非平衡电桥测量热敏电阻的温度特性

试验目的

1、巩固平衡电桥测量电阻的方法

2、学会采用非平衡电桥测量电阻

3、测量热敏电阻的温度特性

4、制作热敏电阻温度计，测量温度试验原理热敏电阻相是一种阻值随温度的转变发生显著变化的敏感元件在工作温度范围内，阻值随温度上升而增加的称为正温度系数（PTC）的热敏电阻，反之称为负温度系数（NTC）的热敏电阻

1、热敏电阻的温度特性热敏电阻的电阻率与温度的关系类似于纯半导体，可表示为夕=4exp（器），式中心为T-82KT时的电阻率，设AE/2K=5,改写上式可得到热敏电阻的电阻温度关系:=R exp[5-——-],B=LT ln5-19-1T]/Z/1A*-、rnri rr\/」rrirri jry式中恐是温度为7KK）时的热敏电阻阻值，岛是温度为2（K）时的热敏电阻阻值，8为热敏电阻的材料常数热敏电阻的材料常数方是由热敏电阻的组成成分和热处理方法所打算的，它是每一个热敏电阻固有的特性由于热敏电阻的阻值与温度成非线性关系，定义其电阻温度系数为dRIR1dR Ba~--5-19-2dT RdT T2a的意义是温度变化1℃时热敏电阻阻值的相对变化率对于肯定材料的热敏电阻，a仅是温度的函数通过6或々可以推断一个热敏电阻是正温度系数型（PTC）,还是负温度系数型（NTC）o

2、非平衡电桥原理及应用D在图5—82所示的电桥中，当电桥达到平衡时，4=0,7=—R.,且电流4不受电桥端电压VAC凡4的影响当电桥不平衡时，4与电桥的四个臂的阻值，电流计内阻尼及电桥端电压VAC均有关对于一个固定的电流计，及为定值假如再固定、胆、则4只与吊和VAC有关，可记为4=A另）VAC,用热敏电阻发代替吊，对于某一温度，兄为定值于是4只与端电压VAC有关，即4=F（VAC）可以调整VAC使电流计上流过的电流4达到指定数值4（例如满度值），调好后固定VACo当温度再转变时，4只与兄或温度方有关，即4=gGt）=S）若事先测得该状态下的4一方曲线，或把表头刻上对应温度，即可用它来测量温度这就是热敏电阻的非平衡电桥测温度原理，I-1关系曲线见图5-830图5—82中%用来确定测量下限温度时调整电桥平衡，使电桥在测量下限温度必下平衡，此时4=0,且4与VAC无关滑线变阻器用来转变VAC,通过它可以调整在测量上限温度时需要的电流4,当热敏电阻R置于上限温度时，调整滑线变阻器，使电流恰好满度，即可确定热敏电阻温度计的测量上限温度吊可用来测量热敏电阻发处于上限温度时的电阻值此人在R置于上限温度时，调好VAC后，将K2拨向1,调用使uA表再满度依据替代法原理，有兄等于凡在上限温度下的阻值，即吊=凡上这就是非平衡电桥测量电阻的原理和方法在测温时，可随时把K2打向1,使用=£上，看uA表是否恰为满度，从而检查VAC是否发生了变化若UA表不恰好满度，说明VAC已变，只要调整VAC使uA表恢复满图5—82半导体温度计线路度，即可保证VAC恢复原值试验器材稳压电源、微安表、电阻箱、滑线变阻器、热敏电阻、保温杯、温度计、单刀双掷开关、导线等试验内容

1、按图5—82接线，发、尼为1k的固定电阻，尼、吊为电阻箱将K2拨向2,用平衡电桥原理，测出室温下的R值和室温，测三次取平均

2、置发于0℃冰水中，用平衡电桥原理，测出片在0℃时的阻值

3、测量热敏电阻温温度特性，制作热敏电阻温度计，测量温度下限为0℃,上限为50℃1将《置于0℃的冰水混合物中，调整品，使4:0,确定热敏电阻温度计的测量下限温度2固定用为0℃时阻值不变，置发于50℃的水中，采用滑线变阻器调整VAC,使7指到uA表的g满度，确定热敏电阻温度计的测量上限温度再将K2拨向1,调吊使uA表再满度此时用等于50C时的热敏电阻阻值登记此时的吊值3重新将K2拨向2,使水温从50℃开头下降，水温下降过程中，每下降5℃读一次心值，同时用替代法测量此时兄值，始终读到5℃为止，列表纪录数据图5—83/_/曲线

4、在直角坐标纸上作《一/关系曲线，依据热敏电阻0℃和50C时的阻值，囹一,冏我计算其材料常数§和室温下的电阻温度系数，分析热敏电阻温度特性，推断是PTC型还是NTC型

5、用自制温度计测量某一温度值，置此于50C以下某一温度的热水中，登记4值和水温/在直角坐标纸上作乙一r关系曲线，依据某一温度下测出的uA表读数乙，在4一f关系曲线图上找到相即自制温度计的测量值，计算相对误差xlOO%o1室温下的耳值和室温数据纪录试验数据

2905.

9906.

8906.9/,M3，

19.

119.

219.2R Q，5045403530252015107℃0℃=

1941.9100938777665549363022即4温度、电流、阻值关系列表

240.

0290.

0349.

1420.

2528.

9748.

7831.

91000.

91340.

91630.8R/4检验，=

23.0℃/=53juA Rt=

690.9Qo数据处理

1、室温下的兄值和室温

2、温度为0℃时

3、依据温度、电流、阻值关系列表可得关系图和关系图,_TT Rt1/口

4、由3=L^ln—^得T-T Ri

1、由此可知该材料是负温度系数型（NTC）

5、检验，=

23.0℃I=53%Rt=

690.9Q O从心一关系图上找到相应的温度，=

23.5O检验结果表明试验很胜利。