热敏电阻改装温度计,设计性实验

评分：

大学物理实验设计性实验

实 验 报 告

实验题目： 热敏电阻改装温度计

班 级：

姓 名： 学号：

指导教师：

××××××物理系大学物理实验室

实验日期：20 年 月 日

热敏电阻改装温度计,设计性实验

有些错误没更正，仅供参考。

实验提要

实验课题及任务

热敏电阻是阻值对温度变化非常敏感的一种半导体。不同于导体的阻值——温度特性（温度升高，阻值增大），半导体热敏电阻的阻值——温度特性是当温度升高，阻值降低。产生这种现象的原因是由于半导体中的载流子数目随着温度升高而按数激烈地增加，载流子的数目越多，导电能力越强，电阻率就越小。热敏电阻温度计是利用半导体的电阻值随温度急剧变化的特性而制作的，以半导体热敏电阻为传感器，通过测量其电阻值来确定温度的仪器。可以利用这种“非平衡电桥”的电路原理来实现对温度的测量。用半导体热敏电阻作为传感器，设计制作一台测温范围为40℃~80℃的半导体温度计。

《用热敏电阻改装温度计》实验课题任务是：根据所学的知识，设计实验把所给的热敏电阻改装成热敏温度计。

学生根据自己所学的知识，并在图书馆或互联网上查找资料，设计出《用热敏电阻改装温度计》的整体方案，内容包括：(写出实验原理和理论计算公式，研究测量方法，写出实验内容和步骤。)，然后根据自己设计的方案，进行实验操作，记录数据，做好数据处理，得出实验结果，写出完整的实验报告，也可按书写科学论文的格式书写实验报告。

设计要求

⑴ 通过查找资料，并到实验室了解所用仪器的实物以及阅读仪器使用说明书，了解仪器的使用方法，找出所要测量的物理量，并推导出计算公式，了解非平衡电桥的工作原理，在此基础上写出该实验的实验原理。

⑵ 选择实验的测量仪器，设计出实验方法和实验步骤，要具有可操作性。

⑶ 温度计的测量范围在40℃～80℃，根据实验情况确定测量温度间隔（最大不能超过5℃）。

⑷ 定标时要求测量升温和降温中同一温度下热敏温度计的指示值（自己确定测量间隔，要达到一定的测量精度）。定标后的刻度要求为：一大格表示5℃，一小格表示1℃。

⑸ 要求测量R～t曲线，标出改装后的的温度计的刻度，然后再进行校正，校正时的温度点不要和定标时的温度点相同。

实验仪器

惠斯通电桥，电阻箱，表头，热敏电阻，水银温度计，量热器等

提交整体设计方案时间

学生自选题后2~3周内完成实验整体设计方案并提交。提交整体设计方案，要求用纸质版供教师修改。

思考题

如何才能提高改装热敏温度计的精确度？

热敏电阻改装温度计,设计性实验

实验方案设计

一 实验题目：用热敏电阻改装温度计 二 实验目的：

1. 了解热敏电阻的特性

2. 掌握非平衡电桥的电路原理及应用 3. 学会实验常用仪器的使用

4. 锻炼自己的动手操作能力和创新意识 5. 学会资料的查找和应用

三 实验仪器：

惠斯通电桥，电阻箱，表头，热敏电阻，水银温度计，加热电炉，烧杯 开关1只 导线若干

四 实验原理:

1． 热敏电阻的温度特性

热敏电阻具有负的电阻温度系数，电阻值随温度的升高而迅速下降。这是因为，在半导体材料内部随着温度的升高自由电子的数目增加很快，虽然自由电子定向运动遇到的阻力也增加，但两者相比，前者对电阻率的影响比后者更大；因此，随着温度的升高电阻率反而下降。图（1）为金属与热敏电阻温度曲线的比较。

图（1）

热敏电阻改装温度计,设计性实验

2. 热敏电阻的阻值原理

对于一段截面均匀的热敏电阻材料，其电阻为

（1）

而由实验可知，在一定的温度范围内，热敏电阻的电阻率

和绝对温度

之间有如下关系：

（2）

因此

（3）

Ａ、Ｂ与热敏电阻材料的性质有关，当材料确定之后，Ａ和Ｂ均是常数．

对（3）式两边求对数可得

（4）

上式为线性方程，因此在实验中测得两组以上

的数值．

的测量采用平衡电桥的方法。

及

的数值后即可由联立方程组求得Ａ和Ｂ

3.平衡电桥（惠斯通电桥）测未知电阻原理

利用电桥平衡来测量未知电阻的阻值大小。

如图(2)所示，当电桥平衡时有

(5)

图（2）

热敏电阻改装温度计,设计性实验

测量时热敏电阻置于加热器内，加热器内的温度可由通过电阻丝的电流大小予以调节．

＝

为标准电阻．

4.热敏电阻温度计电路（非平衡电桥）及制作原理

由于热敏电阻的阻值随温度而变化，而桥路中的电流又随热敏电阻的阻值变化，此时电桥处于非平衡状态，因此利用非平衡电桥中检流计指针的偏转的大小可以制作热敏温度计（称为半导体温度计）．

测量时，根据所作温度计的刻度盘上所标温度示数，可以测出温度的大小值。

图（3） 非平衡电桥连 …… 此处隐藏：2040字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……