PB05210298张晶晶实验报告三实验题目:用热敏电阻测量温度实验原理: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)的电阻与温度关系满足式(1):(1)式中RT是温度T时的热敏电阻阻值,R∞是T趋于无穷时热敏电阻的阻值,B是热敏电阻的材料常数,T为热力学温度。金属的电阻与温度的关系满足(2):(2)式中a是与金属材料温度特性有关的系数,Rt1、Rt2分别对应于温度t1、t2时的电阻值。根据定义,电阻的温度系数可由式(3)来决定:(3)Rt是在温度为t时的电阻值,由图3.5.2-1(a)可知,在R-t曲线某一特定点作切线,便可求出该温度时的半导体电阻温度系数a。2.惠斯通电桥的工作原理半导体热敏电阻和金属电阻的阻值范围,一般在1~106Ω,需要较精确测量时常用电桥法,惠斯通电桥是应用很广泛的一种仪器。惠斯通电桥的原理,如图3.5.2-2(a)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E,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,R1/R2和R0都已知,Rx即可求出。R1/R2称电桥的比例臂,由一个旋钮调节,它采用十进制固定值,共分0.001、0.01、0.1、1、10、100、1000七挡。R0为标准可变电阻,由有四个旋钮的电阻箱组成,最小改变量为1Ω,保证结构有四位有效数字。是在电桥平衡的条件下推导出来的。电桥是否平衡是由检流计有无偏转来判断的,而检流计的灵敏度总是有限的。如实验中所用的张丝式检流计,其指针偏转一格所对应的电流约为10-6A,当通过它的电流比10-7A还小时,指针的偏转小于0.1格,就很难觉察出来。假设电桥在R1/R2=1时调到平衡,则有Rx=R0,这时若把R0改变一个微小量ΔR0,电桥便失去平衡从而有电流IG流过检流计,如果IG小到检流计察觉不出来,那么人们仍然会认为电桥是平衡的,因而得到,ΔR0就是由于检流计灵敏度不够高而带来的测量误差,引入电桥灵敏度S,定义为:(4)式中ΔRx指的是在电桥平衡后Rx的微小改变量(实际上待测电阻Rx若不能改变,可通过改变标准电阻R0来测电桥灵敏度),Δn越大,说明电桥灵敏度越高,带来的测量误差就越小。实验内容1.按图3.5.2-3接线,先将调压器输出调为零,测室温下的热敏电阻阻值,注意选择惠斯通电桥合适的量程。先调电桥至平衡得R0,改变R0为R0+ΔR0,使检流计偏转一格,求出电桥灵敏度;再将R0改变为R0-ΔR...