05级数学系PB05001067胡鑫半导体温度计的设计与制作4+实验目的采用合适的半导体热敏电阻传感器和非平衡电桥线路设计制作一台半导体温度计；了解传感器的应用和非电学量的电测法。实验要求在要求的温度测量范围20～70℃的内，作温度计用的微安计的全部量程均能有效地利用，即20℃时，微安计指示为零；70℃时，指示为满刻度。长时间（几分钟）的测量时，微安计的读数应稳定不变。实验原理半导体温度计是利用热敏电阻的阻值随温度变化急剧的特性制作的，通过测量热敏电阻的阻值来确定温度的仪器。应根据待测温度区间和热敏电阻的阻值选用合适电学元件和测温电路。为测量热敏电阻的阻值，需了解热敏电阻的伏安特性。由图3.5.3-1可知，在V-I曲线的起始部分，因电流很太小，温度变化微小，曲线接近线性。此时其阻值主要与外界温度有关。半导体温度计测温电路的“非平衡电桥”电路原理图如图3.5.3-2所示，图中是微安计，RT为热敏电阻，当电桥平衡时，表的读数为零，此时，实验中取R1=R2，则RT=R3。平衡后，若电桥某一臂的电阻发生改变（如RT），则平衡将受破坏，微安计中流过电流。固定电桥电压，微安计内阻105级数学系PB05001067胡鑫RG，电桥各臂电阻R1、R2、R3，就可根据微安计的读数IG的大小计算出RT，进而间接测量温度。热敏电阻的阻值在测温量程的下限RT1时，要求电桥处于平衡状态，由电桥原理，微安计的读数IG=0，此时满足平衡条件。取R1=R2，则R3=RT1，即R3就是热敏电阻在量程下限时的电阻值，由此也就决定了R3的电阻值。温度增加时，热敏电阻阻值减小，平衡受破坏，微安计中流过电流。当热敏电阻处在测温量程的上限温度电阻值RT2时，要求微安计的读数为满刻度。此时，流入微安计中的电流IG只与VCD和RT2有关。若有，则近似地有（1）所以根据热敏电阻的最大工作电流（当R3=RT2时），可利用上式确定电池个数。所选电池的电动势应高于加在电桥两端的电压VCD，为了提供电桥两端所需的电压，通常需在干路中串联一个可变电阻器R，它的电阻值应根据电桥电路中的总电流来选择。由基尔霍夫方程组求出（2）令R1=R2、R3=RT1得（3）由式（3）就可以确定R1和R2。这样确定的R1和R2是与选择的VCD相对应，也就是和IT相对应的，分析式（1），IT小一些会使VCD也小一些，相应的R1和R2的实际值也可比计算值小一些。本实验中，可取VCD=1V计算R1。实验器材热敏电阻、电阻器、电阻箱、微安计、多用电表、电池、多挡开关、导线、电路板（待焊接）、烙铁、恒温...
