用热敏电阻改装温度计 (设计性实验).docVIP

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： XXX学院技术物理系物理实验室 实验日期：2008年 月 日 实验 《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。 评分参考(10分) ⑴ 正确写出实验原理和计算公式，2分。 ⑵ 正确的写出测量方法，1分。 ⑶ 写出实验内容及步骤，1分。 ⑷ 正确的联接仪器、正确操作仪器，2分。 ⑸ 正确的测量数据，1.5分。 ⑹ 写出完整的实验报告，2.5分。(其中实验数据处理，1分；实验结果，0.5分；整体结构，1分) 学时分配 实验验收，4学时，在实验室内完成；教师指导(开放实验室)和开题报告1学时。 提交整体设计方案时间 学生自选题后2~3周内完成实验整体设计方案并提交。提交整体设计方案，要求电子版。用电子邮件发送到指导教师的电子邮箱里。 思考题 如何才能提高改装热敏温度计的精确度？ 用热敏电阻改装温度计 实验目的： 了解热敏电阻的特性 掌握非平衡电桥的电路原理及应用 学会实验常用仪器的使用 锻炼自己的动手操作能力和创新意识 学会资料的查找和应用 实验仪器： 惠斯通电桥，电阻箱，表头，热敏电阻，水银温度计，量热器等 实验原理： 惠斯通电桥原理 惠斯通电桥原理电路图如图1所示。当电桥平衡时，B，D之间的电势相等， 桥路电流 I＝0，B,D之间相当于开路，则UB=UD;I1=Ix,I2=I0; 于是由I1R1=I2R2,I1RX=I2R0 得 RX=R0R1/R2 --------------------------(1) （1）式即为惠斯通电桥的平衡条件，也是用来测量电阻的原理公式。欲求RX，调节电桥平衡后，只要知道R1,R2,R0的阻值，即可由(1)式求得其阻值。 2．热敏电阻温度计原理 热敏电阻是具有负的电阻温度系数，电阻值随温度升高而迅速下降，这是因为热敏电阻由半导体制成，在这些半导体内部，自由电子数目随温度的升高增加的很快，导电能力很快增强，虽然原子振动也会加剧并阻碍电子的运动。但这样作用对导电性能的影响远小于电子被释放而改变导电性能的作用，所以温度上升会使