非平衡电桥测量热敏电阻的温度系数实验报告
实验报告非平衡电桥
实验报告非平衡电桥非平衡电桥是一种基于电阻差异测量的电路，常用于测量电阻的值。
本实验使用非平衡电桥测量了不同电阻的值，并通过实验数据对比来验证非平衡电桥的准确性和精确度。
实验材料和仪器：1.电桥仪器2.各种不同阻值的电阻器3.电流表4.电压表5.电源实验步骤：1.将电桥仪器连接到电阻器和电源，确保连接正确并安全。
2.调节电位器，使电桥平衡。
即调节电桥的灵敏度和刻度线的位置，使电桥的两个边相等。
3.测量平衡时的电桥示数，记录下来作为基准数值。
4.更换电阻器，记录下新的示数。
5.使用公式计算出实际的电阻值。
6.重复步骤4和5，使用不同阻值的电阻器进行多次测量，得到一系列电阻的实际值。
7.分析数据，比较实际值和理论值之间的偏差，并进行误差分析。
实验结果和讨论：实验数据如下表所示：电阻值（Ω），电桥示数------------，---------10，25020，50030，75040，100050，1250根据公式R=(R2*S)/(R1+S)，其中R为实际电阻值，R1为标准电阻值，R2为未知电阻值，S为电桥示数，根据实验数据计算得到的实际电阻值如下表所示：电阻值（Ω），实际电阻值（Ω）------------，----------------10，10.4020，21.6730，31.2540，42.2250，51.26通过比较实际电阻值和理论值之间的差距，我们可以看出在实验中存在一定的误差。
这可以归因于一些影响电桥测量的因素，例如电源的稳定性、电阻器的精度和电桥仪器的误差等。
此外，实验中的测量精度也可能受到人为误差的影响，例如读数误差和操作误差。
为了进一步提高测量的准确性和精确度，可以采取以下措施：1.使用更精确的电阻器和电桥仪器，以减小仪器本身的误差。
2.对电源进行稳定化处理，保持电源的稳定输出，以减小电源的波动对测量结果的影响。
3.注意仪器的使用方法和操作步骤，在读数时要仔细，避免人为误差的发生。
非平衡电桥测量热敏电阻的温度系数实验报告
非平衡电桥测量热敏电阻的温度系数实验报告一、实验目的。
1.学会使用非平衡电桥测量热敏电阻的温度系数；2.熟悉实验用具和试验方法。
二、实验原理。
在非平衡电桥中，若一支臂中包含两个电阻，一个为可变电阻，另一个为热敏电阻，则当电桥平衡时，有：R3/R4=R1/R2。
此时，若让热敏电阻产生一温升，则R1、R2、R3、R4会发生变化。
在一定条件下，将此变化作为出现E1电势的原因，则在改变形成E2的电池电温度的情况下，只要E1不变，电桥仍保持平衡状态，微小电信号产生变化，就能测出热敏电阻的温度系数。
三、实验步骤。
1.连接实验电路，将非平衡电桥电路调整至平衡状态；2.测量R1、R2、R3、R4的标称值；3.利用恒流源产生一恒温度场，测量此时热敏电阻电阻值R5；4.在一定时间内使恒温源的温度升高一定温度后，测量热敏电阻的阻值R'5；5.计算热敏电阻的温度系数α并比较其实验值和理论值的误差；6.关闭电源，清洁实验用具，整理实验记录。
四、实验结果与分析。
测定数据如下：电流（mA）R1（Ω）R2（Ω）R3（Ω）R4（Ω）R5（Ω）R'5（Ω）。
4 506.5 506.5 494.5 506.5 111.5 113.2。
5 506.5 506.5 494.5 506.5 111.5 113.7。
6 506.5 506.5 494.5 506.5 111.5 114.3。
7 506.5 506.5 494.5 506.5 111.5 114.9。
根据测定数据，我们可以计算出α的值与误差：α=(R'5-R5)/(R5*ΔT)，其中ΔT=3°C。
电流（mA）α（K-1）α理论值（K-1）误差。
4 3.3×10-3 3.85×10-3 -14.3%。
5 3.6×10-3 3.85×10-3 -6.5%。
6 4.0×10-3 3.85×10-3 4.0%。
直流非平衡电桥学生报告(终稿)
——数字温度计的制作姓名学号班级桌号同组人本实验指导教师实验地点：第一实验楼401、402、403室实验日期20 14年月日时段三、实验原理：1．直流非平衡电桥直流电桥可分为平衡电桥和非平衡电桥（非平衡电桥也称不平衡电桥或微差电桥）电桥需要工作在平衡态下，可以准确测量未知电阻（如单臂电桥）调节要求严格，需要耗费一定的时间。
非平衡电桥工作在非平衡态下，可测量任一桥臂上的物理量变化。
实际生产技术中，往往有些待测量准确度要求不是很高，但需要连续快捷的测量。
如：铁路桥梁的应力检测、产品质量检测及待测量的变化量等，尤其是传感器技术越来越广泛应用于各种非电学量测量、智能检测和自动控制系统中。
在这种情况下，直流非平衡电桥就显示出了优势，这时电桥中某一个或几个桥臂，往往是具有一定功能的传感元件，这3、根据非平衡电桥的表头，选择λ和m ，根据（13）、（14）式计算可知m 、λ为负值。
本实验如使用2V 表头，设计的数字温度计的温度范围为30℃—50℃，数字温度计的分辨率为0.01℃，可选m 为-10mV/℃,λ为测温范围的中心值40℃所对应的电压值-400mV 。
4、计算非平衡电桥上的E 、1R 、2R 、3R 值，并在非平衡电桥上实现。
1)、确定电源E 值（T 1为测温范围的中心值，即40℃）调节“电压调节”旋钮，将“电源输出”端用导线接至“数字表输入”，接通“G ”按钮，212214T 4B E m T B -⎛⎫=⋅= ⎪⎝⎭～50℃的温度测量范围内外，任意设定加热装置的如下几个温度点作为未知温度，用该温度计测量这些未知温度，验证该数字温度计的准确性。
温度t（℃）28 33 41 45 52电压U0(mV)。
非平衡电桥测量热敏电阻实验报告
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摘要本实验旨在通过非平衡电桥测量方法，研究热敏电阻的特性。
非平衡电桥测量热敏电阻的温度系数实验报告
一、 名称：非平衡电桥测量热敏电阻的温度系数 二、 目的：1、掌握非平衡电桥的工作原理。
2、了解金属导体的电阻随温度变化的规律。
3、了解热敏电阻的电阻值与温度的关系。
4、学习用非平衡电桥测定电阻温度系数的方法。
三、 仪器：1、热敏电阻。
2、数字万用表。
3、ZX-21型电阻箱。
4、滑线变阻器。
5、固定电阻器。
6、水浴锅。
7、温度计。
8、直流稳压电源等。
四、 原理：热敏电阻由半导体材料制成，是一种敏感元件。
其特点是在一定的温度范围内，它的电阻率T ρ随温度T 的变化而显著地变化，因而能直接将温度的变化转换为电量的变化。
一般半导体热敏电阻随温度升高电阻率下降，称为负温度系数热敏电阻（简称“NTC ”元件），其电阻率T ρ随热力学温度T 的关系为 T B T e A /0=ρ…（5），式中0A 与B 为常数，由材料的物理性质决定。
也有些半导体热敏电阻，例如钛酸钡掺入微量稀土元素，采用陶瓷制造工艺烧结而成的热敏电阻在温度升高到某特定范围（居里点）时，电阻率会急剧上升，称为正温度系数热敏电阻（简称“PTC ”元件）。
其电阻率的温度特性为：TB T eA ⋅'=ρρ…（6），式中A '、ρB 为常数，由材料物理性质决定。
在本实验中我们使用的是负温度系数的热敏电阻。
对于截面均匀的“NTC ”元件，阻值T R 由下式表示： T B TT e SlA S l R /0==ρ (7)，式中l 为热敏电阻两极间的距离，S 为热敏电阻横截面积。
令SlA A 0=，则有： T B T Ae R /=…（8），上式说明负温度系数热敏电阻的阻值随温度升高按指数规律下降，如图2所示，可见其对温度的敏感程度比金属电阻等其它感温元件要高得多。
由于具有上述性质，热敏电阻被广泛应用于精密测温和自动控温电路中。
对（8）式两边取对数，得A T BR T ln 1ln +=…（9），可见T R ln 与T1成线性关系，若从实验中测得若干个T R 和对应的T 值，通过作图法可求出A (由截距A ln 求出)和B (即斜率)。
实验四非平衡电桥测量热敏电阻的温度特性
实验四非平衡电桥测量热敏电阻的温度特性实验目的：1. 了解热敏电阻的工作原理和特性；2. 掌握非平衡电桥测量热敏电阻的原理和方法；4. 学习使用实验仪器，提高动手能力和实验技能。
实验仪器：1. 非平衡电桥实验仪；2. 热敏电阻；3. 温度控制器。
实验原理：热敏电阻是指在一定温度范围内，其电阻值随温度的变化而变化的电阻。
热敏电阻的电阻值随温度升高而降低，反之亦然。
在非平衡电桥中，热敏电阻作为测量电桥中的一支，将产生测量电桥的不平衡，通过调节调零电位器，使得测量电桥达到平衡，记录调零电位器的电位差，即可计算出热敏电阻的电阻值。
3. 热敏电阻的温度特性热敏电阻的温度特性是指在一定温度范围内，电阻值随温度变化的规律。
通常情况下，热敏电阻的温度特性可以表示为一个指数函数或者对数函数。
实验步骤：1. 将非平衡电桥实验仪接线如图所示，并将热敏电阻固定于试验仪的样品台上。
2. 打开温度控制器，设置初始温度为20℃。
待温度稳定后，记录下环境温度和热敏电阻的电阻值。
4. 进行第3步的操作，直至温度升高至70℃。
5. 根据测量数据计算出热敏电阻的电阻随温度变化的关系，并绘制其温度特性曲线。
实验数据：环境温度：20℃±0.5℃温度/℃ 20 30 40 50 60 70电阻/kΩ 1.452 1.345 1.234 1.125 1.023 0.932热敏电阻的电阻随温度变化的关系如下：R = 0.0612 × e^(-0.0508T)其中，R为电阻，T为温度，单位为℃。
绘制温度特性曲线如下图所示：由图可知，热敏电阻的电阻随温度的升高而不断降低，且随温度的升高而变化率不断加大，表明热敏电阻是一种非线性的电阻元件。
此外，通过对特性曲线的分析，可以得出热敏电阻的温度特性为指数函数。
非平衡电桥的温度计设计实验心得体会
非平衡电桥的温度计设计实验心得体会温度是一个基本的物理量，自然界中的一切过程无不与温度密切相关，温度与科研，生产，人们的生活，植物生长有密切的关系，环境的温度具有与环境温度同等重要意义。
因此对温度的研究就显得尤为的重要。
温度报讯和温度控制在我们的日常生活和生产、科研中具有广泛的应用，例如，火警报讯器、恒温烘箱、电冰箱等。
在这些应用装置中，常常是由电信号被“加工”以后去控制执行机构工作的。
但在“加工”之前，首先必须把由被控系统给出的温度信号转换为相应的电信号。
温度传感器就是执行这一任务的器件。
温度传感器是最早开发，应用最广的一类传感器。
根据美国仪器学会的调查，19xx年，温度传感器的市场份额大大超过了其他的传感器。
从17世纪初伽利略发明温度计开始，人们开始利用温度进行测量。
真正把温度变成电信号的传感器是1821年由德国物理学家赛贝发明的，这就是后来的热电偶传感器。
半导体热敏电阻RT是一种阻值随温度改变发生显著变化的敏感元件。
在工作温度范围内，阻值随温度升高而增加的称为正温度系数（Positive Temperature Coefficient简称PTC）热敏电阻，反之称为负温度系数（Negative Temperature Coefficient简称NTC）热敏电阻。
热敏电阻具有体积小、反应快、使用方便的优点，通过热敏电阻，可以把温度及其变化转换成电学量或电学量的变化加以测量。
所以，它被广泛应用于工、农、医、交通、军事、科研等各个领域的温度测量和控制工作中。
直流电桥是一种精密的电学测量仪器，可分为平衡电桥和非平衡电桥两类。
平衡电桥是通过调节电桥平衡，将待测电阻与标准电阻进行比较得到待测电阻的大小，如惠斯登电桥、开尔文电桥等都是平衡式直流电桥。
由于需要调节平衡，因此平衡电桥只能用于测量具有相对稳定状态的物理量。
随着测量技术的发展，电桥的应用不再局限于平衡电桥的范围，非平衡电桥在非电量的测量中已得到广泛应用。
应用非平衡电桥测量热敏电阻的温度
目录一、题目： (2)二、摘要： (2)三、正文引言： (2)主体实验目的： (3)实验内容： (3)实验仪器： (3)实验原理： (3)实验过程及数据处理： (7)四、绪论： (10)五、参考文献： (10)六、附录： (10)应用非平衡电桥测量热敏电阻的温度摘要本次实验目的在于掌握非平衡电桥的工作原理以及与平衡电桥的异同。
掌握利用非平衡电桥的输出电压来测量变化电阻的原理和方法，及学习与掌握根据不同被测对象灵活选择不同的桥路形式进行测量。
最终掌握非平衡电桥测量温度的方法，并类推至测非电量。
实验用非平衡电桥测量热敏电阻的温度特性并以热敏电阻为传感器结合非平衡电桥设计测量范围为10~70℃的数显温度计。
实验采用重要的物理方法测量热敏电阻的温度，即非平衡电桥。
非平衡电桥的基本原理是通过桥式电路来测量电阻，根据电桥输出的不平衡电压，再进行运算处理，从而得到引起电阻变化的其它物理量，如本次实验的温度。
引言大学物理实验已经完成了，回想过去两个学期的实验课程，感觉自己真的收获不小。
通过自己动手做实验发现了自身存在的问题，大学物理实验不仅给了我一次亲身实践的机会，更重要的是它教会了我独立思考问题，并解决问题的方法。
在即将结束的试验中，我又一次得到独立完成物理实验课程设计的机会，应用非平衡电桥测量热敏电阻的温度。
直流电桥的种类很多，按测量范围分为：高阻电桥、中阻电桥、低阻电桥；按使用条件分为：实验室型和携带型；按线路结构分为：单臂电桥、双臂电桥、单双臂电桥等；按平衡方式分为：平衡电桥和非平衡电桥。
我这次做的是有关非平衡电桥的试验，在多方查找资料和上网搜索的基础上，在对非平衡电桥的理解和运用上有了一些收获。
主体主体是课程设计论文的主要部分,其内容包括以下几个方面电桥是一种比较式仪器，将被测量与已知量进行比较从而获得测量结果，所以测量精确度比较高。
在电测技术中，电桥被广泛地用来测量电阻、电感、电容等参数；在非电量的电测法中，用来测量温度、湿度、压力、重量以及微小位移等。
非平衡电桥及应用实验报告
829.9
40
1.70E-06
1126.71
45
2.48E-06
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ1359.22
50
3.18E-06
1540.07
55
3.88E-06
1699.85
60
4.50E-06
1832.2
65
5.11E-06
1952.17
以上数据验证公式
（ ）
实验结论
1、测量铜电阻时，实验所得阻值对应的温度普遍比查表所得高3 ，但是所得温度系数不受影响。
非平衡电桥及应用
摘要：本实验利用FQJ-Ⅲ型教学用非平衡直流电桥进行平衡电桥（惠斯通电桥、开尔文电桥）和非平衡电桥（卧式、立式）的测量，并且采用电压输出、功率输出等形式。实验测量金属铜和热敏电阻的阻值，并计算铜电阻的温度系数。
关键词：非平衡电桥温度系数热敏电阻
引言：电桥的的基本原理是通过桥式电路来测量电阻，从而得到引起电阻变化的其它物理量，如温度、压力、形变等，桥式电路在检测技术、传感器技术中的应用非常广泛。根据电桥工作时是否平衡来区分，可将电桥分为平衡电桥与非平衡电桥两种。平衡电桥一般用于测量具有相对稳定状态的物理量，非平衡电桥往往和一些传感器元件配合使用。某些传感器元件受外界环境（压力、温度、光强等）变化引起其内阻的变化，通过非平衡电桥可将阻值转化为电压或功率输出，从而达到观察、测量和控制环境变化的目的。非平衡电桥在传感技术中已得到广泛应用，非平衡电桥电路是传感技术中的重要组成部分。
2、双臂电桥（开尔文电桥）
由于单臂电桥未知臂的内引线、被测电阻的连接导线及端钮的接触电阻等影响，使单臂电桥测量小电阻时准确度难以提高，双臂电桥较好地解决了测量小电阻时线路灵敏度、引线、接触电阻所带来的测量误差，而且属于一次平衡测量，读数直观、方便。
直流非平衡电桥实验
（11）常用半导体热敏电阻的B 值约为1500～5000K 之间。
②用非平衡电桥进行热敏电阻线性化设计的方法。
在图1中，R 1、R 2、R 3为桥臂测量电阻，具有很小的温度系数，Rx 为热敏电阻，由于只检测电桥的输出电压，故R L 开路，根据（2）式有式中可见U 0是温度T 的函数，将U 0在需要测量的温度范围的中点温度T 1处，按泰勒级数展开（12）其中式中U 01为常数项，不随温度变化。
U 0'（T -T 1）为线性项，U n 代表所有的非线性项，它的值越小越好，为此令 =0，从U n 的三次开始是非线性项， 且数值很小，可以忽略不计。
（12）式中U 0的一阶导数为将代入上式并展开求导可得：U 0的二阶导数为令 =0，可得：TB2Ae )T 2B ()T 2B (R --+=0Un )T (T U U U 10010+-'=+n13n 0(n)210)T (T U n!)T (T U Un -∑∞-''==+121TBX e A R =ER R R Rx R Rx U 31320⋅'⎪⎭⎫ ⎝⎛+-+='T B X e A R =0U ''E R R R RxR RxU 31320⋅⎪⎭⎫ ⎝⎛+-+=0U ''ET )Ae R (AeBR U 22T B 2TB20⋅+-=''⎪⎭⎪⎬⎫⎪⎩⎪⎨⎧⋅+-=''E T )Ae R (Ae BR U 22T B2T B20E Ae )T 2B ()T 2B (R T )Ae R (AeBR TB243T B2TB2⋅⎭⎬⎫⎩⎨⎧--++=2TB R T 2B Ae ⋅+=即也就是 13）根据以上的分析，将（12）线性函数部分改为如下表达式：（非线性部分是系统误差，忽略不计）U 0=λ+m(t-t 1) （14）式中t 和t 1分别T 和T 1对应的摄氏温度，λ为U 0在温度T 1时的值；m 为 U 0' 在温度T 1时的值：（15）（16）③线性化设计的过程如下：根据给定的温度范围确定T 1的值，一般为温度中间值，例如设计一个30.0~50.0℃的数字表，则T 1选313K ，即t 1=40.0℃。
大学热敏电阻实验报告
大学热敏电阻实验报告摘要：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。
【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（1—1）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。
大学热敏电阻实验报告
大学热敏电阻实验报告摘要：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。
【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（1—1）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。
实验报告-非平衡电桥测量热敏电阻的温度系数
大学物理实验报告实验5-2 非平衡电桥测量热敏电阻的温度系数一、实验目的用非平衡电桥研究热敏电阻特性，并求出具体热敏电阻的特性参数和温度系数二、实验器材热敏电阻、数字万用表、ZX-21型电阻箱、滑线变阻器、固定电阻器、水浴锅、温度计、直流稳压电源等。
三、实验原理（1）在电桥平衡时，桥路中的电流Ig=0（如图），桥臂电阻之间存在如下关系：R1/R2=Rx/R3如果被测电阻的阻值Rx 发生改变而其他参数不变，将导致Ig ≠0，Ig 是Rx 的函数.因此，可以通过Ig 的大小来反映Rx 的变化。
这种电桥称为非平衡电桥，它在温度计、应变片、 固体压力计等的测量电路中有广泛应用.（2）热敏电阻是用半导体材料制成的非线性电阻，其特点是电阻对温度变化非常灵敏.与绝大多数金属电阻率随温度升高二缓慢增大的情况完全不同，半导体热敏电阻随温度升高，电阻率很快减少.在一定温度范围内，热敏电阻的阻值Rt 可表示为：Rt=aexp(b/T)式中T 为热力学温度,a 、b 为常量，其值与材料性质有关. 热敏电阻的电阻温度系数α定义为：2d TbRtdT Rt -==α四、实验步骤（1）热敏温度计定标：①如图连接线路（接线时不要打开电源），其中Rx 为热敏电阻，R3为试验中给出的总阻值为1750Ω的滑动变阻器.将Rx置于水浴锅中，注意不能接触水浴锅的壁和底.②调节R1为1000Ω，R2为100Ω，R3大约处在1500Ω的位置，打开直流稳压电源，调节电源电压为2V，数字万用表置于2mA档(先不要打开水浴锅电源）。
③从Ig=0时开始测量。
调节Ig=0后，先将水浴锅设于“测温”，再打开水浴锅电源，马上记录下此时温度显示值t。
④将水浴锅设于"设定",旋转"温度设定"旋钮至90℃ ,水浴锅开始对热敏电阻加热。
记录10组不同温度t下的Ig,每隔5℃测一次,得到热敏电阻的定标曲线t-Ig。
（2）利用已记录的Ig,把热敏电阻换成电阻箱,通过调节电阻箱的阻值,使数字万用表显示相应的Ig,从而测出对应的Rt,得到Rt-t曲线,并根据数据组（Rt，T）,对Rt=aexp(b/T)进行变量变换,变成表达式Y=A+BX形式,利用最小二乘法拟合得到具体热敏电阻的特性参数a、b。
非平衡电桥测量热敏电阻的温度特性
实验目的1、巩固平衡电桥测量电阻的方法。
2、学会利用非平衡电桥测量电阻。
3、测量热敏电阻的温度特性。
4、制作热敏电阻温度计，测量温度。
实验原理热敏电阻R t 是一种阻值随温度的改变发生显著变化的敏感元件。
在工作温度范围内，阻值随温度升高而增加的称为正温度系数（PTC ）的热敏电阻，反之称为负温度系数（NTC ）的热敏电阻。
1、热敏电阻的温度特性 热敏电阻的电阻率与温度的关系类似于纯半导体，可表示为)2exp(KTE∆=∞ρρ，式中∞ρ为T →∞时的电阻率，设B K E =∆2/，改写上式可得到热敏电阻的电阻温度关系：)]11(exp[1212T T B R R T T -=，122121ln T T R R T T T T B -= (5-19-1)式中R T 2是温度为T 2(K)时的热敏电阻阻值，R T 1是温度为T 1(K)时的热敏电阻阻值，B 为热敏电阻的材料常数。
热敏电阻的材料常数B 是由热敏电阻的组成成分和热处理方法所决定的，它是每一个热敏电阻固有的特性。
由于热敏电阻的阻值与温度成非线性关系，定义其电阻温度系数为21/TBdT dR R dT R dR -===α (5-19-2) α的意义是温度变化1℃时热敏电阻阻值的相对变化率。
对于一定材料的热敏电阻，α仅是温度的函数。
通过B 或α可以判断一个热敏电阻是正温度系数型（PTC ），还是负温度系数型（NTC ）。
2、非平衡电桥原理及应用在图5－82所示的电桥中，当电桥达到平衡时，I g =0,3214R R R R =，且电流I g 不受电桥端电压VAC 的影响。
当电桥不平衡时，I g 与电桥的四个臂的阻值，电流计内阻R g 及电桥端电压VAC 均有关。
对于一个固定的电流计，R g 为定值。
如果再固定R 1、R 2、R 3，则I g 只与R 4和VAC 有关，可记为I g ＝f (V AC ，R 4)用热敏电阻R t 代替R 4，对于某一温度，R t 为定值R 0，于是I g 只与端电压VAC 有关，即I g ＝f (V AC )可以调节VAC 使电流计上流过的电流I g 达到指定数值I m （例如满度值），调好后固定VAC 。
非平衡电桥测量热敏电阻的温度特性
非平衡电桥测量热敏电阻的温度特性引言
非平衡电桥作为一种经典的测量电阻和温度的方法，其应用范
围十分广泛。
与传统的平衡电桥相比，非平衡电桥存在一定的测
量误差，但由于其结构简单，实现便利，因此在实际应用中备受
欢迎。
本文将以热敏电阻的温度特性为例，介绍一种基于非平衡
电桥的测量方法。
热敏电阻的温度特性
热敏电阻是一种阻值随温度变化的电阻，其阻值随温度的升高
而降低。
热敏电阻的温度特性通常用温度系数来描述，即温度系
数α为单位温度变化时阻值的变化率。
在一定范围内，可以将热
敏电阻的温度系数视为一个常数，且一般很小，单位通常为%/℃。
非平衡电桥测量热敏电阻的温度特性
非平衡电桥测量热敏电阻的温度特性的关键是要制备一个热敏
电阻的温度均匀的加热环境。
可以将热敏电阻固定在一个绝缘杆上，杆子两端分别固定一个压电陶瓷片。
当压电陶瓷片受到电压
刺激时，会引起形变，从而使杆子弯曲。
弯曲的杆子会使热敏电
阻靠近或远离加热环境，从而使热敏电阻的温度发生变化。
将非平衡电桥中的标准电阻和热敏电阻分别连在两个谐振回路中，利用交流桥平衡定理，可以得到热敏电阻的阻值与标准电阻的比值。
当加热环境温度升高时，热敏电阻的阻值减小，从而造成非平衡电桥的电压输出增大，可以通过测量输出电压的变化来确定热敏电阻的温度系数。
结论
非平衡电桥测量热敏电阻的温度特性是一种简单、便利的测量方法，特别适用于热敏电阻温度系数较小的情况。
通过控制加热环境的温度，可以得到热敏电阻阻值随温度变化的趋势，为热敏电阻的应用提供了基础性的数据支持。
热敏电阻温度系数测定.
lnRT 3.292 3.450 3.541 3.624 3.784 3.892 4.059 4.220 4.362 4.519
T
337.7 334.2 331.2 328.2 323.2 319.2 313.2 308.2 303.2 297.7
1 ( 103 ) 2.96 2.99 3.02 3.05 3.09 3.13 3.19 3.25 3.29 3.36 T
2. 熟悉电桥电路，掌握用电桥测电阻的原理、方法 和公式。
3. 掌握非平衡电桥定标方法，注意测量与定标时， 电桥的工作状态（R1,R2,Rc，电源电压）要保持 相同，否则它们不存在对应关系。
4. 明确QJ-19电桥的“粗细调”、“短路”按钮的作 用和用法。
大学物理实验
基本要求
5. 掌握保护开关、检流计的用法。 6. 测量要求同讲义。 7. 数据处理同讲义。 8. 作完整的实验报告
大学物理实验Leabharlann 实验2―8热敏电阻温度系数测定
大学物理实验
实验目的
掌握平衡电桥和非平衡电桥的测量原理及非 平衡电桥的定标方法。
了解热敏电阻的电阻温度特性，以及测温时 的实验条件。
掌握QJ19电桥和指针式灵敏电流计的使用。 测定热敏电阻热敏指数及温度系数。
大学物理实验
基本要求
1. 了解热敏电阻的电阻温度特性，掌握热敏电阻的 电阻温度系数的测定方法。
大学物理实验
非平衡桥定标数据
序号 1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
I(µA) 110 230 340 460 590 670 780 840 900 1000
R() 91.7 78.4 68.0 57.9 49.0 44.0 37.5 34.5 31.5 26.9
实验6 用非平衡电桥研究热电阻的温度特性(090923)
实验6 热敏电阻的温度特性测量注意事项：（1） 本实验内容与教材差别较大，实验前请认真阅读实验室提供的讲义和实验牌，以及任课教师的演示讲解。
（2） 先按实验讲义将电路连接好，经教师检查后再开电源。
（3） 完成实验后，先关闭仪器电源，再关总电源。
实验内容：本实验采用直流电阻平衡电桥（QJ23型）、台式数字万用表（MS8050型）、LCR 数字电桥（YB2811型）三种设备，在室温至100℃范围类分别测量铜电阻Cu R 、正温度系数热敏电阻P R 、负温度系数热敏电阻N R 三种电阻的阻值，并作图分析三种电阻的温度特性。
三种电阻的温度由FB203型多档恒流智能控温实验仪控制。
这是本学期中使用仪器设备最多的实验，实验前必须认真阅读讲义和使用说明书，掌握仪器的使用方法。
1．测量不同温度下铜电阻Cu R 、正温度系数热敏电阻P R 、负温度系数热敏电阻N R 的阻值。
从室温至100℃，每隔5℃测一组数据并记录。
升温过程和降温过程各测一组，取平均值作为被测电阻的阻值。
*下标Cu 是铜的化学式，P 代表Positive ，N 代表Negative 。
2．作Cu R 、P R 、N R 随温度的变化关系曲线，温度T 为横坐标。
3．计算Cu R 、P R 、N R 三种电阻的温度系数。
思考题：为什么热敏电阻有对温度高度灵敏的特性？实验仪器使用方法1．QJ23型直流电阻电桥电桥原理如图1，被测铜电阻Cu R 接面板上的x R 端口，取工作电压E =2V ，按下开关B 并锁定，使电桥工作。
轻按开关G ，观察电流计指针的偏转情况，松开G 。
旋转面板上的几个电阻调节旋钮改变C R 值，再轻按G ，观察指针偏转。
如此循环操作，直至按下G 时指针指向零点不动。
此时电桥平衡，Cx Cu R R R ==。
2．MS8050型数字万用表将FB203型多档恒流智能控温实验仪前面板的热敏电阻输出端口接万用表的“COM ”口和“V ΩHz正负极。
实验2用非平衡电桥研究热敏电阻的温度特性参考资料【最新】
实验2 用非平衡电桥研究热敏电阻的温度特性【实验目的】1． 掌握非平衡电桥的工作原理。
2． 了解金属导体的电阻随温度变化的规律。
3． 了解热敏电阻的电阻值与温度的关系。
4． 学习用非平衡电桥测定电阻温度系数的方法。
【仪器用具】FB203型多档恒流智能控温实验仪、QJ23直流电阻电桥、YB2811 LCR 数字电桥、MS8050数字表。
【原理概述】1． 金属导体电阻金属导体的电阻随温度的升高而增加，电阻值t R 与温度t 间的关系常用以下经验公式表示：)1(320 ++++=ct bt t R R t α （1）式中t R 是温度为t 时的电阻，0R 为00=t C 时的电阻，c b ,,α为常系数。
在很多情况下，可只取前三项： )1(20bt t R R t ++=α （2） 因为常数b 比α小很多，在不太大的温度范围内，b 可以略去，于是上式可近似写成： )1(0t R R t α+= （3） 式中α称为该金属电阻的温度系数。
严格地说，α与温度有关，但在C 100~C 000范围内，α的变化很小，可看作不变。
利用电阻与温度的这种关系可做成电阻温度计，例如铂电阻温度计等，把温度的测量转换成电阻的测量，既方便又准确，在实际中有广泛的应用。
通过实验测得金属的t R t ~关系曲线（图1）近似为一条直线，斜率为α0R ，截距为0R 。
根据金属导体的t R ~曲线，可求得该导体的电阻温度系数。
方法是从曲线上任取相距较远的两 点（11,R t ）及(22,R t )，根据（3）式有：12212．半导体热敏电阻热敏电阻由半导体材料制成，是一种敏感元件。
其特点是在一定的温度范围内，它的电阻率T ρ随温度T 的变化而显著地变化，因而能直接将温度的变化转换为电量的变化。
一般半导体热敏电阻随温度升高电阻率下降，称为负温度系数热敏电阻（简称“NTC ”元件），其电阻率T ρ随热力学温度T 的关系为T B T e A /0=ρ （5） 式中0A 与B 为常数，由材料的物理性质决定。
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一、名称:非平衡电桥测量热敏电阻的温度系数二、目的:
1、掌握非平衡电桥的工作原理。
2、了解金属导体的电阻随温度变化的规律。
3、了解热敏电阻的电阻值与温度的关系。
4、学习用非平衡电桥测定电阻温度系数的方法。
三、仪器:
1、热敏电阻。
2、数字万用表。
3、ZX-21型电阻箱。
4、滑线变阻器。
5、固定电阻器。
6、水浴锅。
7、温度计。
8、直流稳压电源等。
四、原理:
热敏电阻由半导体材料制成,是一种敏感元件。
其特点是在一定的温度范围内,它的电阻率T ρ随温度T 的变化而显著地变化,因而能直接将温度的变化转换为电量的变化。
一般半导体热敏电阻随温度升高电阻率下降,称为负温度系数热敏电阻(简称“NTC ”元件,其电阻率T ρ随热力学温度T 的关系为T B T e A /0=ρ…(5,式中0A 与B 为常数,由材料的物理性质决定。
也有些半导体热敏电阻,例如钛酸钡掺入微量稀土元素,采用陶瓷制造工艺烧结而成的热敏电阻在温度升高到某特定范围(居里点时,电阻率会急剧上升,称为正温度系数热敏电阻(简称“PTC ”元件。
其电阻率的温度特性为:
T
B T e
A ⋅'=ρρ…(6,式中A '、ρ
B 为常数,由材料物理性质决定。
在本实验中我们使用的是负温度系数的热敏电阻。
对于截面均匀的“NTC ”元件,阻值T R 由下式表示: T B T
T e S
l
A S l R /0==ρ (7
,式中l 为热敏电阻两极间的距离,S 为热敏电阻横截面积。
令S
l
A A 0
=,则有: T B T Ae R /=…(8,上式说明负温度系数热敏电阻的阻值随温度升高按指数规律下降,如图2所示,可见其对温度的敏感程度比金属电阻等其它感温元件要高得多。
由于具有上述性质,热敏电阻被广泛应用于精密测温和自动控温电路中。
对(8式两边取对数,得
A T B
R T ln 1ln +=…(9,可见T R ln 与T
1成线性关系,若从实验中测得若干个T R 和对
应的T 值,通过作图法可求出A (由截距A ln 求出和B (即斜率。
半导体材料的激活能Bk E =,式中k 为玻耳兹曼常数(231038.1-⨯=k J/K,将B 与k 值代入可求出E 。
根据电阻温度系数的定义: dT
dR R dT d T
T T T 11=
=
ρρα…
(10,将(8式代入可求出热敏电阻的电阻温度系数:2T
B -=α… (11,对给定材料的热敏电阻,在测得B 值后,可求出该温度下的电阻温度系数。
五、步骤:
1、热敏温度计定标:①如图连接线路(接线时不要打开电源,其中x R 为热敏电阻,3R 为试验中给出的总阻值为1750Ω的滑动变阻器。
将x R 置于水浴锅中,注意
不能接触水浴锅的壁和底。
②调节1R 为1000Ω,2R 为100Ω,3R 大约处在1500Ω的位置,打开直流稳压电源,调节电源电压为2V ,数字万用表置于2mA 档(先不
要打开水浴锅电源。
③从Ig=0时开始测量。
调节Ig=0后,先将水浴锅设于“测温”,再打开水浴锅电源,马上记录下此时温度显示值t 。
④将水浴锅设于"设定",
旋转"温度设定"旋钮至90C 。
,水浴锅开始对热敏电阻加热.记录10组不同温度t 下的Ig,每隔5C 。
测一次,得到热敏电阻的定标曲线t-Ig. 2、利用已记录的Ig,把热敏电阻换成电阻箱,通过调节电阻箱的阻值,使数字万用表显示相应的Ig,从而测出对应的t R ,得到t R -t 曲线,并根据数据组(t R ,T,对exp(/t R a b T =进行变量变换,变成表达式
Y=A+BX 形式,利用最小二乘法拟合得到具体热敏电阻的特性参数a 、b 。
3、由求得的B ,计算相应温度下的热敏电阻的温度系数。
六、记录:
七、数据处理:
exp(/t R a b T = → b T
t R a = → l n l n
t b R a T
=+ 令ln t Y R =,1
X T
=
得ln Y a bX =+ 由上表中的数据可计算出a=0.01746,b=3892.81 由2=
t t dR b
R dT T
α=-得到以上α值。