半导体热敏电阻 的特性研究.ppt
半导体热敏电阻仿真实验教学PPT
注意选择合适功率，控制温度的变化速度 注意倍率选择，保证电阻值有4位有效数字(室 温阻值？) 每调节一次阻值，点击一次电计，指针右偏调 小阻值，指针左偏调大阻值 注意随时将检流计调零，温度较低时，阻值变 化很快，注意调节十位档和个位档 注意0-9临界点阻值调节 机器记录的同时及时在纸上记录数据，防止系 统崩溃 注意降温时及时向上选择单元格记录数据
五、实验讲义
实验仪器
工作电压： 工作量程： 输出值范围：
开始实验，连接导线
点击桌面空白处，弹 出提示
正确连接导线，注意正 负，开始测量数据
稳压电源，检流计
打开稳压电源，调至工作电压， 检流计解锁，短路 调零
注意，本次实验中，所有旋钮右键点击 右旋，坐键点击左旋
电阻箱
返回实验桌 数据记录
注意事项
三、线形拟合原理
RT = R∞ e
B T
上式两边取自然对数，得
1 ln RT = ln R∞ + B T
用lnRT和1/T做线形拟合，斜率为B，截距为lnR∞
四、实验软件平台
开始-所有程序-大学物理仿真实验v2.0(第一部分)-大学物理 仿真实验v2.0 点击空白进入主页面，点击下一页，进入热敏电阻仿真实验 主页面
如前，修改坐标轴 名称，修改曲线名 称，导出图像保存
Alpha-T曲线
同样的，我们也可以自定义得到Alpha-T曲线，修改图像， 到处保存
要求
1. 2. 3. 4. 5.
6.
不得抄袭数据，如有发现，抄袭和被抄袭者成绩记零分 处理 原始数据测量完毕，需让我检查签字，没有签字的数据 一律无效 数据可记录在实验报告上，也可在Execl表格中整理打印 贴在实验报告中的相应位置， 3幅图像需打印(可贴到word中打印)，裁剪至和实验报 告一样大小，贴在报告中 实验完成离开时，需关闭电脑，清理桌面，放好凳子， 方可离开，这部分计入实验操作分哦，离开时记得再次 刷卡 实验报告需在一周内完成并投入报告箱中，逾期者后果 自负，请注意经常查看物理实验中心的留言栏
半导体热敏电阻的电阻—温度特性实验讲义
∞ 半导体热敏电阻的电阻—温度特性实验原理1. 半导体热敏电阻的电阻—温度特性某些金属氧化物半导体（如：Fe3O4、MgCr2O 4 等）的电阻与温度的关系满足式（1）：B R = R e T （1） T ∞式中 R T 是温度为T 时的热敏电阻阻值，R ∞ 是T 趋于无穷时热敏电阻的阻值阻的材料常数，T 为热力学温度。
①，B 是热敏电热敏电阻对温度变化反应的灵敏度一般由电阻温度系数α来表示。
根据定义，电阻温 度系数可由式（2）来决定：α = 1 R T dR TdT （2）由于这类热敏电阻的α 值为负，因此被称为负温度系数（NTC ）热敏电阻，这也是最 常见的一类热敏电阻。
2. 惠斯通电桥的工作原理半导体热敏电阻的工作阻值范围一般在 1~106Ω，需要较精确测量时常用电桥法，惠斯 通电桥是一种应用很广泛的仪器。
惠斯通电桥的原理如图 1 所示。
四个电阻 R 0 、R 1 、R 2 和 R x 组成一个四边形，其中 R x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 两点电势相等时，G 中无电流通过，电桥便达到了平衡。
平衡时必CR b 图 1 惠斯通电桥原理图 图 2 惠斯通电桥面板图① 由于(1)式只在某一温度范围内才适用，所以更确切的说 R 仅是公式的一个系数，而并非实际 T 趋于无穷时热敏电阻的阻值。
R R 1 有 R x = R 2 R 1 R 0 ， 2 和 R 0 都已知， R x 即可求出。
R 0 为标准可变电阻，由有四个旋钮的电R 阻箱组成，最小改变量为 1Ω。
1 R2 称电桥的比率臂，由一个旋钮调节，它采用十进制固定值，共分 0.001，0.01，0.1，1，10，100，1000 七挡。
热敏电阻及应用演示幻灯片
1
热敏电阻的主要特性
? 因为载流子数止的增加 随温度按指数规律 上升，半导体的电阻率也就随温度按指数规 律下降。热敏电阻正是利用半导体这种载流 子数随温度变化而变化 的特性制成的一种 温度敏感元件。
? 热敏电阻 有负温度(NTC)(温度升高，电阻 值增大)和下温度系数（PTC）(温度升高， 电阻 值减小)之分。
? （3）热敏电阻 Rt-T曲线非线性十分严 重，所以其测量温度范围远小于金属 热电阻。
4
热敏电阻的优点和缺点
? 优点：热敏电阻尺寸小，热惯性小、 结构简单，可根据不同要求制成各种 形状；响应速度快、灵敏度高；化学 稳定性好、机械性能好、价格低廉、 使用方便、寿命长，易于远离测量。
? 缺点：电阻随温度变化曲线为非线性， 且同一型号电阻的产品性参数有较大 差别，难于互相代换，即复现性和互 换性差，非线性严重。
? NTC又可分为两大类：第一类用于测量温度， 它的电阻 值与温度之间呈严格的负指数关 系;第二类为突变型（CTR），当温度上升 到某临界点时，其电阻 值突然下降。
2
热敏电阻特性曲线图
3
由热敏电阻特性曲线我们可得 知：
? (1)热敏电阻的温度系数值远大于金属 热电阻，所以灵敏度很高。
? （2）同温度情况下，热敏电阻 阻值 远大于金属热电阻，一般是金属的十 几倍。所以连接导线电阻的影响极小， 适用于远距离测量。
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热敏电阻用于CPU的温度测量
（参考小熊在线公司资料）
15
热敏电阻用于电热水器的温度控制
16
下图所示的四根曲线分别为哪一种类型的热敏电阻？
1-CTR 2-NTC 3,4-PTC
5
热敏电阻外形
MF12型 NTC热敏电
热敏电阻简介ppt课件
温度低时，被抵消在晶界上高的介电常数和自发的极化强度在低 温时阻碍了势磊的形成；
温度高时，介电常数和极化强大大幅度地降低，导致势垒及电阻
大幅度的增高呈现高阻抗。
精品ppt
6
热敏电阻的R-T特性
电阻—温度特性通常简称为阻温特性，指在规定的电压下，热敏 电阻零功率电阻与电阻体温度之间的依赖关系。 NTC：
动作电流 Isw：流过PTC热敏电阻的电流,足以使PTC热敏电阻自热
温升超过居里温度,这样的电流称为动作电流. 动作电流的最小值称 为最小动作电流
不动作电流 IN)：流过PTC热敏电阻的电流,不足以使PTC热敏电
阻自热温升超过居里温度,这样的电流称为不动作电流. 不动作电
流的最大值称为最大不动作电流
值变化相对于总的测量误差来说可以忽略不计时测量的电阻值。
居里温度Tc：电阻阻值达到零功率阻值的2倍时的温度RTc=2*Rmin
温度系数 α：PTC热敏电阻的温度系数定义为温度变化导致的电阻
的相对变化.温度系数越大,PTC热敏电阻对温度变化的反应越灵敏. α = (lgR2-lgR1)/(T2-T1)
变化了始末两个温度差的63.2%所需的时间，
额定功率：在规定的技术条件下，热敏电阻长期连续的工作所允
许消耗的功率
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Thank You !
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感谢亲观看此幻灯片，此课件部分内容来源于网络， 如有侵权请及时联系我们删除，谢谢配合！
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PTC
NTC
PTC:是positive
temperature coefficient的简 写，即正的温度系数，泛 指正温度系数很大的半导 体材料或元器件，通常指 正温度系数热敏电阻
实验4.10半导体热敏电阻特性研究
半导体热敏电阻特性研究【实验简介】热敏电阻是由半导体材料制成的一种电阻对温度变化非常敏感的热敏元件，利用这一特性可以将它作为感温元件制成热敏电阻温度计、温度传感器，实现测温、控温等功能。
热敏电阻作为感温元件具有灵敏度高、体积小、热惯性小等特点，在自动控温、测温等方面应用很广。
热敏电阻的温度特性曲线是热敏电阻的基本特性，本实验主要测量负温度系数、正温度系数热敏电阻的温度特性曲线，了解其测温原理实验原理【实验目的】1. 了解热敏电阻的温度特性及其测温、控温原理。
2. 测量热敏电阻的温度特性曲线。
3. 掌握作图法和最小二乘法（曲线拟合法）处理实验数据。
【预习思考题】1. 负温度系数（NTC）热敏电阻的特性是什么？2. 怎样用电桥测电阻？3．如何用作图法和最小二乘法（曲线拟合法）处理实验数据？【实验仪器】QJ-23型单臂电桥，DHT-2型热学实验仪。
【实验原理】1. 热敏电阻温度特性热敏电阻是其电阻值随温度显著变化的一种热敏元件，按照电阻随温度变化特性可以分为负温度系数热敏电阻（NTC）、正温度系数热敏电阻(PTC)、临界温度系数热敏电阻(CTC)。
负温度系数热敏电阻其电阻随着温度的升高而降低，主要用于测温和控温；正温度系数热敏电阻其电阻在达到某一温度后随着温度的升高而升高，在这一温度之前有一很小的负温度系数，在某一温度范围内，其电阻值会产生急剧变化。
适用于某些狭窄温度范围内的一些特殊应用；临界温度系数热敏电阻其电阻在达到临界温度点时急剧变化，主要用作开关。
热敏电阻的电阻-温度特性曲线如图4.10.1所示。
图4.10.1温度系数是反映热敏电阻对温度的敏感程度，是热敏电阻作为感温元件的一个重要参数，用表示，其定义为温度升高1ºC，热敏电阻的相对变化量，即（4.10.1）2. NTC型热敏电阻温度特性及其温度系数测量NTC半导体热敏电阻是由一些金属氧化物，如钴、锰、镍、铜等过渡金属的氧化物，采用不同比例的配方，经高温烧结而成，然后采用不同的封装形式制成珠状、片状、杠状、垫圈状等各种形状。
实验半导体热敏电阻特性的研究
实验半导体热敏电阻特性的研究
半导体热敏电阻是一种用于测量温度变化的电子元件，其电阻值会随着温度的变化而
发生改变。
因此，研究其特性对于热敏测温技术的应用以及半导体材料的研究都具有重要
意义。
本文对半导体热敏电阻特性进行了实验研究。
实验使用了一块样品，通过搭建电路系
统测量了其在不同温度下的电阻变化以及热敏电压的变化。
实验中控制了样品的温度变化，得到了一系列数据，进一步分析和研究了半导体热敏电阻的特性。
实验结果表明，当样品温度升高时，其电阻值呈现出单调递减的趋势。
相应地，热敏
电压也呈现出单调递减的趋势。
同时，研究还发现，样品的电阻值变化与温度之间存在着
一种明显的非线性关系。
当温度较低时，电阻的变化比较缓慢；而随着温度升高，电阻值
的变化速率则逐渐加快，最终呈现出了急剧下降的趋势。
通过对实验结果的进一步分析，我们得出了如下结论：半导体热敏电阻的特性主要受
到两个因素的影响，即样品的温度以及载流子浓度。
当样品温度升高时，载流子的浓度也
会随之上升，这将导致电阻值的降低。
此外，半导体热敏电阻的特性还受到其他因素的影响，例如半导体材料的化学成分、掺杂方式以及结构等因素都可能对其特性产生影响。
综上所述，本文通过实验研究了半导体热敏电阻的特性。
实验结果显示，其电阻值与
温度之间存在着非线性关系。
这项研究对于半导体材料的应用以及热敏测温技术的发展都
具有一定的借鉴意义。
未来，我们可以在此基础上进一步探索该元件的特性，并拓展其在
实际应用中的应用范围。
《热敏电阻课件》课件
热敏电阻在温度控制系统中起到关键作用，能够根据温度变化自动调节加热元件的功率，实现温度的 精确控制。
详细描述
在温度控制系统中，热敏电阻可以作为温度传感器，实时监测加热元件或被加热物体的温度。当温度 超过或低于设定值时，控制系统会自动调节加热元件的功率，使温度回到设定范围内，保证温度控制 的稳定性和准确性。
详细描述
热敏电阻是一种电子元件，其阻值会随着温度的变化而发生变化。这种电阻器 通常由陶瓷、金属或高分子材料制成，具有体积小、精度高、稳定性好等优点 。
热敏电阻工作原理
总结词
热敏电阻通过材料的热电效应或半导体的能带结构变化来改变阻值。
详细描述
热敏电阻的工作原理主要基于材料的热电效应或半导体的能带结构变化。当温度变化时，材料的热电效应会导致 电荷载流子的运动状态发生变化，从而改变电阻值。另一方面，半导体的能带结构也会随温度变化而发生变化， 影响载流子的运动状态和电阻值。
。
正温度系数热敏电阻（PTC）的 时间常数较小，而负温度系数热 敏电阻（NTC）的时间常数较大
。
时间常数是热敏电阻的一个重要 参数，它决定了热敏电阻的反应
速度和稳定性。
热敏电阻阻值与温度关系
热敏电阻的阻值与温度之间存在 一定的非线性关系。
正温度系数热敏电阻（PTC）的 阻值随温度升高而指数增加，而 负温度系数热敏电阻（NTC）的Βιβλιοθήκη 热敏电阻的发展趋势和未来展望
随着科技的不断进步和应用需求的不断提高，热敏电阻正朝着高精度、高可靠性 、智能化等方向发展。
未来，热敏电阻将进一步拓展应用领域，尤其在物联网、智能家居、新能源等领 域，热敏电阻将发挥更大的作用。同时，随着材料科学和微纳制造技术的发展， 新型热敏电阻材料和器件将不断涌现，为热敏电阻的发展注入新的活力。
半导体热敏电阻的电阻-温度特性20页PPT
降温： 85以上-70：300w 70-55：200w 55-40：100w 40-20：关闭功率调节器
热敏电阻的阻值大于100Ω时，选用 的倍率0.1，当阻值降到100Ω以下时 ，选用倍率0.01.
Origin 7.5 处理实验数据
报告样图:
最后交上来的实验报告应包含３幅图和一个Excel数据表格.
• 线性拟合
注意：每幅图都要进行简单说明和 讨论，标明横纵坐标的含义。
报告样图:
• R-T图
报告样图:
• α-T曲线
• 选作内容——非线性拟合法求B，R∞
有兴趣和精力的同学可以选作，有 加分！
报告要求
• 不得抄袭数据，伪造数据，如有发现，分数记为零 • 原始数据以列表的形式记录在报告上，经老师检查并签字 • 将Excel表格的数据打印出来贴在报告上 • 三幅图像需打印，并裁剪至与实验报告一样的大小贴在上
面，图上要有姓名、学号和日期 • 后面的思考题前两个都要在报告的最后讨论回答
离开实验室要求
实验完成离开时，需关闭电脑，清理桌 面，放好凳子，方可离开，这部分计入实验 操作分！！！
31、只有永远躺在泥坑里的人，才不会再掉进坑里。——黑格尔 32、希望的灯一旦熄灭，生活刹那间变成了一片黑暗。——普列姆昌德 33、希望是人生的乳母。——科策布 34、形成天才的决定因素应该是勤奋。——郭沫若 35、学到很多东西的诀窍，就是一下子不要学很多。——洛克
半导体热敏电阻的电阻-温度特性
半导体热敏电阻的电阻-温度特性
周苇 东南大学物理系
实验原理: • 惠斯通电桥的工作原理
图1 惠斯通电桥原理图
惠斯通电桥的原理如图1所示。四个 电阻R0、R1、R2和Rx组成一个四边形， 其中Rx就是待测电阻。A和C之间接上电 源；B和D之间接入检流计G。当B和D亮 点电势相等时，G中无电流通过（指针不 偏转），电桥达到了平衡。平衡时必有
半导体热敏电阻特性的研究
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RT和绝对温度T的关系可表示为RT?ae （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T1时测得其电阻为RT1 RT1?aeb1（4－6－2）在温度T2时测得其阻值为RT2RT2?aeb2 （4－6－3）b(?)RT1?eT1T2RT211将以上两式相除，消去a得再取对数，有b?lnRT1?lnRT2 （4－6－4）11(?)T1T2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RT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：lnRT?lna?b（4－6－5）T或写作Y?A?BX （4－6－6）式中Y?lnRT,A?lna,B?b,X?，然后取X、Y分别为横、纵坐标，对不同的温度T测得对应的RT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。
根据斜率求出b，又由截距可求出a＝e。
确定了半导体材料的常数a和b后，便可计算出这种材料的激活能E ＝bK（K为玻耳兹曼常数，其值见附录）以及它的电阻温度系数??1dRT??b?100% （4－6－7）RTdTT2显然，半导体热敏电阻的温度系数是负的，并与温度有关。
《热敏电阻》PPT课件
e Rr=R0 B(1/T-1/T0)
2-4-1
R0 -- 25℃(或其它参考温度)时的电阻
T0 -- 25℃(或其它参考温度)时的绝对温度K
（T0 = 273.15 ℃ +温度
精选ppt
1
几种负温度系数热敏电阻的电阻－温度曲线
精选ppt
2
/Exhibit1
精选ppt
12
精选ppt
4
正温度系数热敏电阻PTC
根据成分和掺杂程度，有两种正温度系数热敏电阻。
陶瓷正温度系数热敏电阻：
在到达居里温度时，电阻突然增加； 电阻温度系数可高达100％/ ℃ 转换温度定义为两倍电阻最小值相对应的温度，
半导体可变电阻器：(掺杂硅热敏电阻)
在－60~ 150℃范围内硅电阻器服从下列规律：
§2-4热敏电阻
§2-4-1热敏电阻模型
热敏电阻是电阻随温度变化的半导体材料。 有两种类型热敏电阻：
正温度系数，PTC (Positive Temperature Coefficient)
+t°
负温度系数，NTC(Negative Temperature Coefficient)
-t°
负温度系数（ NTC）：温度升高时，载流子数增加，电阻降低。 电阻变化随温度呈指数关系：
精选ppt
3
B可以通过测量在两个参考温度(T1,T2)下的阻值(R1,R2）进行计算,由(24-1)有,
B=ln(R2/R1) / (1/T1-1/T2)
2-4-3
例2.5试计算25℃时具有5000Ω 和60℃时具有1244Ω的负温度系数(NTC)热 敏电阻的B。
根据式(2-4-3)
B= ln(1244 Ω / 5000Ω ) / (1/(273.15K+60K)-1/(273.15K+25K)) = 3948K
半导体热敏电阻特性的研究
半导体热敏电阻特性的研究
半导体热敏电阻作为一种新型传感器，在微机控制中发挥了重要作用。
它在多个应用
中具有广泛的使用价值。
考虑到该类器件的特殊性，有必要了解其特性，以便更好地掌握
其使用情况。
半导体热敏电阻是基于原理研究的。
它的工作原理是基于电阻的变化，即加热时电阻
的变化。
当半导体热敏电阻的温度升高时，其电阻值也会随之变化。
这是因为半导体材料
本身含有自溶物，这些自溶物会随着外界环境温度的变化而换热，从而造成电子空间精度、晶间距和晶粒尺寸的改变。
经过改变，电子传导性能下降，从而使电阻值增大，相应温度
升高。
半导体热敏电阻可用于温度测量和控制，可以获得精确的测量结果。
此外，半导体热敏电阻具有抗干扰能力和灵敏度较高的优点。
首先，它具有良好的抗
干扰性能，它能有效抑制非温度信号对测量结果的干扰，这对精确测量温度非常重要。
另外，半导体热敏电阻具有较高的灵敏度，它能够检测微小的温度变化，可以检测到温度变
化小于0.01℃的信号。
另外,半导体热敏电阻的使用应注意其耐电压。
耐电压指的是在应用半导体热敏电阻时,介质中被容许的最大电压,如果电压超出设计要求,可能会使半导体热敏电阻的性能指
标下降,从而影响测量精度。
因此，使用半导体热敏电阻时，应注意其耐电压。
总之，半导体热敏电阻是一种重要的传感器，具有抗干扰性能好、灵敏度高及耐电压
高等特点。
它是目前温度测量和控制应用中理想的解决方案，是未来发展的趋势。
热敏电阻温度特性的研究(1)幻灯片PPT
本课件PPT仅供大家学习使用 学习完请自行删除，谢谢！ 本课件PPT仅供大家学习使用 学习完请自行删除，谢谢！ 本课件PPT仅供大家学习使用 学习完请自行删除，谢谢！ 本课件PPT仅供大家学习使用 学习完请自行删除，谢谢！
实验目的 1．用温度计和直流电桥测定热敏电阻器与温度的关系。
实验内容：
1．按实验原理图的实验装置接好电路，安装仪器。 2．在容器内盛入水，开启直流电源开关，先测出 室温时温度T0和NTC热敏电阻的阻值R0; 对水加热， 使水温逐渐上升,测试的温度从室温开始，每增加 5℃，作一次量记为Ti和Ri，直到70℃止。 3 ．用作图法求出温度在室温到70℃ 范围内的材 料系数B 。 4 ．用公式（2）计算NTC热敏电阻在温度T0= 50℃时的电阻温度系数。
3、当温度变化时，NTC热敏电阻与Pt100 的电阻值分别做什么变化，变化的趋势各 有什么特点？
测量热敏电阻阻值随温度变化数据
序号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
(C) 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75
RT() lnRT
T
1 (103 ) T
数据处理
• 绘出 RT-T曲线和lnRT-1/T曲线，验证lnRT 与1/T是否成线性关系。
• 作图法求出lnRT-1/T曲线的斜率B,根据公式 （3）求出50 ℃时的电阻温度系数
思考题
1、NTC半导体热敏电阻与金属导热电阻比 较，具有什么特点？
2、在测量半导体热敏电阻时，当桥路达到 平衡后，撤去电源，对电路会有什么影响？ （电流计是否偏转）为什么？
品的温度,分别测出不同的温度T以及对应RT的 值，
热敏电阻的温度特性研究22页PPT
46、我们若已接受最坏的，就再没有什么损失。——卡耐基 47、书到用时方恨少、事非经过不知难。——陆游 48、书籍把我们引入最美好的社会，使我们认识各个时代的伟大智者。——史美尔斯 49、熟读唐诗三百首，不会作诗也会吟。——孙洙 50、谁和我一样用功，谁就会和我一样成功。——莫扎特
热敏电阻的温度特性研究
•
6、黄金时代是在我们的前面，而不在 我们的 后面。
•
7、心急吃不某些时候请收 敛。
•
9、只为成功找方法，不为失败找借口 (蹩脚 的工人 总是说 工具不 好)。
•
10、只要下定决心克服恐惧，便几乎 能克服 任何恐 惧。因 为，请 记住， 除了在 脑海中 ，恐惧 无处藏 身。-- 戴尔． 卡耐基 。
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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
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。
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。
1
lnRT
B T
lnA
以1/T 为横坐标，以ln RT 为纵坐标作图，则得 到的图线应为直线，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
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。
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。
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
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
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
【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
【实验仪器】
FB203A型半导体热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
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）。
确度高？ 3. 在测量半导体热敏电阻时，当桥路达到平衡