實(shí)驗(yàn)-熱敏電阻特性研究

熱敏電阻特性研究

【實(shí)驗(yàn)簡介】

熱敏電阻是一種電阻值隨其溫度變化而顯著變化的電阻，大多由金屬氧化物等半導(dǎo)體材料制成。

熱敏電阻分為：1、負(fù)溫度系數(shù)（NTC）熱敏電阻；2、正溫度系數(shù)（PTC）熱敏電阻；3、臨界溫度(CTR)熱敏電阻。【實(shí)驗(yàn)簡介】

主要特點(diǎn)：1.靈敏度較高，能檢測出10-6℃的溫度變化。2.工作溫度范圍寬：常溫器件-55℃-315℃，高溫器件最高可達(dá)2000℃，低溫器件最低可達(dá)-273℃。3.體積小，能夠測量其他溫度計(jì)無法測量的空隙、腔體及生物體內(nèi)血管的溫度。

應(yīng)用

廣泛應(yīng)用與溫度的監(jiān)測和控制，如在環(huán)境監(jiān)測食品的長期儲存、生物工程以及尖端軍事工程等方向?！緦?shí)驗(yàn)?zāi)康摹?．鞏固和復(fù)習(xí)用電橋測量電阻的方法；2.學(xué)習(xí)如何用電橋測量熱敏電阻的溫度特性；3．了解電橋在非電量測量中的應(yīng)用?！緦?shí)驗(yàn)原理】1．熱敏電阻溫度特性原理

實(shí)驗(yàn)表明在一定溫度范圍內(nèi)，半導(dǎo)體的電阻率ρ和絕對溫度T（單位K）之間的關(guān)系為式中A1與B對于同一種半導(dǎo)體材料為常量，其數(shù)值與材料的物理性質(zhì)有關(guān)。

對于截面均勻的熱敏電阻，其電阻值RT可以根據(jù)電阻定律寫為式中l(wèi)為兩電極間距離，s為熱敏電阻的橫截面。A=A1·l/s

對某一特定電阻而言，A與B均為常數(shù)，用實(shí)驗(yàn)方法（作圖法）可以測定。

以1/T為橫坐標(biāo)，以lnRT為縱坐標(biāo)作圖。則得到的圖線應(yīng)為直線，其斜率為B，截距為lnA。兩端同時取對數(shù)2．直流電橋電路原理GABCDR1R2RxR3I1I2EKk1k2Rb

R1、R2、R3和Rx連成四邊形，稱為電橋的四臂。當(dāng)C、D之間的電位相等時，橋路中的電流Ig等于零，檢流計(jì)G的指針指零，此時電橋處于平衡狀態(tài)。Kr為倍率，R3為比較電阻。Rx為待測電阻（RT）?！緦?shí)驗(yàn)儀器】FB203A型半導(dǎo)體熱敏電阻特性研究試驗(yàn)儀（電源、檢流、控溫、測溫）1臺FB203A型半導(dǎo)體熱敏電阻特性研究試驗(yàn)儀（自組惠斯通電橋電阻箱）1臺正（或負(fù)）溫度系數(shù)（PTC或NTC）熱敏電阻1個專用連接線10根惠斯通電橋電阻箱FB203A型半導(dǎo)體熱敏電阻特性研究試驗(yàn)儀

熱敏電阻【實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟】1.按原理圖自行組裝惠斯通電橋。2.把熱敏電阻傳感器插入加熱井中，測量時把選中的熱敏電阻的引線接到電橋中（Rx）。每人只測量一付3.根據(jù)不同的溫度，估計(jì)正、負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻的阻值范圍（見下表或后面的參考曲線）參考值30℃90℃PTC正溫度系數(shù)熱敏電阻350Ω1110ΩNTC負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻2600Ω380Ω選擇合適的倍率Kr=R1/R2（一般取Kr=0.5～5，記錄此值，本實(shí)驗(yàn)Kr=1）把比較電阻R3預(yù)先調(diào)節(jié)到適當(dāng)?shù)淖柚?.工作電壓E=2~3V。5.設(shè)置加熱井的溫度（最高99.9℃）?！凹訜徇x擇Ⅰ”為16V慢加熱，“加熱選擇Ⅱ”為24V快加熱，風(fēng)扇可對加熱井散熱降溫。6.調(diào)節(jié)電橋平衡。先粗調(diào)：

k1上，k2下，調(diào)R3電橋平衡，再細(xì)調(diào)：

k1上，k2上，調(diào)R3使G指零，記錄R3的阻值。粗調(diào)細(xì)調(diào)

7.測量正（或負(fù)）溫度系數(shù)（PTC或NTC）熱敏電阻的溫度特性，從30℃升到90℃，每隔5℃測一個（電橋平衡時）R3數(shù)據(jù)，并記錄在下表內(nèi)。表1（PTC或NTC）數(shù)據(jù)記錄室溫

℃Kr=

倍序號12345678910111213t(℃)30354045505560657075808590T(K)1/TR3Rx=RTlnRT1

【數(shù)據(jù)處理】1.畫出溫度特性RT

～t曲線和lnRT～

1/T直線。2.，求出A和B的值，并寫出RT

表達(dá)式正溫度系數(shù)（PTC）熱敏電阻的溫度特性RT

～t參考曲線負(fù)溫度系數(shù)（NTC）熱敏電阻的溫度特性RT

～t參考曲線【注意事項(xiàng)】1.使用電橋時，應(yīng)避免將R1、R2、R3同時調(diào)到零值附近測量，可能使工作電流較大，測量精度下降。2.電橋的工作電壓不要超過3V，否則通過熱敏電阻的電流過大，可能損壞熱敏電阻。3.熱敏電阻作為測量溫度的敏感元件時，必須要求它的電阻值只