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物理实验报告

姓名 学号 院系电气工程学院教师 日期 成绩

实 验 题 目 半导体热敏电阻特性研究 一、 实验目的 了解半导体热敏电阻的温度特性及其测温、控温原理； 掌握热敏电阻温度特性曲线测量方法 掌握作图法和最小二乘法处理实验数据的方法 二、实验原理 热 NTC--负温度系数 敏 电 PTC--正温度系数 CTR 阻 CTR--临界温度系数 定义热敏电阻的温度系数为αT为：当温度升高一度时电阻的相对变化量。 αT=(1/RT)dR/dT αT不是常数，它随温度变化，且不同材料、不同工艺的热敏电阻αT也不同。αT越大，热敏电阻的灵敏度越高。 实验证明，对负温度系数热敏电阻NTC，电阻与温度倒数有指数关系： RT=Ae`（B/T） 联立可得αT=-B/T`2 lnRT=lnA+B/T 只要测出B，即可求出某温度T下NTC型热敏电阻的温度系数。lnRT与1/T成线性关系，在实验中测得各温度T的RT值后，即可求出B，αT。 四个电阻R0，R1，R2，Rx组成一个四边形，即电桥的四个臂，其中Rx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两点电位相等时，G中无电流通过，电桥便达到了平衡。平衡时必有Rx = (R1/R2)·R0，(R1/R2)和R0都已知，Rx即可求出。 三、实验仪器 箱式电桥，热学实验仪，电炉 四、实验内容和步骤 按照实验要求连接仪器，完成实验准备。首先打开箱式电阻电桥开关，热学实验仪开关，将检流计选择开关转为内接设置电桥电阻倍率为x1电源电压为3V。对检流计进行调零灵敏度转为中等灵敏度，完成检流计的设置。 设置目标温度控制器，目标温度为100℃，先不要打开电流检测开关。 测出当前室温环境下热敏电阻的阻值，同时按下电桥表面电流开关和检流计开关，通过反复设置电阻箱拨盘，使检流计指针逐渐指向零刻度，使电桥达到平衡。记录室温

下热敏电阻的阻值。 打开加热电流开关，开始升温，调节加热电流大小。 从35摄氏度到100摄氏度每5摄氏度测一次电阻值。升温过程中注意检流计的偏转情况。通过调整检流计拨盘使指针在0刻度附近，绘制曲线。 测试完成后首先关闭加热开关，然后打开散热风扇开关，关闭箱式电桥电桥开关，等到温度屏上室温显示接近室温时，即可关闭热学实验仪电源开关。 五、实验数据与处理 六、问题讨论 1.平衡电桥和不平衡电桥有何区别？ 平衡电桥是把待测电阻与标准电阻进行比较，通过调节电桥平衡，从而测得待测电阻值，如单臂直流电桥(惠斯登电桥)、双臂直流电桥(开尔文电桥)。它们只能用于测量具有相对稳定状态的物理量，而在实际工程中和科学实验中，很多物理量是连续变化的，只能采用非平衡电桥才能测量；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，如温度、压力、形变等。 2．试比较回归法和作图法的优缺点。 回归法：优点是精确，缺点是计算多繁琐。 作图法：优点是操作简单，缺点是结果不是那么精确。