05级数学系PB05001067胡鑫用热敏电阻测量温度5-实验目的了解热敏电阻的电阻-温度特性和测温原理;掌握惠斯通电桥的原理和使用方法;学习坐标变换、曲线改直的技巧和用异号法消除零点误差等方法。实验原理热敏电阻是利用半导体陶瓷质工作体对温度非常敏感的特性制作的元件,与一般常用的金属电阻相比,它有大得多的电阻温度系数值。本实验所用的热敏元件是普通负电阻-温度系数热敏电阻。1.1.半导体热敏电阻的温度特性某些金属氧化物半导体的电阻与温度关系满足(1)(RT是温度T时的阻值,是T趋于无穷时的阻值,B是其材料常数,T为热力学温度)。而金属的电阻与温度的关系满足(2)(a是与材料有关的系数,Rt1、Rt2是温度分别为t1、t2时的电阻值)。定义电阻的温度系数是(3)(Rt是在温度为t时的电阻值)。比较金属的电阻-温度特性,热敏电阻的电阻-温度特性有三个特点:①热敏电阻的电阻-温度曲线是呈指数下降的,而金属的电阻-温度曲线是线性的。②热敏电阻的阻值随温度的升高而减小,因此温度系数是负的()。金属的温度系数是正的()。③热敏电阻的温度系数约为,铜的温度系数为。相比之下,热敏电阻的温度系数大几十倍,所以,半导体电阻对温度变化的反应比金属电阻灵105级数学系PB05001067胡鑫敏得多。室温下,半导体的电阻率介于良导体(约)和绝缘体(约)之间,通常是。其特有的半导电性,一般归因于热运动、杂质或点阵缺陷。温度越高,原子的热运动越剧烈,产生的自由电子就越多,导电能力越好,(虽然原子振动的加剧会阻碍电子的运动,但在300℃以下时,这种作用对导电性能的影响可忽略)电阻率就越低。所以温度上升会使半导体的电阻值迅速下降。2.2.惠斯通电桥的工作原理如工作原理图所示,电阻R0、R1、R2、Rx组成电桥的四臂,其中Rx就是待测电阻。在A-C之间接电源E,在B-D之间接检流计。当B和D两点电位相等时,中无电流,电桥便达到了平衡,此时,(R1/R2和R0都已知)。称电桥的比例臂,用一个旋钮调节,分0.001、0.01、0.1、1、10、100、1000七挡。R0为标准可变电阻,是有四个旋钮的电阻箱,最小改变量为1Ω,阻值有四位有效数字。因是在电桥平衡的条件下推导出来的,电桥是否平衡由检流计有无偏转来判断,而检流计的灵敏度是有限的。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,那么人们仍会认为电桥是平衡的,因而,测量...