热敏电阻温度特性的测量

实验十二 热敏电阻温度特性的测量

[实验目的]

1.测量热敏电阻的温度特性

2.掌握箱式电桥的使用

3.学习用曲线改直的方法处理数据

[教学方法]

采用讨论式，提案式教学方法

[实验原理]

半导体热敏电阻与热电阻相比具有灵敏度高、体积小、反应快等优点。大多数热敏电阻具有负的温度特性，称为NTC 型热敏电阻，其阻值与温度的关系可表示为 ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=0011T T B T T e R R （1）

式中，0T R 和T R 分别是温度)(0K T 和)(K T 时的阻值；T 和0T 是开尔文温标；B 是材料常数，单位是K 。也有些热敏电阻具有正的温度特性，称为PTC 型热敏电阻，其阻值与温度的关系可表示为)(00T T B T T e R R -=，热敏电阻的主要性能指标是：

（1）标称值H R 是指25℃时的阻值。

（2）温度系数T α.定义为温度变化一度时阻值的变化量与该温度下阻值之比

dT

dR R T T ⋅=

1α （3） 将式（2）代入式（3），得 2T

B T -=α （4） T α不仅与材料常数有关，还与温度有关，低温段比高温段更灵敏。如果不作特

殊说明，是指K T 293=时的T α。材质不同，T α也有很

大差别，大约为（-3~-6）×10-2/K ，它比热电阻的T α高

出10倍左右。图1是CU 电阻和某一负温度系数热敏电

阻的温度特性曲线。热敏电阻的缺点是非线性严重，元

件的稳定性较差。

图1 Cu 电阻和NTC 热敏电阻的温度特性

（3）材料常数B 是与材质有关的常数，对NTC 型热敏电阻来说，B 值约为1500-6000K.（2）式两边取对数，得

⎪⎪⎭⎫ ⎝

⎛-+=011ln ln 0T T B R R T T （5） 令x T

A T

B R y R T T ==-=1,ln ,ln 00则（5）式变为 Bx A y += （6）

[实验任务]

1.测绘NTC 热敏电阻的温度特性曲线

2.绘制T

R T 1ln -图，由图求出材料常数B 3.计算温度系数T α

[数据处理]

中值点（094.7,1097.23-⨯）

)000.6,1069.2(31-⨯M

)333.8,1027.3(32-⨯M

)(1002.410

)69.227.3(000.6333.8331212K x x y y B ⨯=⨯--=--=- 由于不作特殊说明，T α指293K 时的温度系数 所以)(1069.4293

1002.41223

2--⨯-=⨯-=-=K T B T α

[预习思考题]

1.本实验装置的系统误差因素有哪些？请指出三个以上。并说明在实验操作中怎样才能控制和减少这些误差因素的影响。

2.热敏电阻和铜热电阻比较，H R 可以很大，T α可以很高，体积可以很小，这些特点对于测温性能有什么优越性？