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1、實驗設計方案實驗題目熱敏電阻溫度計的設計與安裝專 業班 級學生姓名學 號實驗設計時間 物理實驗教學中心制表課外開放實驗設計方案實驗題目： 熱敏電阻溫度計的設計安裝和使用設計目的：1、了解NTC熱敏電阻現象；2、掌握非平衡電橋的測量原理及非平衡電橋的定標方法；3、了解非平衡電橋在非電量測量中的應用。參考文獻：1 李學慧大學物理實驗M北京：高等教育出版社，2005，6(1)：365371。2 丁慎訓，張連芳物理實驗教程M第二版北京：清華大學出版社，2002(9)：167172。3 楊述武普通物理實驗M第三版北京：高等教育出版社，2000(5)：7681。4 吳泳華，霍劍青，熊永紅大學物理實驗M第一2、冊北京：高等教育出版社，2001，6(1)：102107。理論依據：1、負溫度系數熱敏電阻的溫度特性統計理論指出，熱敏電阻的電阻值與溫度的關系為：，其中、 半導體材料有關的常數(理論分析和實驗結果表明，值隨溫度略有變化，但在一般工作溫度范圍內近似為常數；值越大，阻值隨溫度的變化越大)； 熱力學溫度，表示攝氏溫度，且； 在攝氏溫度為時的電阻值。隨著溫度上升，其電阻值呈指數關系下降(如圖1)。 圖1 負溫度系數熱敏電阻的溫度特性 圖2 非平衡電橋2、非平衡電橋電橋是一種用比較法進行測量的儀器。所謂非平衡電橋，是指在測量過程中電橋是不平衡的，橋路上的電流不為零，橋路上的電流的大小與電源電壓、橋臂電阻3、有關。利用非平衡電橋進行測量時，應具體選定，除待測電阻外其他電阻的阻值以及電源電壓，這樣待測電阻與橋路上的電流就有唯一對應的關系，確定關系的過程，即為非平衡電橋的定標。 圖3 熱敏電阻溫度計的實驗電路圖 圖4 定標曲線如圖3所示的溫度計的實驗電路與圖2所示的原理圖相比有三點不同：(1) 增加一個二級管LED，作為電源指示，它的工作電壓為1.3V；(2) 檢流計G換成微安表頭(因為檢流計只能作為平衡指示器，不能提供讀數)；(3) 在bd支路中增加一個“校準”支路，當扳至“校”時，溫度計處于“校準”狀態，當扳至“測”時，溫度計處于“測量”狀態。是該儀表的狀態選擇開關。將電路中各元件按圖3安裝好后，4、就可以進行溫度測量了。也就是在刻度盤上直接按溫度來標定。但微安表指示值是電流值而不是溫度值。怎樣才能通過微安表的偏轉來讀出相應的溫度值呢？通過定標實驗來描繪出一條定標曲線（如圖4），有了定標曲線，就可以找到與任一電流值相對應的溫度值，這樣可以在刻度盤上直接按溫度來標定。這樣指針的偏轉既能顯示電流值，又能顯示溫度值。由于一定的溫度對應一定的，因而可將微安表改裝成溫度表由于隨的變化是非線性的，所以改裝的溫度表刻度是非均勻的。實驗中應注意合理選取電路參數。結果要求：繪制光滑定標曲線，數據表格規范工整，實驗中應注意合理選取電路參數。實施方案：1、計算；2、用萬用表量實驗儀器上的，使=（上述計算值）；35、按(圖3)接線；4、電源程序開關打開，表上有指示值，接上電阻箱(用電阻箱取代)(1) 開關倒向測量端，使，如果A表不指零，調使A表指零，此時；(2) 使，如果A表不滿偏，調分壓器，使A表滿偏，此時達到設定值(1.3V)；(3) 在以上已調定的狀態下，開關倒向校準端，調使A表滿偏，此時。取下電阻箱，插上熱敏電阻進行測量，記錄數據。(4) 由于溫度的變化使發生變化，隨之在橋上產生不平衡的電流；(5) 用實際熱敏電阻代替電阻箱，整個部分就是經過定標的半導體溫度計；(6) 選取=1.3V，它可以保證熱敏電阻工作在它的伏安特性曲線的直線部分。（依據實驗數據繪制定標曲線）儀器選擇：實驗儀器的名稱編 號儀器的量程儀器的精度熱敏電阻溫度計試驗儀0A 50A2 ANTC熱敏電阻萬用表UT50B200 200M溫度計0 1001電阻箱ZX 21型099999.9指導教師意見：