非平衡电桥测量热敏电阻的温度系数实验报告.pdfVIP

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，

它的电阻率随温度的变化而显著地变化，因而能直接将温度的变化转换为电

T

T

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），其电阻率随热力学温度的关系为B/T„（5），

TAe

TT0

式中与为常数，由材料的物理性质决定。

AB

0

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：

BT„（6），式中、为常数，由材料物理性质决定。

AeAB

T

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”

ll

元件，阻值由下式表示：B/T„（7），式中为热敏电阻两极间

RRAel

TTTS0S

l

的距离，为热敏电阻横截面积。令SAA，则有：RAeB/T„（8），上式说

0ST

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

lnRBlnA1„（9），可见与成线性关系，若从实验中测得若干个和对1

lnRR

TTTTT

应的值，通过作图法可求出(由截距求出)和(即斜率)。

TAlnAB

半导体材料的激活能，式中为玻耳兹曼常数(kk1.381023J/K)，将与

EBkB

k值代可求出。根据电阻温度系数的定义：1dT1dRT„

E

dTRdT