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半导体热敏电阻的电阻温度特性,半导体热敏电阻的电阻温度特性,引言:,半导体热敏电阻在日常的生活和科研中有很重要的应用.,热敏电阻,热敏电阻温度计,温控开关,引言:半导体热敏电阻在日常的生活和科研中有很重要的应用.热敏,实验目的:,学习用,惠斯通电桥,测电阻,了解热敏电阻的电阻,温度特性,,掌握其测定方法,学习使用,origin 软件,处理数据,并运用到以后实验的数据处理中,实验目的:学习用惠斯通电桥测电阻,实验原理:,半导体热敏电阻的电阻温度特性,某些金属氧化物半导体的电阻与温度的关系满足,R,T,=R,e,B/T (1),R,T,式中是温度T时的热敏电阻阻值,R,是T趋于无穷时的热敏电阻阻值,B是热敏电阻的材料常数,T为热力学温度。,热敏电阻对温度的变化反应的灵敏度一般由电阻温度系数,来,表示。根据定义,电阻温度系数可由式(2)来决定:,(2),实验原理:半导体热敏电阻的电阻温度特性 某些金属氧,y=a+bx,由,最小二乘法,可得,截距a和斜率b.,对本实验,上式两边取自然对数,得,用lnR,T,和1/T做线性拟合,斜率为B,截距为lnR,直线拟合原理,实验原理:,y=a+bx由最小二乘法可得,截距a和斜率b.对本实验上式两,惠斯通电桥的工作原理,图1 惠斯通电桥原理图,实验原理:,和R,0,都已知,Rx即,惠斯通电桥的原理如图1所示。四个电阻R0、R1、R2和Rx组成一个四边形,其中Rx就是待测电阻。A和C之间接上电源;B和D之间接入检流计G。当B和D亮点电势相等时,G中无电流通过(指针不偏转),电桥达到了平衡。平衡时必有,可求出。R,0,为标准可变电阻,称电桥的比率臂。,惠斯通电桥的工作原理 图1 惠斯通电桥原理图,实验仪器:,工作电压、量程,注意,:对于实验仪器上的所有调节旋钮,其调节方法均为点击鼠标左键逆时针转,点击鼠标右键顺时针转,实验仪器:工作电压、量程,实验过程:,连线,实验过程:连线,测量,打开稳压电源,根据惠斯通电桥的额定工作电压,选择稳压电源的输出电压。,检流计解锁,短路 调零,实验过程:,测量 打开稳压电源,根据惠斯通电桥的额定工作电压,选择,返回实验桌,数据记录,实验过程:,测量,接着进入测量页面,测量时保持温度计、检流计和记录本处于同一页面。记录下室温(20.0度)时的热敏电阻的阻值(约500.0)。,加热,每隔度记录一次阻值,直到度,降温,记录各降温过程中所对应的阻值,机器记录的同时及时在纸上记录数据,防止系统崩溃,返回实验桌数据记录实验过程:测量 接着进入测量页面,测量时保,实验过程:,注意:,由于实验考虑了电功率和散热因数,所以功率过高则升温太快,来不及记录数据;功率过低则升温过慢,浪费时间。同样降温时也不要立刻关闭电源,而是通过逐渐降低功率来控制温度。,参考:,升温:20度:功率调节器关闭 降温:85以上-70:300w,20-35度:100w 70-55:200w,35-45度:200w 55-40:100w,45-60度:300w 40-20:关闭功率调节器,60-75度:400w,75度以上:500w,热敏电阻的阻值大于100时,选用的倍率0.1,当阻值降到100以下时,选用倍率0.01.,实验过程:注意:由于实验考虑了电功率和散热因数,所以功率过高,Origin 7.5 处理实验数据,Origin 7.5 处理实验数据,线性拟合,报告样图:,注意:,每幅图都要进行简单,说明和讨论,,标明横纵坐标的含义。,最后交上来的实验报告应包含,幅图和一个Excel数据表格,.,线性拟合报告样图:注意:每幅图都要进行简单说明和讨论,标明横,R-T图,报告样图:,R-T图报告样图:,-T曲线,报告样图:,-T曲线报告样图:,选作内容非线性拟合法求B,R,有兴趣和精力的同学可以选作,有加分!,选作内容非线性拟合法求B,R 有兴趣和精力的同学,报告要求,不得抄袭数据,伪造数据,如有发现,分数记为零,原始数据以列表的形式记录在报告上,经老师检查并签字,将Excel表格的数据打印出来贴在报告上,三幅图像需打印,并裁剪至与实验报告一样的大小贴在上面,图上要有姓名、学号和日期,后面的思考题前两个都要在报告的最后讨论回答,报告要求不得抄袭数据,伪造数据,如有发现,分数记为零,
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