热敏电阻-物理实验

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热敏电阻温度计设计实验报告

热敏电阻温度计设计实验报告

热敏电阻温度计设计实验报告热敏电阻温度计设计实验报告引言:温度是我们日常生活中非常重要的一个物理量,它直接影响着我们的生活质量和健康状况。

因此,准确测量温度是科学研究和工程应用中的一个重要问题。

本文将介绍热敏电阻温度计的设计实验,通过实验验证其温度测量的准确性和稳定性。

一、热敏电阻的原理热敏电阻是一种电阻值随温度变化而变化的电阻元件。

其工作原理是基于材料的温度系数,即温度变化会导致材料电阻值的变化。

常见的热敏电阻材料有铂、镍、铜等。

在本实验中,我们选用了铂作为热敏电阻材料。

二、实验装置本实验使用了以下装置和元件:1. 热敏电阻:选用了铂热敏电阻,具有较高的灵敏度和稳定性。

2. 恒流源:为了保证热敏电阻上的电流恒定,我们使用了一个恒流源。

3. 电压表:用于测量热敏电阻两端的电压。

4. 温度控制装置:通过控制加热电流的大小,来控制热敏电阻的温度。

三、实验步骤1. 将热敏电阻连接到恒流源上,并将电压表连接到热敏电阻的两端。

2. 打开恒流源,并调整电流大小,使热敏电阻上的电流保持恒定。

3. 打开温度控制装置,并设置所需的温度。

4. 等待一段时间,直到热敏电阻的温度稳定下来。

5. 使用电压表测量热敏电阻两端的电压,并记录下来。

6. 将温度控制装置的温度调整到其他值,重复步骤4和5。

7. 根据测量结果绘制出热敏电阻的电阻-温度曲线。

四、实验结果与分析根据实验数据,我们绘制了热敏电阻的电阻-温度曲线。

从曲线可以看出,热敏电阻的电阻值随温度的升高而增加。

这符合热敏电阻的特性。

在实验中,我们还发现热敏电阻的灵敏度较高,即单位温度变化引起的电阻变化较大。

这使得热敏电阻在温度测量领域有着广泛的应用。

此外,我们还测试了热敏电阻的稳定性。

通过多次测量同一温度下的电压值,我们发现其变化范围较小,表明热敏电阻具有较好的稳定性。

五、实验误差分析在实验过程中,可能存在一些误差来源,如电流源的漂移、电压表的测量误差等。

这些误差可能会对实验结果产生一定的影响。

热敏电阻温度特性研究实验

热敏电阻温度特性研究实验

热敏电阻温度特性研究实验热敏电阻是一种电阻值随温度变化而变化的电阻器件,其特性可以用于温度测量、温度补偿和温度控制等应用。

为了研究热敏电阻的温度特性,我们可以进行以下实验来获取相关数据并分析。

第一步:实验准备在进行实验之前,我们需要准备以下材料和仪器:1. 热敏电阻:选择一款具有明确参数和规格的热敏电阻。

我们可以根据实际需求和实验目的选择合适的材料和规格。

2. 温度控制装置:使用恒温水槽或热电偶与温控器等设备来提供稳定的温度环境。

3. 电阻测量设备:选择一台高精度的电阻计来测量热敏电阻的电阻值。

4. 数据记录装置:通过连接电阻计和计算机,或是使用独立的数据记录设备,将实验数据记录下来以便后续分析。

第二步:实验过程1. 首先,将热敏电阻与电阻测量设备连接。

注意确保连接的稳定和可靠,避免因为松动或接触不良导致实验误差。

2. 将热敏电阻放置在温度控制装置中,并设定一系列不同的温度值。

可以根据实验需求选择适当的温度范围和步进值。

3. 保持每个温度值下的稳定状态,等待热敏电阻达到热平衡。

这样确保测量的数据准确可靠。

4. 使用电阻计测量每个温度下热敏电阻的电阻值,并记录下来。

为了提高准确度,可以对每个温度值进行多次测量并取平均值。

5. 根据实验需要,可以重复多次实验以获得更加可靠的数据。

第三步:实验数据分析与应用1. 整理实验数据,将测量得到的热敏电阻电阻值与相应的温度值进行对应。

2. 基于这些数据,我们可以绘制出热敏电阻的温度特性曲线,其中横轴表示温度,纵轴表示电阻值。

通过曲线的形状和趋势,我们可以分析出热敏电阻的温度响应特性和敏感度。

3. 进一步,我们可以根据实验数据和温度特性曲线,开发出与热敏电阻相关的温度测量、控制和补偿等应用。

例如,使用热敏电阻的温度特性来实现恒温控制系统、电子温度计或温度补偿技术。

其他专业性角度:1. 理论分析:可以通过数学模型和物理方程来解释和解析热敏电阻的温度特性。

例如,通过电阻和温度之间的数学关系,可以计算出电阻值随温度变化的速率或曲线斜率。

关于大学物理实验报告参考精选5篇

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关于大学物理实验报告参考精选5篇通过实验,我们得出结果,很明显的可以发现热敏电阻的阻值对温度的变化是非常敏感的。

下面就是小编给大家带来的大学物理实验报告,希望能帮助到大家!大学物理实验报告1摘要:热敏电阻是阻值对温度变化非常敏感的一种半导体电阻,具有许多独特的优点和用途,在自动控制、无线电子技术、遥控技术及测温技术等方面有着广泛的应用。

本实验通过用电桥法来研究热敏电阻的电阻温度特性,加深对热敏电阻的电阻温度特性的了解。

关键词:热敏电阻、非平衡直流电桥、电阻温度特性1、引言热敏电阻是根据半导体材料的电导率与温度有很强的依赖关系而制成的一种器件,其电阻温度系数一般为(-0.003~+0.6)℃-1。

因此,热敏电阻一般可以分为:Ⅰ、负电阻温度系数(简称NTC)的热敏电阻元件常由一些过渡金属氧化物(主要用铜、镍、钴、镉等氧化物)在一定的烧结条件下形成的半导体金属氧化物作为基本材料制成的,近年还有单晶半导体等材料制成。

国产的主要是指MF91~MF96型半导体热敏电阻。

由于组成这类热敏电阻的上述过渡金属氧化物在室温范围内基本已全部电离,即载流子浓度基本上与温度无关,因此这类热敏电阻的电阻率随温度变化主要考虑迁移率与温度的关系,随着温度的升高,迁移率增加,电阻率下降。

大多应用于测温控温技术,还可以制成流量计、功率计等。

Ⅱ、正电阻温度系数(简称PTC)的热敏电阻元件常用钛酸钡材料添加微量的钛、钡等或稀土元素采用陶瓷工艺,高温烧制而成。

这类热敏电阻的电阻率随温度变化主要依赖于载流子浓度,而迁移率随温度的变化相对可以忽略。

载流子数目随温度的升高呈指数增加,载流子数目越多,电阻率越小。

应用广泛,除测温、控温,在电子线路中作温度补偿外,还制成各类加热器,如电吹风等。

2、实验装置及原理【实验装置】FQJ—Ⅱ型教学用非平衡直流电桥,FQJ非平衡电桥加热实验装置(加热炉内置MF51型半导体热敏电阻(2.7kΩ)以及控温用的温度传感器),连接线若干。

高中物理实验课程【高中物理实验课程】实验11 传感器的简单使用 含解析

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实验十一传感器的简单使用考纲解读1。

知道什么是传感器,知道光敏电阻和热敏电阻的作用。

2。

能够通过实验探究光敏电阻和热敏电阻的特性。

3.了解常见的各种传感器的工作原理、元件特性及设计方案.基本实验要求Ⅰ研究热敏电阻的特性1.实验原理闭合电路欧姆定律,用欧姆表进行测量和观察.2.实验器材半导体热敏电阻、多用电表、温度计、铁架台、烧杯、凉水和热水.3.实验步骤(1)按实验原理图甲连接好电路,将热敏电阻绝缘处理;(2)把多用电表置于欧姆挡,并选择适当的量程测出烧杯中没有水时热敏电阻的阻值,并记下温度计的示数;(3)向烧杯中注入少量的冷水,使热敏电阻浸没在冷水中,记下温度计的示数和多用电表测量的热敏电阻的阻值;(4)将热水分几次注入烧杯中,测出不同温度下热敏电阻的阻值,并记录.4.数据处理在图1坐标系中,粗略画出热敏电阻的阻值随温度变化的图线.图15.实验结论热敏电阻的阻值随温度的升高而减小,随温度的降低而增大.6.注意事项实验时,加热水后要等一会儿再测其阻值,以使电阻温度与水的温度相同,并同时读出水温.基本实验要求Ⅱ研究光敏电阻的光敏特性1.实验原理闭合电路欧姆定律,用欧姆表进行测量和观察.2.实验器材光敏电阻、多用电表、小灯泡、滑动变阻器、导线、电源.3.实验步骤(1)将光敏电阻、多用电表、灯泡、滑动变阻器如实验原理图乙所示电路连接好,其中多用电表置于“×100"挡;(2)先测出在室内自然光的照射下光敏电阻的阻值,并记录数据;(3)打开电源,让小灯泡发光,调节小灯泡的亮度使之逐渐变亮,观察多用电表表盘指针显示电阻阻值的情况,并记录.(4)用手掌(或黑纸)遮光时,观察多用电表表盘指针显示电阻阻值的情况,并记录.4.数据处理根据记录数据分析光敏电阻的特性.5.实验结论(1)光敏电阻在暗环境下电阻值很大,强光照射下电阻值很小.(2)光敏电阻能够把光照强弱这个光学量转换为电阻这个电学量.6.注意事项(1)实验中,如果效果不明显,可将电阻部分电路放入带盖的纸盒中,并通过盖上小孔改变射到光敏电阻上的光的多少来达到实验目的;(2)欧姆表每次换挡后都要重新调零.考点一温度传感器的应用例1 对温度敏感的半导体材料制成的某热敏电阻R T,在给定温度范围内,其阻值随温度的变化是非线性的.某同学将R T和两个适当的定值电阻R1、R2连成图2虚线框内所示的电路,以使该电路的等效电阻R L的阻值随R T所处环境温度的变化近似为线性的,且具有合适的阻值范围.为了验证这个设计,他采用伏安法测量在不同温度下R L的阻值,测量电路如图2所示,图中的电压表内阻很大.实验中的部分实验数据测量结果如表所示。

物理实验中的热敏电阻测量技术详解

物理实验中的热敏电阻测量技术详解

物理实验中的热敏电阻测量技术详解热敏电阻是一种基于电阻随温度变化的特性而实现温度测量的传感器。

在物理实验中,热敏电阻的测量技术起着至关重要的作用。

本文将详细介绍热敏电阻测量技术的原理和应用。

一、热敏电阻的原理热敏电阻是一种根据电阻值与温度之间的关系进行测量的传感器。

它的电阻值随着温度的变化而变化,可以通过测量电阻值来间接测量温度。

这种特性是由材料内部自由载流子与晶格振动之间的相互作用引起的。

热敏电阻的材料通常采用氧化物、金属和半导体等。

其中,氧化物热敏电阻的温度特性是最显著的,具有较大的温度系数和较高的电阻值。

半导体热敏电阻的温度特性也较为明显,电阻值随着温度的变化呈现指数关系。

二、测量电阻值的方法在物理实验中,测量热敏电阻的电阻值有多种方法。

以下是常用的几种方法:1. 电桥法:通过电桥测量电阻值是一种常见的方法。

将热敏电阻与一个已知电阻串联,接通交流电源并调节电桥平衡,测量需要测量的电阻与已知电阻的比值,最终计算出热敏电阻的电阻值。

2. 电压-电流法:通过施加恒定电压或电流到热敏电阻上,测量电压或电流的变化来计算电阻值。

这种方法适用于比较简单的测量情况。

3. 数字测量技术:随着科技的进步,数字测量技术在热敏电阻的测量中得到了广泛应用。

通过将热敏电阻与电压或电流转换器、模数转换器和微处理器等组合使用,可以实现精确的电阻测量。

三、热敏电阻的应用热敏电阻在物理实验中有着广泛的应用。

以下是几个常见的应用示例:1. 温度控制系统:热敏电阻可以作为温度控制系统的核心部件之一。

通过测量物体表面或环境的温度变化,控制系统可以根据温度变化自动调整环境温度,以实现温度的稳定控制。

2. 温度补偿:在一些实验中,需要对其他传感器或元器件进行温度补偿。

利用热敏电阻作为温度参考,可以对温度变化对其他传感器的测量数据进行修正,提高测量的准确性。

3. 环境监测:热敏电阻可以用于测量环境的温度变化,用于环境监测、气象观测等领域。

物理实验中常用的温度传感器及其使用方法

物理实验中常用的温度传感器及其使用方法

物理实验中常用的温度传感器及其使用方法在物理实验中,温度传感器是不可或缺的工具之一。

它能够测量物体的温度,提供重要的数据支持,帮助科学家进行实验研究。

本文将介绍一些常用的温度传感器及其使用方法,以帮助读者更好地了解这一领域。

1. 热电偶(Thermocouple)热电偶是最常见和广泛使用的温度传感器之一。

它是由两种不同金属材料组成的电偶,根据热电效应来测量温度。

当两种金属连接在一起时,在温度变化时会产生电压变化。

通过测量这个电压变化,就可以计算出温度的变化。

热电偶的使用方法相对简单。

首先,将热电偶与待测物体的接触部分连接。

然后,使用一个电压计或温度计测量电压变化,并将其转化为相应的温度值。

需要注意的是,热电偶对环境的干扰比较敏感,因此要保证实验环境的稳定性。

2. 铂电阻温度计(Platinum Resistance Thermometer)铂电阻温度计是一种基于电阻与温度之间的关系进行测量的传感器。

它使用铂金作为感测元件,根据铂电阻随温度的变化而变化来测量温度。

使用铂电阻温度计时,首先需要将它与待测物体接触的部分固定。

然后,将一个稳定的电流通过铂电阻,测量电阻的变化。

通过已知的电阻-温度关系,可以得出相应的温度值。

铂电阻温度计具有较高的精度和稳定性,广泛应用于工业和科学领域。

然而,它的价格较高,所以在一些低成本的实验中可能不太适用。

3. 热敏电阻(Thermistor)热敏电阻是一种电阻随温度变化而变化的传感器。

它通常由陶瓷或半导体材料制成,灵敏度较高。

热敏电阻主要分为正温度系数(PTC)和负温度系数(NTC)两种类型。

使用热敏电阻时,需要将它与待测物体的接触部分连接。

然后,通过测量电阻的变化来计算温度的变化。

由于热敏电阻的电阻-温度关系是非线性的,因此需要使用特定的校准曲线来将电阻值转化为温度值。

热敏电阻在实验室和工业领域都有广泛的应用。

由于其较低的成本和高精度,它成为许多实验室中常用的温度传感器之一。

热敏电阻-物理实验

热敏电阻-物理实验

热敏电阻和热电偶温差电势的测量随着半导体热敏电阻和热电偶在工业中的应用日益广泛,我们有必要对它们的一些温度特性有所了解。

DHT 型热学实验仪是集加热、传感、测量于一体的多功能实验仪器。

采用单片机测量、控制。

脉宽调制式加热,温度采用精确的PID 参数自整定控制。

具有测、控温精度高,加热时间快,降温时间短,操作使用方便。

实验安全、无环境污染。

可以任意地设定加热温度(室温~150℃) 一、实验目的1、热敏电阻的温度特性研究。

2、铜—康铜热电偶温差电势的特性研究。

3、描绘热敏电阻和热电偶温差电势的特性曲线。

4、了解PID 在工业控制中运用的原理和方法。

二、实验仪器DHT 型热学实验仪、直流电桥、数字万用表 三、实验原理 1、热敏电阻热敏电阻是一种电阻值随其电阻体的温度变化呈显著变化的热敏感电阻。

它多由金属氧化物半导体材料制成,也有由单晶半导体、玻璃和塑料制成的。

由于热敏电阻具有体积小、结构简单、灵敏度高、稳定性好、易于实现远距离测量和控制等优点,所以广泛应用于测温、控温、温度补偿、报警等领域。

本实验所测试样为负温度系数(NTC)热敏电阻,它的电阻值随温度升高而减小。

其电阻温度特性的通用公式为)11(2121T T B eR R -= (1)式中,R l 为温度T l 时的阻值;R 2为温度为T 2时的阻值;B 为热敏指数,由材料的物理特性决定。

若设T 2趋于无穷大,上式可简化成TB T Ae R = (2)热敏电阻温度系数的定义式为dTdR R TT 1=α对于负温度系数热敏电阻,其温度系数是温度丁的函数,以T α表示。

可以得出2TBT -=α (3) 上式表示,对负温度系数电阻来说,T α在工作温度范围内随温度增加迅速减小。

表示温度系数时要注明其温度值,通常以25℃时的值来表示。

对式(2)线性化,可得TBA R T 1ln ln += (4)作T1~T R ln 曲线,此直线斜率即为B ,截距为lnA 。

大学物理实验温度传感器实验报告

大学物理实验温度传感器实验报告

大学物理实验_温度传感器实验报告大学物理实验报告:温度传感器实验一、实验目的1.学习和了解温度传感器的原理和应用。

2.掌握实验方法,提高实验技能。

3.探究温度变化对传感器输出的影响。

二、实验原理温度传感器是一种将温度变化转换为电信号的装置。

根据热敏电阻的阻值随温度变化的特性,当温度发生变化时,热敏电阻的阻值会相应地改变,从而输出与温度成比例的电信号。

常见的温度传感器有热电偶、热敏电阻等。

本实验采用热敏电阻作为温度传感器。

三、实验步骤1.准备实验器材:热敏电阻、数据采集器、恒温水槽、温度计、导线若干。

2.将热敏电阻置于恒温水槽中,连接导线至数据采集器。

3.将数据采集器与计算机连接,打开数据采集软件。

4.设置实验参数:采样频率、采样点数等。

5.将恒温水槽加热至预设温度,观察并记录实验数据。

6.改变恒温水槽的温度,重复步骤5。

7.对实验数据进行处理和分析。

四、实验结果与分析1.实验数据记录:在实验过程中,记录不同温度下的热敏电阻阻值和数据采集器的输出电压。

如下表所示:温度与数据采集器输出电压的关系图。

结果表明,随着温度的升高,热敏电阻阻值逐渐减小,数据采集器的输出电压逐渐增大。

这符合热敏电阻的特性。

3.误差分析:在实验过程中,可能存在以下误差来源:恒温水槽的温度波动、热敏电阻的灵敏度差异、导线连接不良等。

为了减小误差,可以采取以下措施:使用高精度温度计、提高导线连接的稳定性、多次测量取平均值等。

4.思考题:在本次实验中,我们采用了简单的数据采集器和热敏电阻进行温度测量。

在实际应用中,还可以通过其他方式进行温度测量,如采用单片机结合热敏电阻实现智能温度测量。

请思考:如何将热敏电阻与单片机连接?如何通过程序控制温度测量?如何实现温度数据的实时显示或传输?在实际应用中,还需要考虑哪些因素会影响测量精度?如何减小误差?五、结论与总结本实验通过热敏电阻和数据采集器测量了不同温度下的阻值和输出电压,验证了热敏电阻的阻值随温度变化的特性。

大学物理 实验6-7半导体热敏电阻的温度特性

大学物理 实验6-7半导体热敏电阻的温度特性

大学物理实验6-7半导体热敏电阻的温度特性实验目的:1. 掌握半导体热敏电阻的温度特性;2. 学习使用K2320027测温表进行温度测量;3. 学习使用半导体热敏电阻测试电路进行实验。

实验器材:1. 半导体热敏电阻试样;2. PT100温度传感器;3. 数字万用表;4. 恒流源;5. 变阻器;6. K2320027测温表;7. 恒温槽;8. 多用万能表。

实验原理:(一)半导体热敏电阻特性半导体材料的电阻率随温度的变化是非常大的。

在普通的半导体材料中,当温度从0℃升高到100℃的时候,电阻率可能变化10到100倍。

这一变化是非常敏感的,并且在不同的材料中具有不同的表现。

P型半导体材料电阻率随着温度的升高而减小,N型半导体材料电阻率随着温度的升高而增大。

在一些作为热敏电阻的材料中,电阻率的变化可以达到数百倍。

常用的热敏电阻材料有硼烯、碳、氮化硅、硅、锗、铝烯、锑酸铋等。

(二)半导体热敏电阻测试电路如图所示是半导体热敏电阻的测试电路。

实验中,要使用一台数字恒流源对半导体热敏电阻供应恒定的电流。

在半导体热敏电阻的两端并联一个变阻器,来测量半导体热敏电阻的阻值。

这一测量一般会通过多用万能表或与数显电压计相结合来完成。

同时,一个PT100温度传感器连接在半导体热敏电阻的一端,用来测量环境温度,以满足热敏电阻的临界温度的确定。

实验步骤:1. 启动恒温槽,将温度调节到1℃,使其恒温。

2. 将半导体热敏电阻的两端分别连接到数字万用表的电流档和电压档上,确定使用的恒流值。

3. 将PT100温度传感器的两端引线接入数字万用表的温度测量接口上。

4. 将数字恒流源连接在半导体热敏电阻的一端。

5. 打开数字万用表的电源开关,进行基准校准。

6. 在温度档下,使用K2320027测温表测量温度;同时多用万能表或数显电压计测量热敏电阻电阻值。

7. 将恒流值依次修改,取一定范围内的数值,得到热敏电阻的阻值;同样,取一定范围的温度值,得到温度值。

大学物理热敏电阻实验报告

大学物理热敏电阻实验报告

大学物理热敏电阻实验报告大学物理热敏电阻实验报告热敏电阻是阻值对温度变化非常敏感的一种半导体电阻,具有许多独特的优点和用途,在自动控制、无线电子技术、遥控技术及测温技术等方面有着广泛的应用。

本实验通过用电桥法来研究热敏电阻的电阻温度特性,加深对热敏电阻的电阻温度特性的了解。

1、引言热敏电阻是根据半导体材料的电导率与温度有很强的依赖关系而制成的一种器件,其电阻温度系数一般为(-0.003~+0.6)℃-1。

因此,热敏电阻一般可以分为:Ⅰ、负电阻温度系数(简称NTC)的热敏电阻元件常由一些过渡金属氧化物(主要用铜、镍、钴、镉等氧化物)在一定的烧结条件下形成的半导体金属氧化物作为基本材料制成的,近年还有单晶半导体等材料制成。

国产的主要是指MF91~MF96型半导体热敏电阻。

由于组成这类热敏电阻的上述过渡金属氧化物在室温范围内基本已全部电离,即载流子浓度基本上与温度无关,因此这类热敏电阻的电阻率随温度变化主要考虑迁移率与温度的关系,随着温度的升高,迁移率增加,电阻率下降。

大多应用于测温控温技术,还可以制成流量计、功率计等。

Ⅱ、正电阻温度系数(简称PTC)的热敏电阻元件常用钛酸钡材料添加微量的钛、钡等或稀土元素采用陶瓷工艺,高温烧制而成。

这类热敏电阻的电阻率随温度变化主要依赖于载流子浓度,而迁移率随温度的变化相对可以忽略。

载流子数目随温度的升高呈指数增加,载流子数目越多,电阻率越小。

应用广泛,除测温、控温,在电子线路中作温度补偿外,还制成各类加热器,如电吹风等。

2、实验装置及原理【实验装置】FQJⅡ型教学用非平衡直流电桥,FQJ非平衡电桥加热实验装置(加热炉内置MF51型半导体热敏电阻(2.7kΩ)以及控温用的温度传感器),连接线若干大学物理实验报告大学物理实验报告。

【实验原理】根据半导体理论,一般半导体材料的电阻率和绝对温度之间的关系为式中a与b对于同一种半导体材料为常量,其数值与材料的物理性质有关。

因而热敏电阻的电阻值可以根据电阻定律写为式中为两电极间距离,为热敏电阻的横截面。

物理实验中使用热敏电阻测量温度的注意事项

物理实验中使用热敏电阻测量温度的注意事项

物理实验中使用热敏电阻测量温度的注意事项在物理实验中,准确测量物体的温度是非常重要的。

热敏电阻是一种常用的温度传感器,通过利用物质的温度对其电阻值产生的变化进行测量。

然而,由于热敏电阻在测量温度过程中存在一些特殊性质,我们在使用它时需要注意以下几个方面。

首先,我们必须保证热敏电阻的接触表面与被测物体之间有良好的热接触。

任何阻碍热量传输的因素,例如气体或污垢等,都会导致测量结果的不准确。

因此,在使用热敏电阻测量温度之前,要确保被测物体表面干净,无污垢或薄膜覆盖,并且将热敏电阻牢固地放置在物体表面上,以确保最佳的热接触。

其次,我们需要了解热敏电阻的响应时间。

热敏电阻的响应时间是温度变化到达其表面和变化导致电阻值变化之间的时间间隔。

在进行实验时,如果我们需要频繁地测量温度变化,则需要选择响应时间较短的热敏电阻。

然而,响应时间较短的热敏电阻通常比较昂贵,因此在选择时需要根据实验要求进行权衡。

另外,热敏电阻的电阻-温度特性也需要注意。

不同类型的热敏电阻在不同温度范围内有不同的电阻变化规律。

在实验中,我们需要明确热敏电阻在我们所需测量温度范围内的电阻-温度特性。

对于一些非线性变化的热敏电阻,我们可能需要使用特定的转换器或校准曲线来将电阻值转化为准确的温度值。

此外,热敏电阻的电阻值与其自身的温度有关。

由于电阻值与温度成正相关,我们必须考虑热敏电阻自身的温度对测量结果的影响。

为了准确测量被测物体的温度,我们可以在实验中添加一个补偿电路,用于测量和补偿热敏电阻自身的温度。

此外,在测量温度时,环境温度的变化也会对热敏电阻的测量结果产生影响。

因此,在进行实验之前,我们需要记录并控制环境温度,并根据需要进行相应的补偿。

这可以通过使用温控器或保温箱等设备来实现。

最后,我们需要注意热敏电阻的可靠性和耐久性。

热敏电阻是一种非常脆弱的元件,在使用时需要小心操作,以防止损坏。

此外,长期使用可能会导致电阻值的漂移,从而影响测量结果的准确性。

大学物理仿真实验报告

大学物理仿真实验报告

大学物理仿真实验报告篇一:大学物理仿真实验报告大学物理仿真实验报告实验日期:2011年5月31日实验人员:机自实验名称:热敏电阻的温度特性一、实验目的:1、了解热敏电阻的电阻—温度特性及测温原理;2、学习惠斯通电桥的原理及使用方法;3、学习坐标变换、曲线改直的技巧。

二、实验原理:热敏电阻---实验原理半导体热敏电阻的电阻—温度特性热敏电阻的电阻值与温度的关系为:A、B是与半导体材料有关的常数,T为绝对温度,根据定义,电阻温度系数为惠斯通电桥的工作原理:如图所示: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,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Rx = (R1/R2)·R0,(R1/R2)和R0都已知,Rx 即可求出。

电桥灵敏度的定义为:式中ΔRx指的是在电桥平衡后Rx的微小改变量,Δn越大,说明电桥灵敏度越高。

实验仪器三、实验仪器及使用方法:直流单臂电桥、检流计、待测热敏电阻和温度计、调压器、稳压电源。

四、实验内容:1、从室温开始,每隔5°C测量一次Rt,直到85°C。

撤去电炉,使水慢慢冷却,测量降温过程中,各对应温度点的Rt。

2、作ln Rt ~ (R1 / T)曲线,确定式(R1)中常数A和B五、数据记录及处理:1、数据处理结果如下:2、作ln Rt ~ (R1 / T)曲线如下:六、实验结论,误差分析及建议:1、实验结论:了解了惠斯通电桥的原理及使用方法;基本掌握坐标变换、曲线改直的技巧。

作ln Rt ~ (R1 / T)曲线,成线性关系。

2、误差分析:由于在记录过程中温度计视数在变化,故出现误差; 电源不稳定,造成系统误差;数据处理时产生偶然误差。

3、建议:1)在使用检流计时,要注意保护检流计,不要让大电流通过检流计,实验中间要用跃接2)实验过程中要注意电池按钮和接通检流计按钮的使用,检流计按钮先使用粗,然后再使用细,不要两个按钮同时使用。

大学物理实验报告--热敏电阻的电阻温度特性的研究

大学物理实验报告--热敏电阻的电阻温度特性的研究

实验六 半导体热敏电阻特性的研究实验目的1.研究热敏电阻的温度特性。

2.进一步掌握惠斯通电桥的原理和应用。

实验仪器箱式惠斯通电桥,控温仪,热敏电阻,直流电稳压电源等。

实验原理半导体材料做成的热敏电阻是对温度变化表现出非常敏感的电阻元件,它能测量出温度的微小变化,并且体积小,工作稳定,结构简单。

因此,它在测温技术、无线电技术、自动化和遥控等方面都有广泛的应用。

半导体热敏电阻的基本特性是它的温度特性,而这种特性又是与半导体材料的导电机制密切相关的。

由于半导体中的载流子数目随温度升高而按指数规律迅速增加。

温度越高,载流子的数目越多,导电能力越强,电阻率也就越小。

因此热敏电阻随着温度的升高,它的电阻将按指数规律迅速减小。

实验表明,在一定温度范围内,半导体材料的电阻R T 和绝对温度T 的关系可表示为 T b T ae R = (4-6-1)其中常数a 不仅与半导体材料的性质而且与它的尺寸均有关系,而常数b 仅与材料的性质有关。

常数a 、b 可通过实验方法测得。

例如,在温度T 1时测得其电阻为R T 111b T ae R = (4-6-2)在温度T 2时测得其阻值为R T 222T b T ae R = (4-6-3) 将以上两式相除,消去a 得)11(2121T T b T T e R R −= 再取对数,有)11(ln ln 2121T T R R b T T −−= (4-6-4)把由此得出的b 代入(4-6-2)或(4-6-3)式中,又可算出常数a ,由这种方法确定的常数a 和b 误差较大,为减少误差,常利用多个T 和R T 的组合测量值,通过作图的方法(或用回归法最好)来确定常数a 、b ,为此取(4-6-1)式两边的对数。

变换成直线方程:Tb a R T +=ln ln (4-6-5) 或写作 BX A Y += (4-6-6) 式中T X b B a A R Y T 1,,ln ,ln ====,然后取X 、Y 分别为横、纵坐标,对不同的温度T 测得对应的R T 值,经过变换后作X ~Y 曲线,它应当是一条截距为A 、斜率为B 的直线。

实验3 虚拟仿真实验--热敏电阻温度特性研究实验

实验3 虚拟仿真实验--热敏电阻温度特性研究实验
升高而减小。
可用于温度测量、温度补偿、抑制浪涌等
本次实验:测量NTC电阻的温度特性
NTC
三、实验原理/ 3.2 NTC电阻的温度特性
NTC热敏电阻的电阻—温度关系:
R Ae
B
T
其中为绝对温度,是温度趋于无穷时的阻值∞ ,
表征了阻值随温度变化的快慢。、是与半导体
材料有关的常数。
热敏电阻的电阻温度系数:
1 dR

RT dt
其中 是温度为时的电阻值
三、实验原理/ 3.3、电阻的测量更方法——惠斯通电桥
图中四个电阻 、 、 和 组成一个四边形,称为电桥的
四个臂,在四边形的一对对角A和C之间连接电源,而在另一对对
角B和D之间接入检流计。当B和D两点电位相等时,中无电流
通过,电桥便达到了平衡,平衡状态下满足:
Rx R3
Rx
(14),
三、实验原理/ 3.3、电阻的测量更方法——惠斯通电桥
I Rg Rg R1
E +I Rg R1
R1 R2
R1
E I Rg R3
Rx R3
Rx
(14),
将式(14)中含 IRg 的项都移到左侧,整理可得:
I Rg Rg R1 R1 R2 Rx R3 R12 Rx R3 +R3 Rx R1 R2 ER1 Rx R3 ERx R1 R2 (15),
)
R1 R3
R1 R3
Rx R1
=a
R3 R2
R2 Rx 1
= a,
则:
R1 R3 a
1
a 在a=1处具有最小值。
当a>0时,函数

用热敏电阻改装温度计 大学物理设计性实验

用热敏电阻改装温度计 大学物理设计性实验

评分:大学物理实验设计性实验实验报告实验题目:用热敏电阻改装温度计班级:姓名:学号:指导教师:实验7 《用热敏电阻改装温度计》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,按书写科学论文的要求写出完整的实验报告。

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,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根据实验情况自己确定所需的测量次数。

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,烧杯等实验所改装的温度计的要求(1)要求测量范围在40℃~80℃。

(2)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)。

(3)改装后用所改装的温度计测量多次不同温度的热水的温度,同时用水银温度计测出此时的热水温度(作为标准值),绘制出校正曲线。

热敏电阻实验报告

热敏电阻实验报告

班 级__光电3班___________ 组 别____第二组_________ 姓 名__邓菊霞___________ 学 号_1110600095_____日 期___2012.11.20____ 指导教师_刘丽峰___【实验题目】 热敏电阻温度特性实验【实验目的】1、研究热敏电阻的温度特性;2、掌握非平衡电桥的工作原理;3、了解半导体温度计的结构及使用方法【实验仪器】直流稳压电源、滑线变阻器、热敏电阻、温度计、电阻箱、微安表、检流计、保温杯、冰块等。

)]T T (B exp[R R n T T 0011-= (1) 式中T R 、0T R 代表温度为T 、0T 时热敏电阻的阻值,n B 为热敏电阻的材料系数(n 代表负电阻温度系数)。

上式是一个经验公式,当测温范围不太大时(<450℃),该式成立。

其关系曲线如左图所示。

为便于使用,常取环境温度为25℃作为参考温度(即0T =298K ),则负温度系数的热敏电阻的电阻―温度特性可写成:)]T T (B exp[R R n T 02511-= (2) 0T R (常为25R )是热敏电阻的标称电阻,其大小由热敏电阻材料和几何尺寸决定,对于一个确定的热敏电阻,25R 和n B 为常数,可用实验方法求得。

将(2)式两边取对数,得:)29811(ln ln 25-=-T B R R n T (3)令,298ln ,ln ,125n T B R A R y T x -===则上式可写成:x B A y n += (4)式中x 、y 可通过测量值T 、T R 求出,利用几组测量值,由图解法或最小乘法可求出参数A 、n B ,从而确定热敏电阻的标称值25R 和材料常数n B 。

由前面的实验可知,可由箱式惠斯通电桥测得某一温度下的T R 值,当桥路平衡时,热敏电阻的阻值T R =021R R R ,其中21R R 为比例臂值,0R 为调节臂阻值。

如图2所示。

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热敏电阻和热电偶温差电势的测量
随着半导体热敏电阻和热电偶在工业中的应用日益广泛,我们有必要对它们的一些温度特性有所了解。

DHT 型热学实验仪是集加热、传感、测量于一体的多功能实验仪器。

采用单片机测量、控制。

脉宽调制式加热,温度采用精确的PID 参数自整定控制。

具有测、控温精度高,加热时间快,降温时间短,操作使用方便。

实验安全、无环境污染。

可以任意地设定加热温度(室温~150℃) 一、实验目的
1、热敏电阻的温度特性研究。

2、铜—康铜热电偶温差电势的特性研究。

3、描绘热敏电阻和热电偶温差电势的特性曲线。

4、了解PID 在工业控制中运用的原理和方法。

二、实验仪器
DHT 型热学实验仪、直流电桥、数字万用表 三、实验原理 1、热敏电阻
热敏电阻是一种电阻值随其电阻体的温度变化呈显著变化的热敏感电阻。

它多由金属氧化物半导体材料制成,也有由单晶半导体、玻璃和塑料制成的。

由于热敏电阻具有体积小、结构简单、灵敏度高、稳定性好、易于实现远距离测量和控制等优点,所以广泛应用于测温、控温、温度补偿、报警等领域。

本实验所测试样为负温度系数(NTC)热敏电阻,它的电阻值随温度升高而减小。

其电阻温度特性的通用公式为
)11(
212
1T T B e
R R -= (1)
式中,R l 为温度T l 时的阻值;R 2为温度为T 2时的阻值;B 为热敏指数,由材料的物理特性决定。

若设T 2趋于无穷大,上式可简化成
T
B T Ae R = (2)
热敏电阻温度系数的定义式为
dT
dR R T
T 1=
α
对于负温度系数热敏电阻,其温度系数是温度丁的函数,以T α表示。

可以得出
2T
B
T -
=α (3) 上式表示,对负温度系数电阻来说,T α在工作温度范围内随温度增加迅速减小。

表示温度系数时要注明其温度值,通常以25℃时的值来表示。

对式(2)线性化,可得
T
B
A R T 1
ln ln += (4)

T
1
~T R ln 曲线,此直线斜率即为B ,截距为lnA 。

依据式(3),可算出T α。

顺便提一下,除负温度系数热敏电阻外,还有正温度系数(PTC)等若干种类型的热敏电阻。

2、 电偶温差电势
热电偶是热能—电势能的转换器,输出量为电势,可用于温度的测量.其结构和原理如图1(a )所示.两种导体(或半导体)A 和B 相接触,结点2置于较高的待测温度场中,称为热端或测温端;结点1置于较低的恒温场中,称为冷端或参考端.在回路中有电势差,称为温差电势 。

当组成热电偶的材料一定时,温差电势U X 仅与两种金属的接点处的温度有关,并且两接点的温差在一定的温度范围内有如下近似关系式:
)(0t t U X -≈α
式中α称为温差电系数,对于不
同金属组成的热电偶,α是不同的其数值上等于两接点温度差为1℃时所产生的电势。

为了测量温差电势,就需要在图1(a )的回路中接入电位差计,但测量仪器的引入不能影响热电偶原来的性质,例如不影响它在一定的温差)(0t t -下应有的电动势X U 值。

要做到这一点,实验时应保证一定的条件。

根据伏打定律,即在A 、B 两种金属之间插入第三种金属C 时,若它与A 、B 的两连接点处于同…—温度。

(图1(b )),则该闭合回路的温差电动势与上述只有A 、B 两种金属组成回路时的数值完全相同。

所以,我们把A 、B 两根不同化学成份的金属丝的一端焊在一起,构成热电偶的热端(工作端)。

将另两端各与铜引线(即第三种金属C)焊接,构成两个同温度(t 0)的冷端(自由端)。

铜引线与电位差计相连,这样就组成一个热电偶温度计。

图1(b )所示。

通常将冷端置于冰水混合物中,保持t 0=0℃,将热端置于待测温度处,即可测得相应的温差电动势,再根据事先校正好的曲线或数据来求出温度t 。

热电偶温度计的优点是热容量小,灵敏度高,反应迅速,测温范围广,还能直接把非电学量温度转换成电学量。

因此,在自动测温,自动控温等系统中得到广泛应用。

本实验选用的热电偶是由铜一康铜组成的(康铜是铜、镍合金)。

由于其中有—根金属丝和引线一样,也是铜,因而实际上在整个电路中只有两个接点(不同金属的连接点),所以铜一康铜热电偶也可以用如图1(b )这种接法。

四、实验步骤
1、按照要求调试、设定好温控器后,按照实验接好连线。

将电压选择开关打到合适的加热电压档,对加热炉进行加热。

在接近设定温度时,降低加热电压,以减小温控器的过冲、提高温控器的控温精度。

(同时将加热炉的内外孔关闭)
2、在实际温度与设定的温度基本相等并且保持不变时,在电阻输出端(输出I )接上直流电桥,测出在此温度时热敏电阻的阻值。

(热敏电阻在25℃时的阻值约为10K )分别设定不同的加热温度,测量在不同温度时热敏电阻的阻值。

记录下在不同温度时热敏电阻的阻值。

将测量的数值记录在表(1)中,然后根据表(1)用坐标法描绘出热敏电阻的温度特性曲线。

(电阻的测量方法参照直流电阻电桥测量电阻)
图1
3、为了缩短实验时间,可先设定一加热温度(例如:100℃)在加热过程中,当温度达到一
个值时,用电桥测量出在此温度时的电阻值,记录下此温度时的电阻值。

通过对不同的温度测量记录下不同的电阻值,做出热敏电阻的温度特性曲线。

(不针对每一个温度点设定)
4、熟悉使用数字万用表测量温差电动势
5、设定不同的加热温度,测量在不同温度时铜—康铜热电偶的温差热电势。

记录在不同温
度时铜—康铜热电偶的温差热电势值。

将测量结果记录在表(2)中,然后根据表(2)描绘出铜—康铜热电偶的温度特性曲线。

(温差电势的测量方法参照电位差计测量未知电
表(2)
6、要降低温度,把加热电压开关打到关。

打开风扇电压,快速降低加热炉的温度,同时将
加热炉的内外孔对齐。

实验数据处理表
作图:热敏系数
2.6 2.7 2.8 2.9
3.0 3.1 3.2 3.3
1/T*10-3/K
温差电系数:
实验结果及讨论:
实验测得热敏电阻热敏系数B=4032 热电偶温差电系数α=4.04*10-2mv/0C 讨论(略)
t-t 0(0C) 0 5 15 25 35 45 55 65 75 85。

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