设计制做半导体热敏电阻温度计

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1、电学设计性实验——设计制做半导体热敏电阻温度计——设计制做半导体热敏电阻温度计一、实验目的了解热敏电阻的特性，掌握用热敏电阻测量温度的基本原理和方法。学习采用不平衡电桥把微安表改装成温度表。热敏电阻基本知识热敏电阻是材料的电阻值随温度的变化而变化的电阻。根据温度系数可以分为：正温度系数热敏电阻：dR/dT>0负温度系数热敏电阻：dR/dT<0正温度系数热敏电阻金属材料:分子热振动对电子运动的影响负温度系数热敏电阻金属氧化物材料（类似于半导体）自由载流子浓度随温度升高而增加负温度系数热敏电阻负温度

2、系数热敏电阻的主要技术参数：温度特性：B值：其中RT和RN分别是温度T和N时的电阻值。B值也不是恒定值，只是在某一个区间内变化不大。非平衡电桥非平衡测量，有测量桥路电压、测量桥路电流等多种形式，本实验采用桥路电流测量的方法。图1非平衡电桥电路图经推导得证，桥臂电阻、电源电压与桥路电流的关系可用下式表示：式中在其他参数不变的条件下，RT的变化直接影响Ig的变化，实验测得Ig的值，可以间接计算出RT的大小。实验结果：温度与电流的关系电学设计性实验（一）——设计制做半导体热敏电阻温度计实验测量连线图（

3、2）a.外接稳压可调电源；b.桥路接微安表；c.RX处接热敏电阻；d.RS处接可调电阻箱；ūA电学设计性实验（一）——设计制做半导体热敏电阻温度计4.设计制做半导体热敏电阻温度计的实验步骤第一次课及课后要完成的任务：记录仪器参量：电阻箱的调节范围，电源的调节范围，微安表的量程和对应的内阻，热敏电阻的室温阻值和选定的高温【75°C】及其阻值【查出来】。绘出实验电路，记录流过微安表的电流表达式。利用表达式，分析电桥各比例臂的数值、电源电压对微安表电流的影响。利用选定的微安表量程【即选定了内阻】、满量

4、程的高温电阻【加水测量】、室温电阻、各比例臂电阻，计算出电源电压。要考虑流过电流表的电流方向【正负极接到那一端】。利用公式R1,R2,根据电桥其它电阻的阻值，选择相近的整数，并相等。在测量的低温端【室温】Ig=0mA,利用R0,确定Rs;在温度表的高温端【75度】，Ig=400mA,和R75的阻值,确定电源电压。(5).适当选择电桥倍率，在确定的下限温度环境中，调节RS使电桥平衡，此时微安表读数为零；(6).保持RS不变,调节工作电源E,使测量环境温度达到上限温度时,表头示值为预计上限温度；(7

5、).在RS、E均保持恒定不变条件下，测绘Ig～T曲线，亦即为热敏电阻温度表定标；(8).更新表盘,制做完成热敏电阻温度计；（本实验只要求做出Ig～t数据对照表）(9).利用自制的半导体热敏电阻温度计测量温度；电学设计性实验（一）——设计制做半导体热敏电阻温度计实验结果的表现形式：010203040506070809001020304050TūA或表现为ūA～T对应关系列表：表盘示意图：测量点12345678910温度(℃)电流(ūA)电学设计性实验（一）——设计制做半导体热敏电阻温度计5.电桥非

6、平衡测量的应用○.电桥非平衡测量可以准确、实时、连续地得到测量结果；○.它的测量结果是电学量（电流、电压），能够支持多种显示方式，实现高精度自动测量；○.结合日趋成熟的传感器技术和自控技术，经由电桥非平衡测量的结果，方便构成实用的自动控制系统；（如温度控制系统、湿度控制系统等等）