实验报告评分:信息学院系10级学号PB10210159姓名王云龙日期2011-3-29实验题目:半导体温度计的设计与制作实验目的:测试温度在20~70℃的范围内,选用合适的热敏电阻和非平衡电桥线路来设计一半导体温度计。实验原理:(1)半导体温度计就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。这种测量方法为非电量的电测法。(2)由于金属氧化物半导体的电阻值对温度的反应很灵敏,因此可以作为温传感器。为实现非电量的电测法,采用电学仪器来测量热敏电阻的阻值,还需要了解热敏电阻的伏安特性。由图1可知,在V-I曲线的起始部分,曲线接近线性,此时,热敏电阻的阻值主要与外界温度有关,电流的影响可以忽略不计。(3)半导体温度计测温电路的原理图如图2所示,当电桥平衡时,表的指示必为零,此时应满足条件R1R2=R3RT,若取R1=R2,则R3的数值即为RT的数值。平衡后,若电桥某一臂的电阻又发生改变(如RT),则平衡将受到破坏,微安计中将有电流流过,微安计中的电流的大小直接反映了热敏电阻的阻值的大小。(4)当热敏电阻的阻值在测温量程的下限RT1时,要求微安计的读数为零(即IG=0),此时电桥处于平衡状态,满足平衡条件。若取R1=R2,则R3=RT1,即R3就是热敏电阻处在测温量程的下限温度时的电阻值,由此也就决定了R3的电阻值。(5)当温度增加时,热敏电阻的电阻值就会减小,电桥出现不平衡,在微安计中就有电流流过。当热敏电阻处在测温量程的上限温度电阻值RT2时,要求实验报告评分:信息学院系10级学号PB10210159姓名王云龙日期2011-3-29微安计的读数为满刻度。由于IT>>IG,则加在电桥两端上的电压VCD近似有:VCD=IT(R3+R)(1)根据图2的电桥电路,由基尔霍夫方程组可以求出IG=R2R1+R2−RT2R3+RT2RG+R1R2R1+R2+R3RT2R3+RT2VCD(2)由于R1=R2、R3=RT1,整理后有R1=2VCDIG(12−RT2RT1+RT2)−2(RG+RT1RT2RT1+RT2)(3)(6)一般加在电桥两端的电压VCD比所选定的电池的电动势要低些,为了保证电桥两端所需的电压,通常在电源电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。实验器材:热敏电阻、待焊接的电路板、微安表、电阻器、电烙铁、电阻箱、电池、导线、万用表、恒温水浴实验内容:1、在坐标纸上绘出热敏电阻的电阻-温度曲线,确定所设计的半导体温度计的下限温度(20℃)所对应的电阻值RT1和上限温度(70℃)所对应的电阻值RT2。再由热敏电阻的伏...