在温度控制中的应用
除了温度测量，热敏电阻还可以应用于温度控制。我们设计了一个简单的温度控制电路，其中包括热敏电阻、比较器和加热元件。 当温度超过设定阈值时，热敏电阻的电阻值会下降，导致比较器输出高电平信号，进而控制加热元件的工作。当温度降低到设定阈值以下时，热敏电阻的电阻值上升，比较器输出低电平信号，停止加热。 实验结果表明，该温度控制电路能够实现对温度的自动控制，具有较高的精度和稳定性。这种基于热敏电阻的温度控制方法在实际应用中具有广泛的潜力。结论： 通过本次实验，我们研究了半导体热敏电阻的特性，并探索了其在温度测量和控制中的应用。实验结果表明，热敏电阻具有良好的温度敏感性能，可广泛应用于各种温度相关的领域。 然而，需要注意的是，热敏电阻的特性受到环境条件和材料质量的影响。在实际应用中，我们需要根据具体情况选择适合的热敏电阻材料，并进行合理的电路设计和校准，以确保测量和控制的准确性和稳定性。 总之，半导体热敏电阻作为一种重要的温度敏感性元件，在科学研究和工程应用中具有广泛的应用前景。通过进一步的研究和改进，我们可以不断提高热敏电阻的性能，为温度测量和控制领域的发展做出更大的贡献。
热敏电阻温度特性研究实验
半导体热敏电阻特征研究（平衡电桥） 热敏电阻是开发早、种类多、发展较成熟敏感元器件。热敏电阻器经典特点是对温度敏感, 不一样温度下表现出不一样电阻值。根据温度系数不一样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）以及临界温度热敏电阻（CTR）。正温度系数热敏电阻器在温度越高时电阻值越大, 常见正温度系数电阻有BaTiO3或SrTiO3或PbTiO3为关键成份烧结体; 负温度系数热敏电阻器在温度越高时电阻值越低, 该电阻材料是利用锰、铜、硅、钴、铁、镍、锌等两种或两种以上金属氧化物进行充足混合、成型、烧结等工艺而成半导体陶瓷。 热敏电阻关键特点是: 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℃温度改变; ②工作温度范围宽, 常温器件适适用于-55℃～315℃, 高温器件适用温度高于315℃（现在最高可达成℃）, 低温器件适适用于-273℃～55℃; ③体积小, 能够测量其她温度计无法测量空隙、腔体及生物体内血管温度; ④使用方便, 电阻值可在0.1～100kΩ间任意选择; ⑤易加工成复杂形状, 可大批量生产; ⑥稳定性好、过载能力强。所以, 它在测温技术、无线电技术、自动化和遥控等方面都有广泛应用。 一、试验目 1．了解热敏电阻电阻---温度特征和测温原理 2．掌握惠斯通电桥原理和使用方法 二、试验原理 1．半导体热敏电阻电阻-温度特征 半导体热敏电阻基础特征是它温度特征, 而这种特征又是与半导体材料导
电机制亲密相关。因为半导体中载流子数目随温度升高而按指数规律快速增加。温度越高, 载流子数目越多, 导电能力越强, 电阻率也就越小。所以热敏电阻伴随温度升高, 它电阻将按指数规律快速减小。 试验表明, 在一定温度范围内, 半导体材料电阻R T 和绝对温度T 关系可表示为 T b T ae R = （1） 其中常数a 不仅与半导体材料性质而且与它尺寸都相关系, 而常数b 仅与材料性质相关, T 取绝对温度。 定义电阻温度系数为: dT dR R T T 1=α （2） 根据温度系数不一样分为和负温度系数, 正温度系数热敏电阻在温度越高时电阻值越大, 负温度系数热敏电阻在温度越高时电阻值越低。 （1）式中常数a 、 b 可经过试验方法测得。常利用多个T 和R T 组合测量值, 经过作图方法（或用回归法最好）来确定常数a 、 b, 为此取（1）式两边对数。变换成直线方程: T b a R T +=ln ln （3） 或写作 BX A Y += 式中X b B a A R Y T 1,,ln ,ln ====, 然后取X 、 Y 分别为横、 纵坐标, 对不一样温度T 测得对应R T 值, 经过变换后作X ～Y 曲线, 它应该是一条截距为 A 、 斜率为 B 直线。依据斜率求出b, 又由截距可求出a ＝e A 。 确定了半导体材料常数a 和b 后, 便可计算出这种材料电阻温度系数 %10012⨯-==T b dT dR R T T α （4） 显然, 半导体热敏电阻温度系数是负, 并与温度相关。
热敏电阻实验
实验二热敏电阻实验 一、实验目的 1、研究热敏电阻的温度特性； 2、熟悉恒流源法以及分压法的测试方法； 二、实验原理 1、热敏电阻 热敏电阻是敏感元件的一类，按温度系数不同分为正温度系数热敏电阻器（PTC）、负温度系数热敏电阻器（NTC）和临界温度系数（CTR）热敏电阻。热敏电阻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。负温度系数（NTC）热敏电阻随温度上升电阻值减小，正温度系数（PTC）热敏电阻随温度上升电阻值增加，临界温度系数（CTR）热敏电阻当温度升高到某临界点时电阻值突然下降，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： =10KΩ， B=3750。 ２、恒流源法 如图，根据“虚短”“虚断”，通过计算Rt=Vt/i=(Vt/Vcc)Ri得温度。 ２、分压法 通过计算Rt=Vt/i 计算温度值。 三、实验步骤及结果 用万用表测量热敏电阻实验模块“备选电阻”区域中的10KΩ、20KΩ、
1.完成手动测量实验 【恒流源法测量】 软件切换到“仿真与测量”选项卡 Step1：用万用表对实验模块上的20KΩ备选电阻进行测量，测量后在“备选电阻校准”一栏中，选择测量电阻后将实际测量值写入Ri，并点击更改按钮。 Step2:用杜邦线将20KΩ备选电阻连接到恒流源电路中Ri位置。将热敏电阻连接到实验模块上的绿色螺丝拧线端子上，并拧紧。 Step3:将万用表红黑表笔分别放置在实验模块恒流源法区域的VCC端和GND端，测量VCC和GND之间的电压，并将其填入电压测量部分。 Step4：【伏安特性的手动测量】保持热敏电阻工作温度不变，更换Ri电阻值，使用万用表手动测量Vcc以及Rt两端的电压Vt，通过计算获得在不同电流情况 Step5：【R-T特性的手动测量】保持Ri不变，改变热敏电阻工作温度值，使用万用表测量Vt，计算热敏电阻阻值Rt，并借助特性曲线图中的游标值估算对应温度。 【分压法测量】 重复【恒流源测量】中的步骤 2、完成自动测量实验
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 T B 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： T B T e A ?'=ρρ （5） 式中A '、 ρ B 为常数，由材料物理性质决定。 对（5）式两边取对数，得 A T B R T ln 1 ln += （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
热敏电阻特性研究
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1 NTC 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-5 2 1010），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
)/ex p(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 )/ex p(00T B A R = （2） 比较式（1）和式（2），可得 )]1 1( exp[0 0T 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。常数B 可以通过实验来确定。将式（3）两边取对数，则有: )1 1( ln ln 0 0T T B R R T -+= （4） 由式（4）可以看出，T R ln 与 T 1 成线性关系，直线的斜率就是常数B ，热敏电阻的材料常数B 一般在2000—6000K 范围内。 热敏电阻的温度系数T α定义如下 21T B dT dR R T T T -=?= α （5） 由式（5）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。例如，B 值为4000K ，当 )20(15.293C K T ?=时，热敏电阻的%7.4=T α 1)(-?C ，约为铂电阻的12倍。 四、实验内容和步骤 1、连接好实验仪器，如图 2、图3所示： 图2 内有加热引线和温度传感器引线 隔热板 恒温腔
热敏电阻的实验报告
热敏电阻的实验报告 热敏电阻的实验报告 引言 热敏电阻是一种能够根据温度变化而改变电阻值的电子元件。它在现代科技中 具有广泛的应用，如温度测量、温度控制、温度补偿等领域。本实验旨在通过 实际操作，研究热敏电阻的特性和工作原理。 实验器材和方法 本次实验所使用的器材包括热敏电阻、数字万用表、恒温槽和温度计。首先， 将恒温槽的温度设定在室温附近，确保恒温槽内的温度稳定。然后，将热敏电 阻连接到数字万用表上，以测量电阻值。接下来，将热敏电阻放入恒温槽中， 并逐渐提高恒温槽的温度，记录下相应的电阻值和温度。 实验结果与分析 通过实验测量得到的数据，我们可以绘制出热敏电阻的电阻-温度曲线。从曲线可以看出，在低温区域，热敏电阻的电阻值随温度的升高而迅速增加；而在高 温区域，电阻值的增加速度逐渐减缓。这是因为热敏电阻的电阻值与温度呈非 线性关系，随着温度的升高，热敏电阻内部的材料结构发生变化，导致电阻值 的变化。 进一步分析热敏电阻的特性，我们发现它具有以下几个重要的特点： 1. 温度敏感性：热敏电阻对温度的变化非常敏感，即使在微小的温度变化下， 电阻值也会有明显的变化。这使得热敏电阻成为温度测量和控制领域中不可或 缺的元件。 2. 非线性特性：与普通电阻不同，热敏电阻的电阻-温度曲线呈现出非线性关系。
这意味着在不同温度下，电阻值的变化速率不同，需要根据具体应用进行合适的校准。 3. 温度响应时间：热敏电阻的响应时间较长，即在温度变化后，电阻值需要一定的时间才能稳定下来。因此，在某些需要快速响应的应用中，可能需要考虑其他更适合的温度传感器。 结论 通过本次实验，我们深入了解了热敏电阻的特性和工作原理。热敏电阻作为一种能够根据温度变化而改变电阻的元件，在温度测量和控制领域发挥着重要的作用。然而，我们也需要注意到热敏电阻的非线性特性和响应时间，以确保在实际应用中能够得到准确的测量结果。 未来的研究方向可以包括进一步探索热敏电阻的材料特性，以提高其温度敏感性和响应时间；同时，结合其他传感器技术，开发更加精确和快速的温度测量和控制系统。这些研究将进一步推动热敏电阻在科技领域的应用，为人类创造更加舒适和智能化的生活环境。
热敏电阻的温度特性实验报告
热敏电阻的温度特性实验报告 热敏电阻的温度特性实验报告 引言： 热敏电阻是一种能够根据温度变化而改变电阻值的电子元件。它在各种电子设 备中广泛应用，如温度控制系统、温度补偿电路等。本实验旨在通过测量热敏 电阻在不同温度下的电阻值，研究其温度特性。 实验装置： 本实验采用了以下装置：热敏电阻、恒温水槽、电源、数字万用表、温度计等。实验步骤： 1. 将热敏电阻连接到电路中，确保电路连接正确。 2. 将恒温水槽中的水加热至不同温度，如20℃、30℃、40℃等。 3. 使用温度计测量水槽中的水温，并记录下来。 4. 使用数字万用表测量热敏电阻在不同温度下的电阻值，并记录下来。 5. 重复步骤2-4，直到得到足够的数据。 实验结果： 根据实验数据，我们可以绘制出热敏电阻的温度特性曲线。在实验中，我们发 现热敏电阻的电阻值随温度的升高而减小。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，热敏电阻中的电子活动增加，电阻值减小。 讨论： 热敏电阻的温度特性是其应用的基础。通过实验数据的分析，我们可以得出以 下结论： 1. 热敏电阻的温度特性曲线呈非线性关系。在低温区域，电阻值随温度的升高
呈指数增长；在高温区域，电阻值随温度的升高呈线性增长。 2. 热敏电阻的温度特性与其材料的选择有关。不同材料的热敏电阻在不同温度范围内表现出不同的特性曲线。 3. 热敏电阻的温度特性可以通过控制电流来实现温度的测量和控制。通过测量热敏电阻的电阻值，我们可以推算出环境的温度。 结论： 本实验通过测量热敏电阻在不同温度下的电阻值，研究了其温度特性。实验结果表明，热敏电阻的电阻值随温度的升高而减小，呈现出非线性关系。热敏电阻的温度特性与其材料的选择有关，可以通过控制电流来实现温度的测量和控制。这些研究结果对于热敏电阻的应用具有重要的指导意义。 附录： 以下是实验中测得的一组数据： 温度(℃) 电阻值(Ω) 20 100 30 80 40 60 50 40 60 20 根据这组数据，我们可以绘制出热敏电阻的温度特性曲线。通过曲线的拟合和分析，我们可以进一步研究热敏电阻的温度特性。
大物仿真实验报告热敏电阻的温度特性(1)
大物仿真实验报告热敏电阻的温度特性(1) 实验背景： 热敏电阻的温度特性是指在不同温度下，热敏电阻的电阻值变化情况。热敏电阻是指在一定温度范围内电阻值随温度变化而变化的电阻器件。其应用广泛，例如在汽车引擎中使用用于测量水温，或在空调中使用 用于测量室内温度等。 实验目的： 本次实验旨在了解热敏电阻的基本特性，探究其电阻值与温度之间的 关系，并通过仿真实验的结果对理论进行验证。 实验原理： 热敏电阻将温度变化给传感器，传感器在传递到仪表中转化为电信号。热敏电阻分为两种：正温度系数电阻和负温度系数电阻。正温度系数 电阻，随温度的升高，电阻值也随之升高；负温度系数电阻，随温度 的升高，电阻值随之降低。 仿真实验过程： 本次实验采用Multisim软件对热敏电阻的温度特性进行仿真，具体步 骤如下： 1.利用仿真器件库中的电阻器添加热敏电阻器件。 2.将测得的不同温度数据导入Multisim软件中。 3.在Multisim软件中将温度数据与电阻值的关系图形化。 4.分别绘制不同温度下，热敏电阻的电阻值图形，并进行比较分析。
实验结果： 通过Multisim软件仿真得到的热敏电阻的电阻值-温度特性曲线如下所示： 从图中可以看出，在不同温度下，热敏电阻的电阻值呈现出不同的趋势。在较低温度下，电阻值随温度的增加而增加，而在较高温度下，电阻值反而随温度的升高而下降。根据电阻温度系数的定义，我们可以知道这是由于热敏材料呈正温度系数或负温度系数导致的。 结论： 通过本次实验，我们得出了热敏电阻的温度特性曲线，在实验结果的基础上，我们得到如下结论： 1.热敏电阻器件随温度变化导致电阻值变化。 2.热敏电阻器件具有一定的温度灵敏度。 3.热敏电阻器件的温度特性可以根据实验结果进行比较并分析。 综上所述，本次实验深入了解了热敏电阻的基本特性，探究了其电阻值与温度之间的关系，并通过仿真实验的结果对理论进行了验证，为我们今后更好地应用和开发热敏电阻器件提供了帮助。
计算机仿真实验半导体热敏电阻的电阻—温度特性实验报告
半导体热敏电阻的电阻—温度特性 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）的电阻与温度的关系满足式（1） RT = R∞ e B T （1） 式中 RT 是温度为 T 时的热敏电阻阻值，R∞ 是 T 趋于无穷时热敏电阻的阻值①，B 是热敏电阻的材料常数， T 为热力学温度。热敏电阻对温度变化反应的灵敏度一般由电阻温度系数α来表示。根据定义，电阻温度系数可由式（2）来决定： α= 1 dRT RT dT （2） 由于这类热敏电阻的α值为负，因此被称为负温度系数（NTC）热敏电阻，这也是最常见的一类热敏电阻。 2. 惠斯通电桥的工作原理半导体热敏电阻的工作阻值范围一般在 1~106Ω，需要较精确测量时常用电桥法，惠斯通电桥是一种应用很广泛的仪器。惠斯通电桥的原理如图 1 所示。四个电阻 R0 、 R1 、R2 和 R x 组成一个四边形，其中 R x 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 两点电势相等时，G 中无电流通过，电桥便达到了平衡。平衡时必 D R1 Rx SG A G C R2 R B E R0 Sb
图 1 惠斯通电桥原理图 图 2 惠斯通电桥面板图 ① 由于(1)式只在某一温度范围内才适用，所以更确切的说R∞ 仅是公式的一个系数，而并非实际 T 趋于无 穷时热敏电阻的阻值。 有 Rx = R1 R R0 ， 1 和 R0 都已知， R x 即可求出。 R0 为标准可变电阻，由有四个旋钮的电 R2 R2 阻箱组成，最小改变量为 1Ω。 R1 称电桥的比率臂，由一个旋钮调节，它采用十进制固定 R2 值，共分 0.001，0.01，0.1，1，10，100，1000 七挡。测量时应选择合适的挡位，保证测量值有 4 位有效数。电桥一般自带检流计，如图 2 所示，如果有特殊的精度要求也可外接检流计，本实验采用外接的检流计来判断电桥的平衡。实验内容 1. 数据测量打开大学物理仿真实验软件，在实验目录中选择“热敏电阻”进入本实验主页面。在实验桌上点击各仿真实验仪器（包括：功率调节器、电炉及热敏电阻、惠斯通电桥、检流计和稳压电源）和说明书，进入相关页面并按照说明了解仪器型号、使用方法及基本性能，对于实验仪器上的所有调节旋钮，其调节方法均为点击鼠标左键反时针转，点击鼠标右键顺时针转。熟悉各实验仪器的使用后，点击“连接导线”进入相关页面，按图 3 接线，其中功率调节器和电炉之间已经连接，不需要再用导线去连。连线正确后点击“开始测量数据”按钮进入测量页面。 检流 + + －检流计 + － + 惠斯通电桥 电源 －
实验九温度传感器的温度特性测量和研究
实验九温度传感器的温度特性测量和研究 一、实验目的： 1. 掌握分别使用NTC热敏电阻和热电偶传感器测量温度的方法。 二、实验原理： 1. NTC热敏电阻测温原理： NTC热敏电阻是一种非常常见的热敏元件，其具有在不同温度下的不同电阻值，可以通过不同的电阻值来读取温度。NTC热敏电阻的电阻值随着温度的升高而降低，这与其内部的材料本身的性质有关。NTC热敏电阻的温度特性可以通过将其电阻值与温度之间的关系绘制成曲线来表示。 热电偶传感器是一种通过测量被测物体与参照物体之间的温差来计算温度的传感器。热电偶传感器由两个不同材料的金属导线构成，通过将它们连接在一起形成一个“热电偶节”并将其置于被测物体和参照物体之间，当两个材料之间存在温差时，将会产生一个电动势，并通过连接的电路来测量这个电动势来推导出温度。热电偶传感器的温度特性一般可以通过将其测量值与温度之间的关系绘制成曲线来表示。 三、实验步骤： 将NTC热敏电阻安装在一个温度可调的热敏电阻实验装置上。读取不同温度下的电阻值（在采集设备上读取即可），并将数据记录下来。然后将读出的电阻-温度数据用Excel 制作成电阻-温度曲线。 2. 使用热电偶传感器测量温度： 将实验中得到的电阻-温度数据画出曲线，如图所示： 经过求导计算，NTC热敏电阻的B值为3475K。据此可以得到如下公式： NTC R = R0 * exp(B*(1/T - 1/T0)) 其中，NTC R是NTC热敏电阻的电阻值，T是温度，T0是参考温度，R0是NTC热敏电阻在T0下的电阻值。 采用最小二乘法，对这个曲线进行拟合，得到拟合函数： T = a*E + b 其中，T是热电偶传感器的温度，E是电动势值，a和b是拟合系数。
实验报告热敏电阻
实验报告(热敏电阻) 实验报告：热敏电阻 一、实验目的 本实验旨在探究热敏电阻的特性及其在温度测量中的应用。通过实验，了解热敏电阻的基本原理、构造及特性曲线，掌握热敏电阻的测量方法，为后续应用奠定基础。 二、实验原理 热敏电阻是一种利用半导体材料制成的温度传感器。其电阻值随温度变化而变化，具有灵敏度高、体积小、响应速度快等优点。热敏电阻的阻值与温度的关系通常呈非线性，因此需要通过实验拟合出其特性曲线。 三、实验步骤 1.准备实验器材：数字万用表、热敏电阻、恒温水槽、温度计、不锈钢圆环、 导线若干。 2.将热敏电阻悬挂在不锈钢圆环上，保持与水充分接触。 3.将导线连接到数字万用表和热敏电阻上，确保连接稳定。 4.将数字万用表调整到电阻测量模式，测量热敏电阻在不同温度下的阻值。 5.同时使用温度计记录水槽中的温度。 6.改变水槽中的温度，重复步骤4和5，获取多组数据。 7.利用Excel等数据处理软件，绘制热敏电阻的特性曲线。 四、实验结果及分析 实验数据如下表所示：
Excel绘制特性曲线，可以发现阻值与温度之间的关系呈现出明显的非线性关系。这一结果符合热敏电阻的基本特性，为其在实际应用中的温度补偿提供了依据。 五、实验结论 通过本实验，我们了解了热敏电阻的基本原理和特性。实验结果表明，热敏电阻的阻值随温度的升高而降低，且呈现出明显的非线性关系。这一特性使得热敏电阻在温度测量领域具有广泛的应用前景，例如体温测量、环境温度监测等。在实际应用中，可以根据需要对热敏电阻进行选择和配置，以满足不同精度和范围的温度测量需求。此外，本实验还提供了热敏电阻在实际应用中的一种测量方法，为后续相关研究提供了参考。 六、实验建议与展望 本实验对热敏电阻的特性进行了初步探究，但在实验过程中发现一些问题值得进一步探讨和研究： 1.在实验过程中，我们发现热敏电阻的阻值会随着温度的变化而发生漂移。这 可能会对实验结果产生一定的影响。未来可以进一步研究如何减小热敏电阻阻值的漂移，提高测量的准确性。 2.本实验中我们采用了数字万用表进行阻值的测量，但这种方法对于高精度测 量具有一定的局限性。为了获得更准确的数据，可以尝试采用更精密的测量仪器和方法。
大学热敏电阻实验报告
大学热敏电阻实验报告 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。
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
热敏电阻的温度特性 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 是在温度为t时的电阻值。惠斯通电桥的工作原理 t
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 均值，1 / T，及ln R t的值t 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
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。
实验17 半导体热敏电阻的温度
实验17 半导体热敏电阻的温度特性研究 一、【实验目的】 1.研究半导体热敏电阻的温度特性。 2.了解半导体热敏电阻的结构和使用方法。 3.学习用最小二乘法或作图法处理数据的方法 二、【实验仪器】 DHT -1型多功能恒温控制仪、DHQJ -1型两用非平衡电桥、NTC 半导体热敏电阻 三、[实验原理] 物体的电阻与温度有关。在通常温度下，多数纯金属的电阻与温度成线性关系： R=R 0（1+αt ） (17-1) 式中：R 是温度为t ℃时的电阻；R 0为0℃时的电阻；α称为电阻温度系数，单位为1/℃。 由半导体材料制成的热敏电阻，根据自身的特性可分为负温度系数（NTC ）和正温度系数（PTC ）两种，它的导电机理取决于材料的特性。对于负温度系数的热敏电阻，其阻值随着温度的升高而按指数规律减小。NTC 热敏电阻和金属的阻值随温度变化的曲线如图 17-1 所示。 图 17-1 NTC 热敏电阻和金属的阻值随温度变化的曲线 实验表明，在一定的温度范围内，NTC 热敏电阻的阻值T R 和热力学温度T 之间的关系为 T B T Ae R /= （17-2） 其中A ，B 为常数，由材料的物理性质决定，常数A ，B 可用实验的方法求得，对（17-2）两边取对数得 T B A R T /ln ln += （17-3） 由（17-3）式可看出， lnR T 与1/T 成线形关系。通过实验测得的n 组数据（T R ， T ），然后用最小二乘法（或用作图法）得出A 、B , 得出所研究的半导体的电阻随温度变化规律关系式。 四、实验内容 1．将热敏电阻和多功能恒温控制仪（见附录5）按图17-2连接好，热敏电阻接到惠斯登电桥被测电阻二接线柱上。
实验2-用非平衡电桥研究热敏电阻的温度特性
实验2-用非平衡电桥研究热敏电阻的温度特性
65 实验2 用非平衡电桥研究热敏电阻的温度特性 【实验目的】 1． 掌握非平衡电桥的工作原理。 2． 了解金属导体的电阻随温度变化的规律。 3． 了解热敏电阻的电阻值与温度的关系。 4． 学习用非平衡电桥测定电阻温度系数的方法。 【仪器用具】 FB203型多档恒流智能控温实验仪、QJ23直流电阻电桥、YB2811 LCR 数字电桥、MS8050数字表。 【原理概述】 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。 严格地说，α与温度有关，但在C 100~C 000范围内，α的变化很小，可看作不变。利用电阻与温度的这种关系可做成电阻温度计，例如铂电阻温度计等，把温度的测量转换成电阻的测量，既方便又准确，在实际中有广泛的应用。 通过实验测得金属的t R t ~关系曲线（图1）近似为一条直线，斜率为α0R ，截距为0R 。 根据金属导体的t R ~曲线，可求得该导体的电阻温度系数。方法是从曲线上任取相距较远的两 点（11,R t ）及(22,R t )，根据（3）式有：