半导体热敏电阻 的特性研究.ppt
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表1 （PTC或NTC）数据记录 室温 ℃ Kr =
序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 … t(℃) 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 …
T(K)
…
1/T
…
R3
…
Rx=RT
…
lnRT
…
【注意事项】
1.使用电桥时，应避免将R1、 R2、 R3同时调到零 值附近测量，这样可能会出现较大的工作电流， 测量精度也会下降。
【实验内容与步骤】
1. 利用实验 装置提供的元 器件，按图自 行组装惠斯登 电桥。
长线
长线
2. 把热敏电 阻传感器插入 加热井中，测 量时把选中的 热敏电阻的引 线接到电桥中 （Rx）。
每人只测量一付
3. 根据不同的温度，估计正、负温度系数热敏 电阻的阻值范围（见下表或后面的参考曲线）
PTC正温度系数热敏电阻 NTC负温度系数热敏电阻
正温度系数（PTC）热敏电阻的 温度特性RT ～t 参考曲线
1400
1200
1000
800
600
400
200 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100
t/℃
RT/Ω
负温度系数（NTC）热敏电阻的 温度特性RT ～t 参考曲线
3000
2500
2000
大学物理实验
半导体热敏电阻 的特性研究
【实验简介】
热敏电阻是一种电阻值随其温度变化而显 著变化的电阻，大多由金属氧化物半导体材料制 成，或由单晶半导体、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、可实现远程测量和控制等优点，所以广 泛应用于测温、控温、温度补偿、报警等领域。 热敏电阻分为负温度系数（NTC）热敏电阻、正 温度系数（PTC）热敏电阻和开关型热敏电阻， 前两者电阻率随温度的变化一般是指数规律。
【实验仪器】
FB203A型半导体热敏电阻特性研究试验仪（电源、 检流、控温、测温）1台
FB203A型半导体热敏电阻特性研究试验仪（自组 惠斯登电桥电阻箱）1台
正（或负）温度系数（PTC或NTC）热敏电阻1付 专用连接线若干
惠斯登电桥电阻箱
热敏电阻
半导体热敏电阻 特性研究试验仪 电源 检流 控温 测温
30℃ 356Ω 2599Ω
90℃ 1113Ω 376Ω
选择合适的倍率Kr = R1/R2 （一般取 Kr=0.5～5，记录此值）
把比较电阻R3预先调节到适当的阻值
4. 把电桥的工作电 压调节到E = 2~3V。
5. 使用电子式 温度指示调节仪， 设置加热井的温度 t（最高99.9℃）， “加热选择Ⅰ”为 16V慢加热，“加 热选择Ⅱ”为24V 快加热，风扇可对 加热井散热降温。
6. 先把捡流计G电
路的保护开关k2打向 下，k1打向上，打开 电源开关K，调节比
较电阻R3进行粗调， 待电桥平衡后，再把
保护开关k2打向上， 仔细调节比较电阻R3， 使捡流计G的指针指
零，记录比较电阻R3 的阻值。
粗调
细调
7. 测量正（或负）温度系数（PTC或NTC）热 敏电阻的温度特性，从30℃升到90℃，每隔5℃测 一个数据，并记录在下表内，画出温度特性RT ～t 曲线和ln RT ～ 1/T曲线，求出RT 表达式（即A、B 值）。
1500
1000
500
0 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100
t/℃
【实验报告的要求】
1．实验名称 2．实验仪器 3．实验目的 4．实验原理及所采用的实验方法 5．实验内容 6．数据处理
【预习抽查问题与思考题】
1. 实验的目的是什么？ 2. 为什么用电桥测电阻一般比伏安法测量的准
1
lnRT
B T
lnA
以1/T 为横坐标，以ln RT 为纵坐标作图，则得 源自文库的图线应为直线，其斜率为B，截距为lnA。
热敏电阻温度系数的定义式为 ：
1 dRT B
RT dT T2
α不仅与材料常数有关，还与温度有关，低温段 比高温段更灵敏。
C
2．直流电桥电路原理
R1、R2、R3和Rx 连成四边形，称为电 桥的四臂。G 为检流
确度高？ 3. 在测量半导体热敏电阻时，当桥路达到平衡
对于截面均匀的热敏电阻，其电阻值RT可以根 据电阻定律写为
R T slA 1eB/TslABe /T A=A1·l/s
式中l 为两电极间距离，s为热敏电阻的横截面。
对某一特定电阻而言，A与B均为常数，用实验
方法可以测定。为了便于数据处理，将上式两边取
对数，则有
1
lnRT
B lnA T
Y
X
RT AeB/T
2.电桥的工作电压一般不要超过3V，否则通过热 敏电阻的电流过大，可能损坏热敏电阻。
3. 热敏电阻作为测量温度的敏感元件时，必须要 求它的电阻值只随环境温度而变化，与通过的电 流无关。因此，流经热敏电阻的电流一般选取其 伏安特性曲线的线性部分的五分之一；同时流过 的电流越小越好。
4. 测量时，密切注视检流计G，若指针迅速偏转， 说明通过G的电流很大，应迅速断开k1，以免烧坏 检流计。
R1
Rx
G
I1
A I2
Rb
k2
k1
B
R2
R3
D
计，Rb 为保护电阻，
K
E
K2 为保护开关。当C、
D之间的电位相等时，桥路中的电流 Ig 等于零，
检流计G的指针指零，此时电桥处于平衡状态。
II1 1R R 1 x II2 2R R 2 3 R xR R 1 2R 3K rR 3
Kr为倍率，R3为比较电阻。Rx为待测电阻（RT）。
【实验目的】
1．巩固和复习用电桥测量电阻的方法； 2. 学习如何用电桥测量热敏电阻的温度特性； 3．了解电桥在非电量测量中的应用。
【实验原理】
1．热敏电阻温度特性原理 实验表明在一定温度范围内，半导体的电阻率ρ
和绝对温度 T （单位K）之间的关系为
A1eB/T
式中A1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。
5. 注意绝对温度 T 与摄氏温度 t 的关系。
实验流
组装惠斯登电桥
选择合适的倍率 Kr = R1/R2（ Kr=0.5～5）
程图
调节工作电压 E = 2~3V
设置温度t、加温
调节R3到适当的阻值
粗调R3，G指零
k1、k2打向下 加热选择“断” 打开仪器电源开关
细调R3，G指零 记录R3
RT/Ω
序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 … t(℃) 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 …
T(K)
…
1/T
…
R3
…
Rx=RT
…
lnRT
…
【注意事项】
1.使用电桥时，应避免将R1、 R2、 R3同时调到零 值附近测量，这样可能会出现较大的工作电流， 测量精度也会下降。
【实验内容与步骤】
1. 利用实验 装置提供的元 器件，按图自 行组装惠斯登 电桥。
长线
长线
2. 把热敏电 阻传感器插入 加热井中，测 量时把选中的 热敏电阻的引 线接到电桥中 （Rx）。
每人只测量一付
3. 根据不同的温度，估计正、负温度系数热敏 电阻的阻值范围（见下表或后面的参考曲线）
PTC正温度系数热敏电阻 NTC负温度系数热敏电阻
正温度系数（PTC）热敏电阻的 温度特性RT ～t 参考曲线
1400
1200
1000
800
600
400
200 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100
t/℃
RT/Ω
负温度系数（NTC）热敏电阻的 温度特性RT ～t 参考曲线
3000
2500
2000
大学物理实验
半导体热敏电阻 的特性研究
【实验简介】
热敏电阻是一种电阻值随其温度变化而显 著变化的电阻，大多由金属氧化物半导体材料制 成，或由单晶半导体、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、可实现远程测量和控制等优点，所以广 泛应用于测温、控温、温度补偿、报警等领域。 热敏电阻分为负温度系数（NTC）热敏电阻、正 温度系数（PTC）热敏电阻和开关型热敏电阻， 前两者电阻率随温度的变化一般是指数规律。
【实验仪器】
FB203A型半导体热敏电阻特性研究试验仪（电源、 检流、控温、测温）1台
FB203A型半导体热敏电阻特性研究试验仪（自组 惠斯登电桥电阻箱）1台
正（或负）温度系数（PTC或NTC）热敏电阻1付 专用连接线若干
惠斯登电桥电阻箱
热敏电阻
半导体热敏电阻 特性研究试验仪 电源 检流 控温 测温
30℃ 356Ω 2599Ω
90℃ 1113Ω 376Ω
选择合适的倍率Kr = R1/R2 （一般取 Kr=0.5～5，记录此值）
把比较电阻R3预先调节到适当的阻值
4. 把电桥的工作电 压调节到E = 2~3V。
5. 使用电子式 温度指示调节仪， 设置加热井的温度 t（最高99.9℃）， “加热选择Ⅰ”为 16V慢加热，“加 热选择Ⅱ”为24V 快加热，风扇可对 加热井散热降温。
6. 先把捡流计G电
路的保护开关k2打向 下，k1打向上，打开 电源开关K，调节比
较电阻R3进行粗调， 待电桥平衡后，再把
保护开关k2打向上， 仔细调节比较电阻R3， 使捡流计G的指针指
零，记录比较电阻R3 的阻值。
粗调
细调
7. 测量正（或负）温度系数（PTC或NTC）热 敏电阻的温度特性，从30℃升到90℃，每隔5℃测 一个数据，并记录在下表内，画出温度特性RT ～t 曲线和ln RT ～ 1/T曲线，求出RT 表达式（即A、B 值）。
1500
1000
500
0 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100
t/℃
【实验报告的要求】
1．实验名称 2．实验仪器 3．实验目的 4．实验原理及所采用的实验方法 5．实验内容 6．数据处理
【预习抽查问题与思考题】
1. 实验的目的是什么？ 2. 为什么用电桥测电阻一般比伏安法测量的准
1
lnRT
B T
lnA
以1/T 为横坐标，以ln RT 为纵坐标作图，则得 源自文库的图线应为直线，其斜率为B，截距为lnA。
热敏电阻温度系数的定义式为 ：
1 dRT B
RT dT T2
α不仅与材料常数有关，还与温度有关，低温段 比高温段更灵敏。
C
2．直流电桥电路原理
R1、R2、R3和Rx 连成四边形，称为电 桥的四臂。G 为检流
确度高？ 3. 在测量半导体热敏电阻时，当桥路达到平衡
对于截面均匀的热敏电阻，其电阻值RT可以根 据电阻定律写为
R T slA 1eB/TslABe /T A=A1·l/s
式中l 为两电极间距离，s为热敏电阻的横截面。
对某一特定电阻而言，A与B均为常数，用实验
方法可以测定。为了便于数据处理，将上式两边取
对数，则有
1
lnRT
B lnA T
Y
X
RT AeB/T
2.电桥的工作电压一般不要超过3V，否则通过热 敏电阻的电流过大，可能损坏热敏电阻。
3. 热敏电阻作为测量温度的敏感元件时，必须要 求它的电阻值只随环境温度而变化，与通过的电 流无关。因此，流经热敏电阻的电流一般选取其 伏安特性曲线的线性部分的五分之一；同时流过 的电流越小越好。
4. 测量时，密切注视检流计G，若指针迅速偏转， 说明通过G的电流很大，应迅速断开k1，以免烧坏 检流计。
R1
Rx
G
I1
A I2
Rb
k2
k1
B
R2
R3
D
计，Rb 为保护电阻，
K
E
K2 为保护开关。当C、
D之间的电位相等时，桥路中的电流 Ig 等于零，
检流计G的指针指零，此时电桥处于平衡状态。
II1 1R R 1 x II2 2R R 2 3 R xR R 1 2R 3K rR 3
Kr为倍率，R3为比较电阻。Rx为待测电阻（RT）。
【实验目的】
1．巩固和复习用电桥测量电阻的方法； 2. 学习如何用电桥测量热敏电阻的温度特性； 3．了解电桥在非电量测量中的应用。
【实验原理】
1．热敏电阻温度特性原理 实验表明在一定温度范围内，半导体的电阻率ρ
和绝对温度 T （单位K）之间的关系为
A1eB/T
式中A1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。
5. 注意绝对温度 T 与摄氏温度 t 的关系。
实验流
组装惠斯登电桥
选择合适的倍率 Kr = R1/R2（ Kr=0.5～5）
程图
调节工作电压 E = 2~3V
设置温度t、加温
调节R3到适当的阻值
粗调R3，G指零
k1、k2打向下 加热选择“断” 打开仪器电源开关
细调R3，G指零 记录R3
RT/Ω