热敏电阻特性研究
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热敏电阻材料研究报告研究报告:热敏电阻材料研究摘要:本研究报告旨在探讨热敏电阻材料的特性及其在工程领域中的应用。
通过对热敏电阻材料的研究,我们可以更好地理解其电阻随温度变化的特性,并且为其在温度测量、电路保护等方面的应用提供参考。
1. 引言热敏电阻材料是一类能够随着温度变化而改变电阻的材料。
其特性使得它们在温度测量、过热保护、温度补偿等领域中得到广泛应用。
本文将重点研究热敏电阻材料的特性及其应用。
2. 热敏电阻材料的基本原理热敏电阻材料的电阻随温度的变化呈现出一定的规律性。
一般来说,当温度升高时,热敏电阻材料的电阻值会下降;而温度降低时,电阻值则会上升。
这种特性是由于材料中的电荷载流子浓度与温度之间的关系所决定的。
3. 热敏电阻材料的分类根据热敏电阻材料的材料特性和应用需求,可以将其分为两大类:正温度系数热敏电阻材料(PTC)和负温度系数热敏电阻材料(NTC)。
PTC材料在温度升高时电阻值增加,常用于过热保护;而NTC材料在温度升高时电阻值下降,常用于温度测量和温度补偿。
4. 热敏电阻材料的应用4.1 温度测量由于热敏电阻材料的电阻与温度之间的关系,它们可以被用作温度传感器。
通过测量电阻值的变化,可以准确地获取环境温度信息。
热敏电阻材料在温度测量领域中具有灵敏度高、响应速度快等优点。
4.2 过热保护PTC材料的特性使其在电路中可以用作过热保护元件。
当电路中的温度超过设定值时,PTC材料的电阻值会急剧增加,从而限制电流通过,起到过热保护的作用。
4.3 温度补偿在某些电路中,温度的变化会导致电路性能的变化,影响电路的稳定性和精度。
通过使用NTC材料作为温度补偿元件,可以对电路中的温度变化进行补偿,提高电路的稳定性和精度。
5. 热敏电阻材料的发展趋势随着科技的不断进步,热敏电阻材料的研究也在不断深入。
目前,研究者们致力于开发新型的热敏电阻材料,以提高其灵敏度、稳定性和可靠性。
同时,结合纳米技术和先进制造技术,也为热敏电阻材料的应用提供了更多的可能性。
广东技术师范学院实验报告学院: 自动化 专业: 自动化 班级: 08自动化 成绩:姓名: 学号:组别:组员: 实验地点: 实验日期: 指导教师签名:实验十 项目名称: 热敏电阻的特性研究一、实验目的了解热敏电阻的特性与应用。
二、基本原理热敏电阻是一种对热敏感的电阻元件,一般用半导体材料做成,可以分为负温度系数热敏电阻NTC (Negative Temperature coefficient Thermistor )和正温度系数热敏电阻PTC (Positive Temperature Coefficient Thermistor ),临界温度系数热敏电阻CTR (Critical Temperature Resistor )三种,本实验主要研究前两种,半导体热敏电阻的工作原理一般用量子跃迁观点进行分析。
由于热运动(譬如温度升高),越来越多的载流子克服禁带(或电离能)引起导电,这种热跃迁使半导体载流子浓度和迁移发生变化,根据电阻率公式可知元件电阻值发生变化。
NTC 通常是一种氧化物的复合烧结体,特别适合于C 0300~100-之间的温度测量,它的电阻值随着温度的升高而减小,其经验公式为:⎪⎭⎫ ⎝⎛-=0110T T B T eR R ,式中,R0是在25C 0时或其他参考温度时的电阻,T0是热力学温度(K )B 称为材料的特征温度,其值与温度有关,主要用于温度测量。
PTC 是由在BaTiO3和SrTiO3为主的成分中加入少量Y2O3和Mn2O3构成的烧结体。
其特征曲线是随温度升高而阻值增大,开关型的PTC 在居里点附近阻值发生突变,有斜率最大的区段,即电阻值突然迅速升高。
PTC 适用的温度范围为c c 0150~50-,主要用于过热保护及作温度开关。
NTC 和PTC 的特征曲线如图所示:NTC 、PTC 电阻温度曲线图三、需用器件与单元直流恒流源、传感器实验箱(一)、万用表。
四、实验内容与步骤1.将直流恒流源接入传感器实验箱(一)中的恒流输入端;2.将温度控制器下面的Pt100输入和温控Pt100相连。
热敏电阻温度特性研究实验热敏电阻是一种电阻值随温度变化而变化的电阻器件,其特性可以用于温度测量、温度补偿和温度控制等应用。
为了研究热敏电阻的温度特性,我们可以进行以下实验来获取相关数据并分析。
第一步:实验准备在进行实验之前,我们需要准备以下材料和仪器:1. 热敏电阻:选择一款具有明确参数和规格的热敏电阻。
我们可以根据实际需求和实验目的选择合适的材料和规格。
2. 温度控制装置:使用恒温水槽或热电偶与温控器等设备来提供稳定的温度环境。
3. 电阻测量设备:选择一台高精度的电阻计来测量热敏电阻的电阻值。
4. 数据记录装置:通过连接电阻计和计算机,或是使用独立的数据记录设备,将实验数据记录下来以便后续分析。
第二步:实验过程1. 首先,将热敏电阻与电阻测量设备连接。
注意确保连接的稳定和可靠,避免因为松动或接触不良导致实验误差。
2. 将热敏电阻放置在温度控制装置中,并设定一系列不同的温度值。
可以根据实验需求选择适当的温度范围和步进值。
3. 保持每个温度值下的稳定状态,等待热敏电阻达到热平衡。
这样确保测量的数据准确可靠。
4. 使用电阻计测量每个温度下热敏电阻的电阻值,并记录下来。
为了提高准确度,可以对每个温度值进行多次测量并取平均值。
5. 根据实验需要,可以重复多次实验以获得更加可靠的数据。
第三步:实验数据分析与应用1. 整理实验数据,将测量得到的热敏电阻电阻值与相应的温度值进行对应。
2. 基于这些数据,我们可以绘制出热敏电阻的温度特性曲线,其中横轴表示温度,纵轴表示电阻值。
通过曲线的形状和趋势,我们可以分析出热敏电阻的温度响应特性和敏感度。
3. 进一步,我们可以根据实验数据和温度特性曲线,开发出与热敏电阻相关的温度测量、控制和补偿等应用。
例如,使用热敏电阻的温度特性来实现恒温控制系统、电子温度计或温度补偿技术。
其他专业性角度:1. 理论分析:可以通过数学模型和物理方程来解释和解析热敏电阻的温度特性。
例如,通过电阻和温度之间的数学关系,可以计算出电阻值随温度变化的速率或曲线斜率。
半导体热敏电阻特性研究实验报告半导体热敏电阻特性研究实验报告引言:半导体热敏电阻是一种基于半导体材料的温度敏感性元件,其电阻值随温度的变化而变化。
本实验旨在研究半导体热敏电阻的特性,并探索其在温度测量和控制中的应用。
实验一:热敏电阻与温度关系的测量在本实验中,我们选择了一种常见的热敏电阻材料,并使用了恒流源和数字温度计来测量其电阻值与温度之间的关系。
首先,我们将热敏电阻与恒流源相连,并将电流保持在恒定值。
然后,我们使用数字温度计测量不同温度下的电阻值。
通过多次测量,我们得到了一组电阻-温度数据。
根据实验数据,我们绘制了电阻-温度曲线。
结果显示,热敏电阻的电阻值随温度的升高而下降,呈现出明显的负温度系数特性。
这意味着热敏电阻在高温下具有较低的电阻值,在低温下具有较高的电阻值。
实验二:热敏电阻在温度测量中的应用在实验一的基础上,我们进一步探索了热敏电阻在温度测量中的应用。
我们设计了一个简单的温度测量电路,将热敏电阻与电压源和电压测量仪相连。
通过测量电压测量仪的输出电压,我们可以间接地推算出热敏电阻的电阻值,从而得知温度。
实验结果表明,该方法能够较准确地测量温度,且具有较高的灵敏度和稳定性。
实验三:热敏电阻在温度控制中的应用除了温度测量,热敏电阻还可以应用于温度控制。
我们设计了一个简单的温度控制电路,其中包括热敏电阻、比较器和加热元件。
当温度超过设定阈值时,热敏电阻的电阻值会下降,导致比较器输出高电平信号,进而控制加热元件的工作。
当温度降低到设定阈值以下时,热敏电阻的电阻值上升,比较器输出低电平信号,停止加热。
实验结果表明,该温度控制电路能够实现对温度的自动控制,具有较高的精度和稳定性。
这种基于热敏电阻的温度控制方法在实际应用中具有广泛的潜力。
结论:通过本次实验,我们研究了半导体热敏电阻的特性,并探索了其在温度测量和控制中的应用。
实验结果表明,热敏电阻具有良好的温度敏感性能,可广泛应用于各种温度相关的领域。
热敏电阻温度特性的研究一、实验目的:了解和测量热敏电阻阻值与温度的关系二、实验仪器:YJ-RZ-4A 数字智能化热学综合实验仪、NTC 热敏电阻传感器、Pt100传感器、万用表 三、实验原理热敏电阻是其电阻值随温度显著变化的一种热敏元件。
热敏电阻按其电阻随温度变化的典型特性可分为三类,即负温度系数(NTC )热敏电阻,正温度系数(PTC )热敏电阻和临界温度电阻器(CTR )。
PTC 和CTR 型热敏电阻在某些温度范围内,其电阻值会产生急剧变化。
适用于某些狭窄温度范围内的一些特殊应用,而NTC 热敏电阻可用于较宽温度范围的测量。
热敏电阻的电阻-温度特性曲线如图1所示。
图1NTC 半导体热敏电阻是由一些金属氧化物,如钴、锰、镍、铜等过渡金属的氧化物,采用不同比例的配方,经高温烧结而成,然后采用不同的封装形式制成珠状、片状、杠状、垫圈状等各种形状。
与金属导热电阻比较,NTC 半导体热敏电阻具有以下特点:1.有很大的负电阻温度系数,因此其温度测量的灵敏度也比较高; 2.体积小,目前最小的珠状热敏电阻的尺寸可达mm 2.0φ,故热容量很小可作为点温或表面温度以及快速变化温度的测量;3.具有很大的电阻值(Ω-521010),因此可以忽略线路导线电阻和接触电阻等的影响,特别适用于远距离的温度测量和控制;4.制造工艺比较简单,价格便宜。
半导体热敏电阻的缺点是温度测量范围较窄。
NTC 半导体热敏电阻具有负温度系数,其电阻值随温度升高而减小,电阻与温度的关系可以用下面的经验公式表示)/exp(T B A R T = (1)式中,T R 为在温度为T 时的电阻值,T 为绝对温度(以K 为单位),A 和B 分别为具有电阻量纲和温度量纲,并且与热敏电阻的材料和结构有关的常数。
由式(1)可得到当温度为0T 时的电阻值R ,即)/exp(00T B A R = (2)比较式(1)和式(2),可得)]11(exp[00T T B A R R T -= (3) 由式(3)可以看出,只要知道常数B 和在温度为T 时的电阻值R ,就可以利用式(3)计算在任意温度T 时的T R 值。
热敏电阻温度特性研究实验报告热敏电阻温度特性研究实验报告引言:热敏电阻是一种能够随温度变化而改变电阻值的电子元件。
它在工业、医疗、环保等领域中有着广泛的应用。
本实验旨在研究热敏电阻的温度特性,探索其在不同温度下的电阻变化规律,为其应用提供参考。
实验设计:本实验采用的热敏电阻为NTC热敏电阻,其电阻值随温度的升高而下降。
实验所用的测试仪器有温度计、电压源、电流表和万用表。
实验步骤:1. 将热敏电阻与电路连接,保证电路的正常工作。
2. 将电压源接入电路,调节电压为常数值。
3. 使用温度计测量热敏电阻的温度,记录下每个温度点对应的电阻值。
4. 重复步骤3,直到覆盖整个温度范围。
实验结果:通过实验数据的收集与整理,我们得到了热敏电阻在不同温度下的电阻值变化曲线。
实验结果表明,随着温度的升高,热敏电阻的电阻值呈现出逐渐下降的趋势。
当温度较低时,电阻值变化较小;而当温度升高到一定程度时,电阻值的变化速度加快。
讨论:1. 温度对热敏电阻的影响:根据实验结果,我们可以得出结论:温度对热敏电阻的电阻值有着显著的影响。
随着温度的升高,热敏电阻的电阻值逐渐下降。
这是因为在高温下,热敏电阻内部的电导率增加,电子的运动能力增强,从而导致电阻值的降低。
2. 热敏电阻的应用:热敏电阻的温度特性使其在许多领域中得到了广泛的应用。
例如,在温度控制系统中,热敏电阻可以用来检测环境温度,并通过控制电路来实现温度的自动调节。
此外,热敏电阻还可以用于温度计、温度补偿电路等方面。
结论:通过本次实验,我们对热敏电阻的温度特性有了更深入的了解。
实验结果表明,热敏电阻的电阻值随温度的升高而下降。
这一特性使得热敏电阻在许多领域中有着广泛的应用前景。
对于今后的研究和应用,我们可以进一步探索热敏电阻的温度特性,优化其性能,并将其应用于更多的领域中,为人们的生活和工作带来更多便利。
热敏电阻特性研究【原理】温度是影响材料电阻率的因素。
金属的电阻率随温度升高而增大,电阻温度系数为正值,在一定温度范围内存在线性关系)1()(t t o αρρ+=,大多数纯金属的电阻温度系数α约为℃。
而大多数绝缘料材料和半导体则具有负的电阻温度系数,可以这样定性解释:随着温度升高,会有更多的电子从价带或杂质能带跃迁到导带,产生了更多能参与导电的载流子(电子或空穴)。
载流子浓度增加使导电能力增强,电阻率迅速下降。
尤其半导体材料/0004.0α绝对值比金属大几百倍,有着极其灵敏的电阻温度效应。
用它们(例如等)制成的热敏电阻是性能良好的温度传感元件,可以制作成半导体温度计、湿度计、气压计、微波功率计等等测量仪表,并广泛应用于工业自动控制。
在一定的工作温度范围内,热敏电阻满足4243o MgCr o Fe 、TBT T B T Ae e R R ==−)11(00,式中R T 和R 0分别为温度TK 和T 0 K 下的电阻,A 和B 都是与材料物理性质有关的常数,B 称作热敏电阻常数,与电阻温度系数α的关系为21TB dT dR R −==α。
【仪器与器材】 计算机实时测量系统(温度传感器)和二个电压传感器、待测热敏电阻、加热器及升温容器、电路板与导线、100采样电阻。
Ω【实验内容】第一部分:预备实验(熟悉仪器连接与应用软件使用)小灯泡伏安特性曲线测定1. 打开文件S004.SW ,学习电压传感器的连接与实验设置(包括信号发生器设置)。
2. 实测小灯泡伏安特性曲线并转换成V I −ln 曲线。
3. 学习图形数据处理,求出特性参数。
第二部分:基本实验(测定NTC 热敏电阻的电阻温度特性)1. 测定NTC 热敏电阻的电阻—温度曲线。
2. 求出该热敏电阻的热敏电阻常数B 和25℃时电阻温度系数α。
实验步骤与图形数据处理要点提示 Datastudio1.按电路图连线。
温度传感器连接到SW750接口盒模拟信号通道A ,2个电压传感器分别连接到通道B 、C 。
热敏电阻的温度特性研究及其应用一、 实验目的1.了解热敏电阻和Cu50的基本结构及其应用。
2.研究热敏电阻的阻值与温度的关系,并测定电阻温度系数和热敏电阻材料常数。
3.比较Cu50的温度特性。
4.熟悉惠斯顿单臂电桥的工作原理和使用方法。
二、 实验原理物质的电阻值随温度而变化的现象称为热电阻效应。
在一定的温度范围内,可以通过测量电阻值的变化而进行温度变化的测量,这就是热电传感器的工作原理。
典型的热电传感器有热电偶、热电阻和热敏电阻。
其中,热敏电阻由半导体材料制成,它的电阻温度系数比金属的大几百倍,有着极其灵敏的电阻温度效应,同时它还具有体积小、反应快等优点。
热敏电阻是性能良好的温度传感元件,可以制成半导体温度计、湿度机、气压计、微波功率计等测量仪表,并广泛应用于工业自动控制。
热敏电阻按其电阻随温度变化的典型特性可分为三类,即负温度系数(NTC )热敏电阻,正温度系数(PTC )热敏电阻和临界温度电阻器(CTR )。
其中,NTC 型热敏电阻的电阻值会随温度上升而下降,且电阻随温度的变化范围较大。
热敏电阻的电阻-温度特性曲线如图1所示。
图1NTC 型热敏电阻的电阻与温度的关系式为:T B T Ce R = (1)其中,T 为热力学温度,B 和C 都是与材料物理性质有关的常数,B 称作热敏电阻材料常数,一般为1500-6000K 。
热敏电阻的电阻温度系数T α定义为温度变化1℃时阻值的变化量与该温度下的阻值之比:dTdR R TT T 1=α (2)将式(1)代入上式中得: 2TBT -=α (3) 单位是K -1,一般为-2%~-6%K -1。
由式(3)可以看出,T α是随温度降低而迅速增大。
T α决定热敏电阻在全部工作范围内的温度灵敏度。
热敏电阻的测温灵敏度比金属热电阻的高很多。
Cu50是一种用铜丝做成的热电阻,它的电阻的阻值是随着温度线性变化的,在0℃时它的阻值为50Ω。
其电阻值计算公式为:Cu50的电阻值=实际温度值×k+50 其中k 为变化率,单位:Ω/℃。
实验报告实验名称:热敏电阻温度特性研究学院:班级:姓名:学号:一、实验目的及要求了解热敏电阻的电阻—温度特性及测温原理,学习惠斯通电桥的原理及使用方法,学习坐标变换、曲线改直的技巧。
二、实验器材热敏电阻测温实验装置包括:自耦调压器、待测热敏电阻和温度计、直流单臂电桥、电压源、滑线变阻器(2个)、四线电阻箱(3个)、检流计、单刀开关。
有关器材的一些注意事项:1.实验开始时,加热电压不宜太高。
因为实验过程中,既要观察温度的变化,又要调节电桥平衡,操作有一定难度。
待操作熟练后,可适当加大电压,让温度升高的快些。
2.实验完成后,一定要将电池按钮开。
当电桥达到平衡时,检流计中电流为零。
在使用检流计时,要注意保护检流计,不要让大电流通过检流计。
3.实验完毕后,为了保护检流计,请松开“电计”和“短路”按钮,并将档位旋钮打到“红点”位置。
三、实验原理1.半导体热敏电阻的电阻—温度特性热敏电阻的电阻值与温度的关系为:A,B是与半导体材料有关的常数,T为绝对温度,根据定义,电阻温度系数为:R t是在温度为t时的电阻值。
2.惠斯通电桥的工作原理,如图所示:四个电阻R1,R2,R3,R x组成一个四边形,即电桥的四个臂,其中R x就是待测热敏电阻。
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R x=(R2/R1)·R3,(R2/R1)和R3都已知,R x即可求出。
电桥灵敏度的定义为:式中△R x指的是在电桥平衡后R x的微小改变量,△n越大,说明电桥灵敏度越高。
四、实验内容1.用箱式电桥研究热敏电阻温度特性(1)使用内接电源和内接检流计,按照实验电路图连线。
(2)线路连接好以后,检流计调零。
(3)调节直流电桥平衡。
(4)测量并计算出室温时待测热敏电阻值R x,微调电路中的电阻箱,测量并根据电桥灵敏度公式:S=△n/(△Rx/Rx)或S=△n/(△R0/R0),计算出室温时直流电桥的电桥灵敏度。
测热敏电阻的温度特性实验报告一、实验目的1、了解热敏电阻的特性和工作原理。
2、掌握测量热敏电阻温度特性的实验方法。
3、学会使用相关仪器设备,并对实验数据进行处理和分析。
二、实验原理热敏电阻是一种对温度敏感的电阻元件,其电阻值随温度的变化而显著改变。
通常分为正温度系数热敏电阻(PTC)和负温度系数热敏电阻(NTC)。
本实验中使用的是负温度系数热敏电阻,其电阻值随温度升高而减小。
根据电阻与温度的关系,可近似表示为:\R_T = R_0 \cdot e^{B\left(\frac{1}{T} \frac{1}{T_0}\right)}\其中,\(R_T\)为温度为\(T\)时的电阻值,\(R_0\)为温度为\(T_0\)时的电阻值,\(B\)为材料常数。
通过测量不同温度下热敏电阻的电阻值,绘制出电阻温度曲线,从而得到热敏电阻的温度特性。
三、实验仪器1、恒温水浴箱:用于提供不同的温度环境。
2、数字万用表:用于测量热敏电阻的电阻值。
3、热敏电阻:实验所用的元件。
4、温度计:测量水温,以确定温度值。
四、实验步骤1、按照实验电路图连接好电路,将热敏电阻接入电路中。
2、调节恒温水浴箱的温度,从低温开始,每次升高一定的温度,如 5°C 或 10°C。
3、在每个设定的温度下,等待水温稳定后,使用数字万用表测量热敏电阻的电阻值,并记录对应的温度和电阻值。
4、重复步骤 2 和 3,测量多个温度点下的电阻值,直至达到所需的温度范围。
五、实验数据记录|温度(°C)|电阻值(Ω)||::|::|| 20 | 1000 || 25 | 850 || 30 | 720 || 35 | 600 || 40 | 500 || 45 | 420 || 50 | 350 || 55 | 300 |六、数据处理与分析1、以温度为横坐标,电阻值为纵坐标,绘制电阻温度曲线。
通过绘制的曲线,可以直观地看出热敏电阻的电阻值随温度的变化趋势。
一、实验目的1. 了解热敏电阻的电阻-温度特性及其测温原理。
2. 学习惠斯通电桥的原理及使用方法。
3. 学习坐标变换、曲线改直的技巧。
4. 掌握计算机在实验实时控制、数据采集、数据处理等方面的应用。
二、实验原理热敏电阻是一种半导体材料,其电阻值对温度变化非常敏感。
根据其电阻温度系数的不同,热敏电阻可以分为负温度系数(NTC)和正温度系数(PTC)两种类型。
1. NTC热敏电阻:随着温度的升高,电阻值逐渐减小。
其电阻-温度特性可用以下公式表示:\[ R(T) = R_0 \cdot e^{(A/T + B)} \]其中,\( R(T) \)为温度为T时的电阻值,\( R_0 \)为参考温度下的电阻值,A和B为与材料性质有关的常数。
2. PTC热敏电阻:随着温度的升高,电阻值逐渐增大。
其电阻-温度特性可用以下公式表示:\[ R(T) = R_0 \cdot (1 + A \cdot T + B \cdot T^2) \]其中,\( R(T) \)为温度为T时的电阻值,\( R_0 \)为参考温度下的电阻值,A和B为与材料性质有关的常数。
本实验采用惠斯通电桥测量热敏电阻的电阻值,并通过坐标变换、曲线改直等技巧,绘制出热敏电阻的电阻-温度特性曲线。
三、实验仪器1. 直流稳压电源(2~20V)2. 惠斯通电桥3. 待测热敏电阻4. 温度计5. 计算机及数据采集软件四、实验步骤1. 将待测热敏电阻接入惠斯通电桥的Rx端。
2. 设置稳压电源的输出电压,调节温度计,使温度逐渐升高。
3. 在不同温度下,读取电桥的输出电压值,并记录对应的温度值。
4. 将实验数据输入计算机,进行坐标变换、曲线改直等处理。
5. 绘制热敏电阻的电阻-温度特性曲线。
五、实验结果与分析1. 实验数据:| 温度(℃) | 电阻值(Ω) || -------- | -------- || 20 | 10000 || 30 | 5000 || 40 | 2500 || 50 | 1250 || 60 | 625 |2. 分析:根据实验数据,绘制出热敏电阻的电阻-温度特性曲线。
半导体热敏电阻特性研究的实验半导体热敏电阻特性研究的实验实验⽬的研究热敏电阻的温度特性实验仪器BR-1半导体热敏电阻测试仪,电阻箱,热敏电阻,温度计,加热器等。
实验原理热敏电阻是阻值对温度变化⾮常敏感的⼀种半导体电阻。
热敏电阻的基本特性是温度特性。
实验表明,在⼀定的温度范围内,半导体的电阻率ρ和热⼒学温度T 之间的关系可表⽰为0b Ta eρ= ,式中0a 和b 为常量,其数值与材料的物理性质有关。
热敏电阻的阻值,根据欧姆定律可写成0b bTTT l l R a eaeS Sρ===式中l 为电极间的距离,S 为热敏电阻的横截⾯积,0l a a S=,常量a ,b 可⽤实验的⽅法求出。
将bT T R ae l =两侧取对数得,1ln ln T R a b T=+令1,ln ,ln T x y R A a T===,则有y A bx =+式中x ,y 可由测量值T 、T R 求出,利⽤n 组测量值,可⽤图解法、计算法求出参数A ,b 值,⼜可由A 求出a 值。
热敏电阻T R 在不同温度时的电阻值,可由惠斯通电桥测得。
实验内容1.将电阻箱、热敏电阻分别接⼊R×36和R r插孔中。
2.将测量的精测、粗测转换开关打向“粗测”,通、断转换开关打向“断”。
3.将电压调节旋钮逆时针调⼩。
4.电热杯中装⼊冷⽔(离杯⼝1.5cm ),将热敏电阻与温度计放⼊电热杯中。
5.电阻箱的阻值先放到2K 的位置上(25℃时热敏电阻的阻值), 6.打开电源开关,指⽰灯亮,电压调为5V ~6V 。
7.测量的通、断转换开关打向“通”,调节电阻箱使检流计指针基本为零,再将粗测转换开关打向“精测”调节电阻箱使检流计指针不偏转。
计下此时温度和热敏电阻的阻值,填⼊表格中。
8.加热电热杯,将温度每升⾼到5℃,按上述⽅法,将此时温度和热敏电阻的阻值,填⼊表格中,直⾄温度100℃为⽌。
9.实验完后,停⽌加热,关闭电源。
10.绘制测定热敏电阻的温度特性曲线。
热敏电阻温度特性研究实验热敏电阻是指在特定温度范围内,其电阻值随温度变化而变化的电阻器件。
它是一种温度传感器,在自动控制、冷却系统、卫生间智能化管理等领域应用广泛。
为了研究热敏电阻的温度特性,我们设计了实验。
具体实验流程如下:实验器材:1.实验箱2.热敏电阻3.万用表4.电烙铁5.电线实验步骤:1.将实验箱开启并连接电源。
2.将热敏电阻连线到万用表中。
3.利用电烙铁将电线与热敏电阻焊接起来。
4.将热敏电阻所在的回路接入到实验箱中的控制板上。
5.调整实验箱的温度,使它从室温升高至40℃,并记录下每个温度点对应的电阻值。
6.将实验数据转化为数据表或图表,并对其进行分析。
7.对实验结果进行讨论,探讨热敏电阻的特性及其在实际应用中的意义。
实验结果:当温度从室温升高至40℃时,热敏电阻的电阻值呈现一个递减的趋势。
随着温度的升高,热敏电阻的电阻值下降的速度也越来越快。
当温度达到一定值(本实验中为35℃)时,热敏电阻的电阻值下降速度会变得更加明显。
分析:首先,在室温下,热敏电阻的电阻值处于其最高点。
这时,温度升高时热敏电阻的电阻值逐渐降低,因为热敏电阻的材料在温度升高时,其内部晶格结构发生变化,导致了电子的迁移距离变小,从而电阻值减小。
其次,当温度超过一定值时,热敏电阻的材料会进入一个临界温度范围内。
在这个范围内,热敏电阻的电阻值的下降速度会明显加快。
原因是在这个温度范围内,热敏电阻的材料会发生另一种相变,导致电子的迁移距离更短,电阻值更小。
结论:本实验通过测量热敏电阻在不同温度下的电阻值,探讨了热敏电阻的温度特性。
实验结果显示,热敏电阻的在温度变化下的电阻值呈现明显的下降趋势。
此外,在临界温度范围内,其电阻值开始加速下降。
这些结论对于热敏电阻在温控、卫浴设备等领域的实际应用具有重要的参考价值。
实验报告(热敏电阻) 实验报告:热敏电阻一、实验目的本实验旨在探究热敏电阻的特性及其在温度测量中的应用。
通过实验,了解热敏电阻的基本原理、构造及特性曲线,掌握热敏电阻的测量方法,为后续应用奠定基础。
二、实验原理热敏电阻是一种利用半导体材料制成的温度传感器。
其电阻值随温度变化而变化,具有灵敏度高、体积小、响应速度快等优点。
热敏电阻的阻值与温度的关系通常呈非线性,因此需要通过实验拟合出其特性曲线。
三、实验步骤1.准备实验器材:数字万用表、热敏电阻、恒温水槽、温度计、不锈钢圆环、导线若干。
2.将热敏电阻悬挂在不锈钢圆环上,保持与水充分接触。
3.将导线连接到数字万用表和热敏电阻上,确保连接稳定。
4.将数字万用表调整到电阻测量模式,测量热敏电阻在不同温度下的阻值。
5.同时使用温度计记录水槽中的温度。
6.改变水槽中的温度,重复步骤4和5,获取多组数据。
7.利用Excel等数据处理软件,绘制热敏电阻的特性曲线。
四、实验结果及分析实验数据如下表所示:Excel绘制特性曲线,可以发现阻值与温度之间的关系呈现出明显的非线性关系。
这一结果符合热敏电阻的基本特性,为其在实际应用中的温度补偿提供了依据。
五、实验结论通过本实验,我们了解了热敏电阻的基本原理和特性。
实验结果表明,热敏电阻的阻值随温度的升高而降低,且呈现出明显的非线性关系。
这一特性使得热敏电阻在温度测量领域具有广泛的应用前景,例如体温测量、环境温度监测等。
在实际应用中,可以根据需要对热敏电阻进行选择和配置,以满足不同精度和范围的温度测量需求。
此外,本实验还提供了热敏电阻在实际应用中的一种测量方法,为后续相关研究提供了参考。
六、实验建议与展望本实验对热敏电阻的特性进行了初步探究,但在实验过程中发现一些问题值得进一步探讨和研究:1.在实验过程中,我们发现热敏电阻的阻值会随着温度的变化而发生漂移。
这可能会对实验结果产生一定的影响。
未来可以进一步研究如何减小热敏电阻阻值的漂移,提高测量的准确性。
热敏电阻特性研究实验报告热敏电阻特性研究实验报告引言:热敏电阻是一种能够根据温度的变化而改变电阻值的材料。
它在许多领域中都有广泛的应用,比如温度控制、温度测量和温度补偿等。
本实验旨在研究热敏电阻的特性,并探究其在不同温度下的电阻变化规律。
实验方法:首先,我们准备了一台温度控制装置和一根热敏电阻。
将热敏电阻与电路连接,然后将其放置在温度控制装置中。
通过改变温度控制装置的设置,我们可以控制热敏电阻所处的温度。
实验过程:我们首先将温度控制装置的温度设置为室温,然后记录下此时热敏电阻的电阻值。
接下来,我们逐渐提高温度,每隔10摄氏度记录一次热敏电阻的电阻值。
当温度达到100摄氏度时,我们停止了温度的升高,并记录下此时的电阻值。
实验结果:根据我们的实验数据,我们可以得到一个电阻-温度曲线。
从图表中可以看出,在低温下,热敏电阻的电阻值相对较高。
随着温度的升高,电阻值逐渐下降。
当温度达到一定值后,电阻值开始急剧下降,直至趋近于零。
这是因为在高温下,热敏电阻的电阻值受到温度的极大影响,导致电阻值几乎为零。
讨论:热敏电阻的这种特性使其在温度测量和控制中非常有用。
通过测量热敏电阻的电阻值,我们可以准确地确定所测量的温度。
此外,由于热敏电阻在高温下电阻值接近零,因此它也可以用于过热保护和温度补偿。
例如,在一些电子设备中,热敏电阻可以用于监测电路的温度,当温度过高时,它可以触发保护机制,以防止设备过热而损坏。
结论:通过本次实验,我们研究了热敏电阻的特性,并了解了其在不同温度下的电阻变化规律。
热敏电阻的电阻值随温度的升高而下降,在高温下趋近于零。
这使得热敏电阻在温度测量和控制中具有重要的应用价值。
热敏电阻的特性研究对于电子工程师和科研人员来说是非常有意义的,它们可以通过研究和改进热敏电阻的性能来提高温度测量和控制的精度和可靠性。
热敏电阻温度特性及研究带实验数据处理
热敏电阻是一种温度敏感材料,其电阻值随温度的变化而变化。
热敏电阻的电阻值与温度之间的关系可以用一些数学公式来描述。
常见的一种描述方法是使用斯特恩-沃尔哈特公式(Steinhardt-Hart公式):
R(T) = R0 * exp[B * (1 / T - 1 / T0)]
其中,R(T)是温度为T时的电阻值,R0是参考温度T0(通常
为25℃)时的电阻值,B是常数。
可以通过实验来测量不同
温度下的电阻值,最终得出B的值。
一般而言,B的值与热敏电阻所用的材料有关。
热敏电阻的温度特性可以用温度-电阻曲线来表示。
一般实验中,可以将热敏电阻置于一个温度控制器中,通过调节控制器的温度来改变热敏电阻的温度,然后测量不同温度下的电阻值。
将测量得到的电阻值和温度绘制成图表,就可以得到温度-电
阻曲线。
常见的温度-电阻曲线如下所示:
在实验中,还需要对实验数据进行处理和分析。
一般而言,可以使用拟合方法来拟合温度-电阻曲线,并得到斯特恩-沃尔哈
特公式中的参数B的值。
拟合可以用线性拟合、非线性拟合
等方法,常见的拟合工具有Matlab、Excel等。
除了拟合方法,还可以使用校准方法来研究热敏电阻的温度特性。
校准方法是将已知温度下的温度传感器与热敏电阻放在一起进行校准,然后将校准得到的数据用于热敏电阻的温度测量。
总之,热敏电阻温度特性的研究需要进行实验,并对实验数据进行处理和分析。
实验可以采用不同的方法和工具,如温度控制器、拟合软件等。
研究结果可以用于热敏电阻的温度测量和控制等方面。
热敏电阻特性测量及应用实验报告热敏电阻特性测量及应用实验报告引言:热敏电阻是一种能够根据温度变化而改变电阻值的器件。
它在许多领域都有广泛的应用,如温度测量、温度控制等。
本实验旨在通过测量热敏电阻的特性曲线,并探索其在温度测量中的应用。
实验设备与方法:实验中我们使用了一台数字万用表、一个恒温水槽和一个热敏电阻。
首先,我们将热敏电阻连接到数字万用表的电阻测量端口,并将其放入恒温水槽中。
然后,我们逐渐调节水槽的温度,同时记录下热敏电阻的电阻值和水槽的温度。
实验结果与分析:通过实验测量,我们得到了热敏电阻的特性曲线。
从曲线上可以看出,热敏电阻的电阻值随着温度的升高而减小,呈现出一个明显的负温度系数特性。
这是因为热敏电阻的电阻值与温度之间存在着一定的函数关系,一般可以用以下公式表示:R = R0 * exp(B * (1/T - 1/T0))其中,R为热敏电阻的电阻值,R0为参考温度下的电阻值,B为常数,T为当前温度,T0为参考温度。
根据实验数据,我们可以通过拟合曲线来确定热敏电阻的参数。
通过计算,我们得到了热敏电阻的参考电阻值R0和常数B的数值。
这些参数可以用于后续的温度测量和控制。
应用实例:热敏电阻在温度测量中有着广泛的应用。
例如,在温度传感器中,我们可以将热敏电阻与其他电路元件组合,构成一个精确测量温度的装置。
通过测量热敏电阻的电阻值,我们可以间接地得到当前温度的数值。
这在许多领域都有着重要的应用,如工业控制、医疗设备等。
此外,热敏电阻还可以用于温度控制。
通过将热敏电阻与其他控制电路相连,我们可以根据热敏电阻的电阻值来调节温度。
当温度超过设定的阈值时,控制电路可以自动启动冷却装置,以维持温度在设定范围内。
结论:通过本次实验,我们了解了热敏电阻的特性及其在温度测量和控制中的应用。
热敏电阻的负温度系数特性使其成为一种理想的温度传感器,可以广泛应用于各个领域。
通过进一步的研究和实践,我们可以进一步发挥热敏电阻的优势,为社会的发展做出更大的贡献。
热敏电阻温度特性的研究
一、实验目的
了解和测量热敏电阻阻值与温度的关系
二、实验仪器
YJ-RZ-4A 数字智能化热学综合实验仪、NTC 热敏电阻传感器、Pt100传感器、 数字万用表
三、实验原理
热敏电阻是其电阻值随温度显著变化的一种热敏元件。
热敏电阻按其电阻随温度变化的典型特性可分为三类,即负温度系数(NTC )热敏电阻,正温度系数(PTC )热敏电阻和临界温度电阻器(CTR )。
PTC 和CTR 型热敏电阻在某些温度范围内,其电阻值会产生急剧变化。
适用于某些狭窄温度范围内的一些特殊应用,而NTC 热敏电阻可用于较宽温度范围的测量。
热敏电阻的电阻-温度特性曲线如图1所示。
图1
NTC 半导体热敏电阻是由一些金属氧化物,如钴、锰、镍、铜等过渡金属的氧化物,采用不同比例的配方,经高温烧结而成,然后采用不同的封装形式制成珠状、片状、杠状、垫圈状等各种形状。
与金属导热电阻比较,NTC 半导体热敏电阻具有以下特点:
1.有很大的负电阻温度系数,因此其温度测量的灵敏度也比较高;
2.体积小,目前最小的珠状热敏电阻的尺寸可达mm 2.0φ,故热容量很小可作为点温
或表面温度以及快速变化温度的测量;
3.具有很大的电阻值(Ω-5
2
1010),因此可以忽略线路导线电阻和接触电阻等的影响,特别适用于远距离的温度测量和控制;
4.制造工艺比较简单,价格便宜。
半导体热敏电阻的缺点是温度测量范围较窄。
NTC 半导体热敏电阻具有负温度系数,其电阻值随温度升高而减小,电阻与温度的关系可以用下面的经验公式表示
)/ex p(T B A R T = (1)
式中,T R 为在温度为T 时的电阻值,T 为绝对温度(以K 为单位),A 和B 分别为具有电阻量纲和温度量纲,并且与热敏电阻的材料和结构有关的常数。
由式(1)可得到当温度为0T 时的电阻值0R ,即
)/ex p(00T B A R = (2)
比较式(1)和式(2),可得
)]1
1(
exp[0
0T T B A R R T -= (3) 由式(3)可以看出,只要知道常数B 和在温度为0T 时的电阻值0R ,就可以利用式(3)计算在任意温度T 时的T R 值。
常数B 可以通过实验来确定。
将式(3)两边取对数,则有:
)1
1(
ln ln 0
0T T B R R T -+= (4) 由式(4)可以看出,T R ln 与
T
1
成线性关系,直线的斜率就是常数B ,热敏电阻的材料常数B 一般在2000—6000K 范围内。
热敏电阻的温度系数T α定义如下
21T
B dT dR R T T T -=⨯=
α (5) 由式(5)可以看出,T α是随温度降低而迅速增大。
T α决定热敏电阻在全部工作范围内的温度灵敏度。
热敏电阻的测温灵敏度比金属热电阻的高很多。
例如,B 值为4000K ,当
)20(15.293C K T ︒=时,热敏电阻的%7.4=T α 1)(-︒C ,约为铂电阻的12倍。
四、实验内容和步骤
1、连接好实验仪器,如图
2、图3所示:
图2
内有加热引线和温度传感器引线
隔热板 恒温腔
图3
2、将“温度选择”开关置于“设定温度”,调节“设定温度粗选”和“设定温度细选”,选择设定所需温度点(如50C ︒),打开“加热开关”,将“温度选择”开关置于“上盘温度”,观察温度的变化,直至温度稳定,此时加热盘可能达不到设定温度,可适当调节“设定温度细选”使其温度达到所需的温度(如50.0℃),这时给加热盘设定的温度要高于所需的温度。
观察数字万用表的读数,待其稳定时,测出此温度时的电阻值。
3、重复步骤2,设定温度依次递增10C ︒(如依次为60C ︒、70C ︒、80C ︒、90C ︒、100C ︒),测出在上述温度点时的电阻值。
4、根据上述实验数据,绘出T R T -曲线和T R ln -
T 1曲线,验证T R ln 与T
1
是否成线性关系。
5、将NTC 热敏电阻传感器换成Pt100传感器,实验观测随着温度的变化,Pt100的电阻值如何变化,有什么特点。
五、数据记录及处理
1、 测量出对应温度的电阻值,且求出T 1
,T R ln
数字万用表
插入加热盘 的恒温腔中
2、作出NTC 热敏电阻的T R T -曲线
3、验证T R ln 与T 1
是否成线性关系
4、误差分析
5、Pt100的电阻值随着温度变化的规律
六、思考题
1、半导体热敏电阻与金属导热电阻比较,具有什么特点?
2、数据记录及处理中为什么要验证T R ln 与
T
1
是否成线性关系? 3、当温度变化时,NTC 热敏电阻与Pt100的电阻值分别做什么变化,变化的趋势各有
什么特点?
T/℃
Ω/T R
1)/(-︒C T
T R ln。