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负载实验心得体会实用 负载最佳选择实验报告(八篇)

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负载实验心得体会实用 负载最佳选择实验报告(八篇)
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心得体会是指一种读书、实践后所写的感受性文字。那么我们写心得体会要注意的内容有什么呢?下面小编给大家带来关于学习心得体会范文,希望会对大家的工作与学习有所帮助。

对于负载实验心得体会实用一

关键词:热敏电阻、非平衡直流电桥、电阻温度特性

1、引言

热敏电阻是根据半导体材料的电导率与温度有很强的依赖关系而制成的一种器件,其电阻温度系数一般为(-0.003~+0.6)℃-1。因此,热敏电阻一般可以分为:

ⅰ、负电阻温度系数(简称ntc)的热敏电阻元件

常由一些过渡金属氧化物(主要用铜、镍、钴、镉等氧化物)在一定的烧结条件下形成的半导体金属氧化物作为基本材料制成的,近年还有单晶半导体等材料制成。国产的主要是指mf91~mf96型半导体热敏电阻。由于组成这类热敏电阻的上述过渡金属氧化物在室温范围内基本已全部电离,即载流子浓度基本上与温度无关,因此这类热敏电阻的电阻率随温度变化主要考虑迁移率与温度的关系,随着温度的升高,迁移率增加,电阻率下降。大多应用于测温控温技术,还可以制成流量计、功率计等。

ⅱ、正电阻温度系数(简称ptc)的热敏电阻元件

常用钛酸钡材料添加微量的钛、钡等或稀土元素采用陶瓷工艺,高温烧制而成。这类热敏电阻的电阻率随温度变化主要依赖于载流子浓度,而迁移率随温度的变化相对可以忽略。载流子数目随温度的升高呈指数增加,载流子数目越多,电阻率越校应用广泛,除测温、控温,在电子线路中作温度补偿外,还制成各类加热器,如电吹风等。

2、实验装置及原理

【实验装置】

fqj—ⅱ型教学用非平衡直流电桥,fqj非平衡电桥加热实验装置(加热炉内置mf51型半导体热敏电阻(2.7kω)以及控温用的温度传感器),连接线若干。

【实验原理】

根据半导体理论,一般半导体材料的电阻率 和绝对温度 之间的关系为

(1—1)

式中a与b对于同一种半导体材料为常量,其数值与材料的物理性质有关。因而热敏电阻的电阻值 可以根据电阻定律写为

(1—2)

式中 为两电极间距离, 为热敏电阻的横截面, 。

对某一特定电阻而言, 与b均为常数,用实验方法可以测定。为了便于数据处理,将上式两边取对数,则有

(1—3)

上式表明 与 呈线性关系,在实验中只要测得各个温度 以及对应的电阻 的值,

以 为横坐标, 为纵坐标作图,则得到的图线应为直线,可用图解法、计算法或最小二乘法求出参数 a、b的值。

热敏电阻的电阻温度系数 下式给出

(1—4)

从上述方法求得的b值和室温代入式(1—4),就可以算出室温时的电阻温度系数。

热敏电阻 在不同温度时的电阻值,可由非平衡直流电桥测得。非平衡直流电桥原理图如右图所示,b、d之间为一负载电阻 ,只要测出 ,就可以得到 值。

当负载电阻 → ,即电桥输出处于开

路状态时, =0,仅有电压输出,用 表示,当 时,电桥输出 =0,即电桥处于平衡状态。为了测量的准确性,在测量之前,电桥必须预调平衡,这样可使输出电压只与某一臂的电阻变化有关。

若r1、r2、r3固定,r4为待测电阻,r4 = rx,则当r4→r4+△r时,因电桥不平衡而产生的电压输出为:

(1—5)

在测量mf51型热敏电阻时,非平衡直流电桥所采用的是立式电桥 , ,且 ,则

(1—6)

式中r和 均为预调平衡后的电阻值,测得电压输出后,通过式(1—6)运算可得△r,从而求的 =r4+△r。

3、热敏电阻的电阻温度特性研究

根据表一中mf51型半导体热敏电阻(2.7kω)之电阻~温度特性研究桥式电路,并设计各臂电阻r和 的值,以确保电压输出不会溢出(本实验 =1000.0ω, =4323.0ω)。

根据桥式,预调平衡,将“功能转换”开关旋至“电压“位置,按下g、b开关,打开实验加热装置升温,每隔2℃测1个值,并将测量数据列表(表二)。

表一 mf51型半导体热敏电阻(2.7kω)之电阻~温度特性

温度℃ 25 30 35 40 45 50 55 60 65

电阻ω 2700 2225 1870 1573 1341 1160 1000 868 748

表二 非平衡电桥电压输出形式(立式)测量mf51型热敏电阻的数据

i 9 10

温度t℃ 10.4 12.4 14.4 16.4 18.4 20.4 22.4 24.4 26.4 28.4

热力学t k 283.4 285.4 287.4 289.4 291.4 293.4 295.4 297.4 299.4 301.4

0.0 -12.5 -27.0 -42.5 -58.4 -74.8 -91.6 -107.8 -126.4 -144.4

0.0 -259.2 -529.9 -789 -1027.2 -124.8 -1451.9 -1630.1 -1815.4 -1977.9

4323.0 4063.8 3793.1 3534.0 3295.8 3074.9 2871.692.9 2507.6 2345.1

根据表二所得的数据作出 ~ 图,如右图所示。运用最小二乘法计算所得的线性方程为 ,即mf51型半导体热敏电阻(2.7kω)的电阻~温度特性的数学表达式为 。

4、实验结果误差

通过实验所得的mf51型半导体热敏电阻的电阻—温度特性的数学表达式为 。根据所得表达式计算出热敏电阻的电阻~温度特性的测量值,与表一所给出的参考值有较好的一致性,如下表所示:

表三 实验结果比较

温度℃ 25 30 35 40 45 50 55 60 65

参考值rt ω 2700 2225 1870 1573 1341 1160 1000 868 748

测量值rt ω 2720 2238 1900 1587 1408 1232 1074 939 823

相对误差 % 0.74 0.58 1.60 0.89 4.99 6.20 7.40 8.18 10.00

从上述结果来看,基本在实验误差范围之内。但我们可以清楚的发现,随着温度的升高,电阻值变小,但是相对误差却在变大,这主要是由内热效应而引起的。

5、内热效应的影响

在实验过程中,由于利用非平衡电桥测量热敏电阻时总有一定的工作电流通过,热敏电阻的电阻值大,体积小,热容量小,因此焦耳热将迅速使热敏电阻产生稳定的高于外界温度的附加内热温升,这就是所谓的内热效应。在准确测量热敏电阻的温度特性时,必须考虑内热效应的影响。本实验不作进一步的研究和探讨。

6、实验小结

通过实验,我们很明显的可以发现热敏电阻的阻值对温度的变化是非常敏感的,而且随着温度上升,其电阻值呈指数关系下降。因而可以利用电阻—温度特性制成各类传感器,可使微小的温度变化转变为电阻的变化形成大的信号输出,特别适于高精度测量。又由于元件的体积小,形状和封装材料选择性广,特别适于高温、高湿、振动及热冲击等环境下作温湿度传感器,可应用与各种生产作业,开发潜力非常大。

参考文献:

[1] 竺江峰,芦立娟,鲁晓东。 大学物理实验[m]

[2] 杨述武,杨介信,陈国英。普通物理实验(二、电磁学部分)[m] 北京:高等教育出版社

[3] 《大学物理实验》编写组。 大学物理实验[m] 厦门:厦门大学出版社

[4] 陆申龙,曹正东。 热敏电阻的电阻温度特性实验教与学[j]

对于负载实验心得体会实用二

摘要:热敏电阻是阻值对温度变化非常敏感的一种半导体电阻,具有许多独特的优点和用途,在自动控制、无线电子技术、遥控技术及测温技术等方面有着广泛的应用。本实验通过用电桥法来研究热敏电阻的电阻温度特性,加深对热敏电阻的电阻温度特性的了解。关键词:热敏电阻、非平衡直流电桥、电阻温度特性

热敏电阻是根据半导体材料的电导率与温度有很强的依赖关系而制成的一种器件,其电阻温度系数一般为(-0.003~+0.6)℃-1。因此,热敏电阻一般可以分为:ⅰ、负电阻温度系数(简称ntc)的热敏电阻元件常由一些过渡金属氧化物(主要用铜、镍、钴、镉等氧化物)在一定的烧结条件下形成的半导体金属氧化物作为基本材料制成的,近年还有单晶半导体等材料制成。国产的主要是指mf91~mf96型半导体热敏电阻。由于组成这类热敏电阻的上述过渡金属氧化物在室温范围内基本已全部电离,即载流子浓度基本上与温度无关,因此这类热敏电阻的电阻率随温度变化主要考虑迁移率与温度的关系,随着温度的升高,迁移率增加,电阻率下降。大多应用于测温控温技术,还可以制成流量计、功率计等。ⅱ、正电阻温度系数(简称ptc)的热敏电阻元件常用钛酸钡材料添加微量的钛、钡等或稀土元素采用陶瓷工艺,高温烧制而成。这类热敏电阻的电阻率随温度变化主要依赖于载流子浓度,而迁移率随温度的变化相对可以忽略。载流子数目随温度的升高呈指数增加,载流子数目越多,电阻率越小。应用广泛,除测温、控温,在电子线路中作温度补偿外,还制成各类加热器,如电吹风等。

【实验装置】fqj—ⅱ型教学用非平衡直流电桥,fqj非平衡电桥加热实验装置(加热炉内置mf51型半导体热敏电阻(2.7kω)以及控温用的温度传感器),连接线若干。【实验原理】根据半导体理论,一般半导体材料的电阻率和绝对温度之间的关系为(1—1)式中a与b对于同一种半导体材料为常量,其数值与材料的物理性质有关。因而热敏电阻的电阻值可以根据电阻定律写为(1—2)式中为两电极间距离,为热敏电阻的横截面,。对某一特定电阻而言,与b均为常数,用实验方法可以测定。为了便于数据处理,将上式两边取对数,则有(1—3)上式表明与呈线性关系,在实验中只要测得各个温度以及对应的电阻的值,以为横坐标,为纵坐标作图,则得到的图线应为直线,可用图解法、计算法或最小二乘法求出参数a、b的值。热敏电阻的电阻温度系数下式给出(1—4)从上述方法求得的b值和室温代入式(1—4),就可以算出室温时的电阻温度系数。热敏电阻在不同温度时的电阻值,可由非平衡直流电桥测得。非平衡直流电桥原理图如右图所示,b、d之间为一负载电阻,只要测出,就可以得到值。

当负载电阻→,即电桥输出处于开路状态时,=0,仅有电压输出,用表示,当时,电桥输出=0,即电桥处于平衡状态。为了测量的准确性,在测量之前,电桥必须预调平衡,这样可使输出电压只与某一臂的电阻变化有关。若r1、r2、r3固定,r4为待测电阻,r4=rx,则当r4→r4+△r时,因电桥不平衡而产生的电压输出为:(1—5)在测量mf51型热敏电阻时,非平衡直流电桥所采用的是立式电桥,,且,则(1—6)式中r和均为预调平衡后的电阻值,测得电压输出后,通过式(1—6)运算可得△r,从而求的=r4+△r。

根据表一中mf51型半导体热敏电阻(2.7kω)之电阻~温度特性研究桥式电路,并设计各臂电阻r和的值,以确保电压输出不会溢出(本实验=1000.0ω,=4323.0ω)。根据桥式,预调平衡,将“功能转换”开关旋至“电压“位置,按下g、b开关,打开实验加热装置升温,每隔2℃测1个值,并将测量数据列表(表二)。

表一mf51型半导体热敏电阻(2.7kω)之电阻~温度特性温度℃253035404550556065电阻ω2700222518701573134111601000868748

表二非平衡电桥电压输出形式(立式)测量mf51型热敏电阻的数据i12345678910温度t℃10.412.414.416.418.420.422.424.426.428.4热力学tk283.4285.4287.4289.4291.4293.4295.4297.4299.4301.40.0-12.5-27.0-42.5-58.4-74.8-91.6-107.8-126.4-144.40.0-259.2-529.9-789-1027.2-124.8-1451.9-1630.1-1815.4-1977.94323.04063.83793.13534.03295.83074.92871.12692.92507.62345.1

根据表二所得的数据作出~图,如右图所示。运用最小二乘法计算所得的线性方程为,即mf51型半导体热敏电阻(2.7kω)的电阻~温度特性的数学表达式为。

通过实验所得的mf51型半导体热敏电阻的电阻—温度特性的数学表达式为。根据所得表达式计算出热敏电阻的电阻~温度特性的测量值,与表一所给出的参考值有较好的一致性,如下表所示:表三实验结果比较温度℃253035404550556065参考值rtω2700222518701573134111601000868748测量值rtω2720223819001587140812321074939823相对误差%0.740.581.600.894.996.207.408.1810.00

从上述结果来看,基本在实验误差范围之内。但我们可以清楚的发现,随着温度的升高,电阻值变小,但是相对误差却在变大,这主要是由内热效应而引起的。

在实验过程中,由于利用非平衡电桥测量热敏电阻时总有一定的工作电流通过,热敏电阻的电阻值大,体积小,热容量小,因此焦耳热将迅速使热敏电阻产生稳定的高于外界温度的附加内热温升,这就是所谓的内热效应。在准确测量热敏电阻的温度特性时,必须考虑内热效应的影响。本实验不作进一步的研究和探讨。6、实验小结

通过实验,我们很明显的可以发现热敏电阻的阻值对温度的变化是非常敏感的,而且随着温度上升,其电阻值呈指数关系下降。因而可以利用电阻—温度特性制成各类传感器,可使微小的温度变化转变为电阻的变化形成大的信号输出,特别适于高精度测量。又由于元件的体积小,形状和封装材料选择性广,特别适于高温、高湿、振动及热冲击等环境下作温湿度传感器,可应用与各种生产作业,开发潜力非常大。

对于负载实验心得体会实用三

热敏电阻是根据半导体材料的电导率与温度有很强的依赖关系而制成的一种器件,其电阻温度系数一般为(-0.003~+0.6)℃-1。因此,热敏电阻一般可以分为:

ⅰ、负电阻温度系数(简称ntc)的热敏电阻元件

常由一些过渡金属氧化物(主要用铜、镍、钴、镉等氧化物)在一定的烧结条件下形成的半导体金属氧化物作为基本材料制成的,近年还有单晶半导体等材料制成。国产的主要是指mf91~mf96型半导体热敏电阻。由于组成这类热敏电阻的上述过渡金属氧化物在室温范围内基本已全部电离,即载流子浓度基本上与温度无关,因此这类热敏电阻的电阻率随温度变化主要考虑迁移率与温度的关系,随着温度的升高,迁移率增加,电阻率下降。大多应用于测温控温技术,还可以制成流量计、功率计等。

ⅱ、正电阻温度系数(简称ptc)的热敏电阻元件

常用钛酸钡材料添加微量的钛、钡等或稀土元素采用陶瓷工艺,高温烧制而成。这类热敏电阻的电阻率随温度变化主要依赖于载流子浓度,而迁移率随温度的变化相对可以忽略。载流子数目随温度的升高呈指数增加,载流子数目越多,电阻率越小。应用广泛,除测温、控温,在电子线路中作温度补偿外,还制成各类加热器,如电吹风等。

【实验装置】

fqj-ⅱ型教学用非平衡直流电桥,fqj非平衡电桥加热实验装置(加热炉内置mf51型半导体热敏电阻(2.7kω)以及控温用的温度传感器),连接线若干。

【实验原理】

根据半导体理论,一般半导体材料的电阻率 和绝对温度 之间的关系为

(1-1)

式中a与b对于同一种半导体材料为常量,其数值与材料的物理性质有关。因而热敏电阻的电阻值 可以根据电阻定律写为

(1-2)

式中 为两电极间距离, 为热敏电阻的横截面, 。

对某一特定电阻而言, 与b均为常数,用实验方法可以测定。为了便于数据处理,将上式两边取对数,则有

(1-3)

上式表明 与 呈线性关系,在实验中只要测得各个温度 以及对应的电阻 的值,

以 为横坐标, 为纵坐标作图,则得到的图线应为直线,可用图解法、计算法或最小二乘法求出参数 a、b的值。

热敏电阻的电阻温度系数 下式给出

(1-4)

从上述方法求得的b值和室温代入式(1-4),就可以算出室温时的电阻温度系数。

热敏电阻 在不同温度时的电阻值,可由非平衡直流电桥测得。非平衡直流电桥原理图如右图所示,b、d之间为一负载电阻 ,只要测出 ,就可以得到 值。

当负载电阻 → ,即电桥输出处于开

路状态时, =0,仅有电压输出,用 表示,当 时,电桥输出 =0,即电桥处于平衡状态。为了测量的准确性,在测量之前,电桥必须预调平衡,这样可使输出电压只与某一臂的电阻变化有关。

若r1、r2、r3固定,r4为待测电阻,r4 = rx,则当r4→r4+△r时,因电桥不平衡而产生的电压输出为:

(1-5)

在测量mf51型热敏电阻时,非平衡直流电桥所采用的是立式电桥 , ,且 ,则

(1-6)

式中r和 均为预调平衡后的电阻值,测得电压输出后,通过式(1-6)运算可得△r,从而求的 =r4+△r。

根据表一中mf51型半导体热敏电阻(2.7kω)之电阻~温度特性研究桥式电路,并设计各臂电阻r和 的值,以确保电压输出不会溢出(本实验 =1000.0ω, =4323.0ω)。

根据桥式,预调平衡,将“功能转换”开关旋至“电压“位置,按下g、b开关,打开实验加热装置升温,每隔2℃测1个值,并将测量数据列表(表二)。

表一 mf51型半导体热敏电阻(2.7kω)之电阻~温度特性

温度℃ 25 30 35 40 45 50 55 60 65

电阻ω 2700 2225 1870 1573 1341 1160 1000 868 748

表二 非平衡电桥电压输出形式(立式)测量mf51型热敏电阻的数据

i 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

温度t℃ 10.4 12.4 14.4 16.4 18.4 20.4 22.4 24.4 26.4 28.4

热力学t k 283.4 285.4 287.4 289.4 291.4 293.4 295.4 297.4 299.4 301.4

0.0 -12.5 -27.0 -42.5 -58.4 -74.8 -91.6 -107.8 -126.4 -144.4

0.0 -259.2 -529.9 -789 -1027.2 -124.8 -1451.9 -1630.1 -1815.4 -1977.9

4323.0 4063.8 3793.1 3534.0 3295.8 3074.9 2871.1 2692.9 2507.6 2345.1

根据表二所得的数据作出 ~ 图,如右图所示。运用最小二乘法计算所得的线性方程为 ,即mf51型半导体热敏电阻(2.7kω)的电阻~温度特性的数学表达式为 。

通过实验所得的mf51型半导体热敏电阻的电阻—温度特性的数学表达式为 。根据所得表达式计算出热敏电阻的电阻~温度特性的测量值,与表一所给出的参考值有较好的一致性,如下表所示:

表三 实验结果比较

温度℃ 25 30 35 40 45 50 55 60 65

参考值rt ω 2700 2225 1870 1573 1341 1160 1000 868 748

测量值rt ω 2720 2238 1900 1587 1408 1232 1074 939 823

相对误差 % 0.74 0.58 1.60 0.89 4.99 6.20 7.40 8.18 10.00

从上述结果来看,基本在实验误差范围之内。但我们可以清楚的发现,随着温度的升高,电阻值变小,但是相对误差却在变大,这主要是由内热效应而引起的。

在实验过程中,由于利用非平衡电桥测量热敏电阻时总有一定的工作电流通过,热敏电阻的电阻值大,体积小,热容量小,因此焦耳热将迅速使热敏电阻产生稳定的高于外界温度的附加内热温升,这就是所谓的内热效应。在准确测量热敏电阻的温度特性时,必须考虑内热效应的影响。本实验不作进一步的研究和探讨。

通过实验,我们很明显的可以发现热敏电阻的阻值对温度的变化是非常敏感的,而且随着温度上升,其电阻值呈指数关系下降。因而可以利用电阻—温度特性制成各类传感器,可使微小的温度变化转变为电阻的变化形成大的信号输出,特别适于高精度测量。又由于元件的体积小,形状和封装材料选择性广,特别适于高温、高湿、振动及热冲击等环境下作温湿度传感器,可应用与各种生产作业,开发潜力非常大。

参考文献:

对于负载实验心得体会实用四

热敏电阻是根据半导体材料的电导率与温度有很强的依赖关系而制成的一种器件,其电阻温度系数一般为(-0.003~+0.6)℃-1。因此,热敏电阻一般可以分为:

ⅰ、负电阻温度系数(简称ntc)的热敏电阻元件

常由一些过渡金属氧化物(主要用铜、镍、钴、镉等氧化物)在一定的烧结条件下形成的半导体金属氧化物作为基本材料制成的,近年还有单晶半导体等材料制成。国产的主要是指mf91~mf96型半导体热敏电阻。由于组成这类热敏电阻的上述过渡金属氧化物在室温范围内基本已全部电离,即载流子浓度基本上与温度无关,因此这类热敏电阻的电阻率随温度变化主要考虑迁移率与温度的关系,随着温度的升高,迁移率增加,电阻率下降。大多应用于测温控温技术,还可以制成流量计、功率计等。

ⅱ、正电阻温度系数(简称ptc)的热敏电阻元件

常用钛酸钡材料添加微量的钛、钡等或稀土元素采用陶瓷工艺,高温烧制而成。这类热敏电阻的电阻率随温度变化主要依赖于载流子浓度,而迁移率随温度的变化相对可以忽略。载流子数目随温度的升高呈指数增加,载流子数目越多,电阻率越小。应用广泛,除测温、控温,在电子线路中作温度补偿外,还制成各类加热器,如电吹风等。

【实验装置】

fqj-ⅱ型教学用非平衡直流电桥,fqj非平衡电桥加热实验装置(加热炉内置mf51型半导体热敏电阻(2.7kω)以及控温用的温度传感器),连接线若干。

【实验原理】

根据半导体理论,一般半导体材料的电阻率 和绝对温度 之间的关系为

(1-1)

式中a与b对于同一种半导体材料为常量,其数值与材料的物理性质有关。因而热敏电阻的电阻值 可以根据电阻定律写为

(1-2)

式中 为两电极间距离, 为热敏电阻的横截面, 。

对某一特定电阻而言, 与b均为常数,用实验方法可以测定。为了便于数据处理,将上式两边取对数,则有

(1-3)

上式表明 与 呈线性关系,在实验中只要测得各个温度 以及对应的电阻 的值,

以 为横坐标, 为纵坐标作图,则得到的图线应为直线,可用图解法、计算法或最小二乘法求出参数 a、b的值。

热敏电阻的电阻温度系数 下式给出

(1-4)

从上述方法求得的b值和室温代入式(1-4),就可以算出室温时的电阻温度系数。

热敏电阻 在不同温度时的电阻值,可由非平衡直流电桥测得。非平衡直流电桥原理图如右图所示,b、d之间为一负载电阻 ,只要测出 ,就可以得到 值。

当负载电阻 → ,即电桥输出处于开

路状态时, =0,仅有电压输出,用 表示,当 时,电桥输出 =0,即电桥处于平衡状态。为了测量的准确性,在测量之前,电桥必须预调平衡,这样可使输出电压只与某一臂的电阻变化有关。

若r1、r2、r3固定,r4为待测电阻,r4 = rx,则当r4→r4+△r时,因电桥不平衡而产生的电压输出为:

(1-5)

在测量mf51型热敏电阻时,非平衡直流电桥所采用的是立式电桥 , ,且 ,则

(1-6)

式中r和 均为预调平衡后的电阻值,测得电压输出后,通过式(1-6)运算可得△r,从而求的 =r4+△r。

根据表一中mf51型半导体热敏电阻(2.7kω)之电阻~温度特性研究桥式电路,并设计各臂电阻r和 的值,以确保电压输出不会溢出(本实验 =1000.0ω, =4323.0ω)。

根据桥式,预调平衡,将“功能转换”开关旋至“电压“位置,按下g、b开关,打开实验加热装置升温,每隔2℃测1个值,并将测量数据列表(表二)。

表一 mf51型半导体热敏电阻(2.7kω)之电阻~温度特性

温度℃ 25 30 35 40 45 50 55 60 65

电阻ω 2700 2225 1870 1573 1341 1160 1000 868 748

表二 非平衡电桥电压输出形式(立式)测量mf51型热敏电阻的数据

i 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

温度t℃ 10.4 12.4 14.4 16.4 18.4 20.4 22.4 24.4 26.4 28.4

热力学t k 283.4 285.4 287.4 289.4 291.4 293.4 295.4 297.4 299.4 301.4

0.0 -12.5 -27.0 -42.5 -58.4 -74.8 -91.6 -107.8 -126.4 -144.4

0.0 -259.2 -529.9 -789 -1027.2 -124.8 -1451.9 -1630.1 -1815.4 -1977.9

4323.0 4063.8 3793.1 3534.0 3295.8 3074.9 2871.1 2692.9 2507.6 2345.1

根据表二所得的数据作出 ~ 图,如右图所示。运用最小二乘法计算所得的线性方程为 ,即mf51型半导体热敏电阻(2.7kω)的电阻~温度特性的数学表达式为 。

通过实验所得的mf51型半导体热敏电阻的电阻—温度特性的数学表达式为 。根据所得表达式计算出热敏电阻的电阻~温度特性的测量值,与表一所给出的参考值有较好的一致性,如下表所示:

表三 实验结果比较

温度℃ 25 30 35 40 45 50 55 60 65

参考值rt ω 2700 2225 1870 1573 1341 1160 1000 868 748

测量值rt ω 2720 2238 1900 1587 1408 1232 1074 939 823

相对误差 % 0.74 0.58 1.60 0.89 4.99 6.20 7.40 8.18 10.00

从上述结果来看,基本在实验误差范围之内。但我们可以清楚的发现,随着温度的升高,电阻值变小,但是相对误差却在变大,这主要是由内热效应而引起的。

在实验过程中,由于利用非平衡电桥测量热敏电阻时总有一定的工作电流通过,热敏电阻的电阻值大,体积小,热容量小,因此焦耳热将迅速使热敏电阻产生稳定的高于外界温度的附加内热温升,这就是所谓的内热效应。在准确测量热敏电阻的温度特性时,必须考虑内热效应的影响。本实验不作进一步的研究和探讨。

通过实验,我们很明显的可以发现热敏电阻的阻值对温度的变化是非常敏感的,而且随着温度上升,其电阻值呈指数关系下降。因而可以利用电阻—温度特性制成各类传感器,可使微小的温度变化转变为电阻的变化形成大的信号输出,特别适于高精度测量。又由于元件的体积小,形状和封装材料选择性广,特别适于高温、高湿、振动及热冲击等环境下作温湿度传感器,可应用与各种生产作业,开发潜力非常大。

参考文献:

对于负载实验心得体会实用五

热敏电阻是根据半导体材料的电导率与温度有很强的依赖关系而制成的一种器件,其电阻温度系数一般为(-0.003~+0.6)℃-1。因此,热敏电阻一般可以分为:

ⅰ、负电阻温度系数(简称ntc)的热敏电阻元件

常由一些过渡金属氧化物(主要用铜、镍、钴、镉等氧化物)在一定的烧结条件下形成的半导体金属氧化物作为基本材料制成的,近年还有单晶半导体等材料制成。国产的主要是指mf91~mf96型半导体热敏电阻。由于组成这类热敏电阻的上述过渡金属氧化物在室温范围内基本已全部电离,即载流子浓度基本上与温度无关,因此这类热敏电阻的电阻率随温度变化主要考虑迁移率与温度的关系,随着温度的升高,迁移率增加,电阻率下降。大多应用于测温控温技术,还可以制成流量计、功率计等。

ⅱ、正电阻温度系数(简称ptc)的热敏电阻元件

常用钛酸钡材料添加微量的钛、钡等或稀土元素采用陶瓷工艺,高温烧制而成。这类热敏电阻的电阻率随温度变化主要依赖于载流子浓度,而迁移率随温度的变化相对可以忽略。载流子数目随温度的升高呈指数增加,载流子数目越多,电阻率越小。应用广泛,除测温、控温,在电子线路中作温度补偿外,还制成各类加热器,如电吹风等。

【实验装置】

fqj-ⅱ型教学用非平衡直流电桥,fqj非平衡电桥加热实验装置(加热炉内置mf51型半导体热敏电阻(2.7kω)以及控温用的温度传感器),连接线若干。

【实验原理】

根据半导体理论,一般半导体材料的电阻率 和绝对温度 之间的关系为

(1-1)

式中a与b对于同一种半导体材料为常量,其数值与材料的物理性质有关。因而热敏电阻的电阻值 可以根据电阻定律写为

(1-2)

式中 为两电极间距离, 为热敏电阻的横截面, 。

对某一特定电阻而言, 与b均为常数,用实验方法可以测定。为了便于数据处理,将上式两边取对数,则有

(1-3)

上式表明 与 呈线性关系,在实验中只要测得各个温度 以及对应的电阻 的值,

以 为横坐标, 为纵坐标作图,则得到的图线应为直线,可用图解法、计算法或最小二乘法求出参数 a、b的值。

热敏电阻的电阻温度系数 下式给出

(1-4)

从上述方法求得的b值和室温代入式(1-4),就可以算出室温时的电阻温度系数。

热敏电阻 在不同温度时的电阻值,可由非平衡直流电桥测得。非平衡直流电桥原理图如右图所示,b、d之间为一负载电阻 ,只要测出 ,就可以得到 值。

当负载电阻 → ,即电桥输出处于开

路状态时, =0,仅有电压输出,用 表示,当 时,电桥输出 =0,即电桥处于平衡状态。为了测量的准确性,在测量之前,电桥必须预调平衡,这样可使输出电压只与某一臂的电阻变化有关。

若r1、r2、r3固定,r4为待测电阻,r4 = rx,则当r4→r4+△r时,因电桥不平衡而产生的电压输出为:

(1-5)

在测量mf51型热敏电阻时,非平衡直流电桥所采用的是立式电桥 , ,且 ,则

(1-6)

式中r和 均为预调平衡后的电阻值,测得电压输出后,通过式(1-6)运算可得△r,从而求的 =r4+△r。

根据表一中mf51型半导体热敏电阻(2.7kω)之电阻~温度特性研究桥式电路,并设计各臂电阻r和 的值,以确保电压输出不会溢出(本实验 =1000.0ω, =4323.0ω)。

根据桥式,预调平衡,将“功能转换”开关旋至“电压“位置,按下g、b开关,打开实验加热装置升温,每隔2℃测1个值,并将测量数据列表(表二)。

表一 mf51型半导体热敏电阻(2.7kω)之电阻~温度特性

温度℃ 25 30 35 40 45 50 55 60 65

电阻ω 2700 2225 1870 1573 1341 1160 1000 868 748

表二 非平衡电桥电压输出形式(立式)测量mf51型热敏电阻的数据

i 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

温度t℃ 10.4 12.4 14.4 16.4 18.4 20.4 22.4 24.4 26.4 28.4

热力学t k 283.4 285.4 287.4 289.4 291.4 293.4 295.4 297.4 299.4 301.4

0.0 -12.5 -27.0 -42.5 -58.4 -74.8 -91.6 -107.8 -126.4 -144.4

0.0 -259.2 -529.9 -789 -1027.2 -124.8 -1451.9 -1630.1 -1815.4 -1977.9

4323.0 4063.8 3793.1 3534.0 3295.8 3074.9 2871.1 2692.9 2507.6 2345.1

根据表二所得的数据作出 ~ 图,如右图所示。运用最小二乘法计算所得的线性方程为 ,即mf51型半导体热敏电阻(2.7kω)的电阻~温度特性的数学表达式为 。

通过实验所得的mf51型半导体热敏电阻的电阻—温度特性的数学表达式为 。根据所得表达式计算出热敏电阻的电阻~温度特性的测量值,与表一所给出的参考值有较好的一致性,如下表所示:

表三 实验结果比较

温度℃ 25 30 35 40 45 50 55 60 65

参考值rt ω 2700 2225 1870 1573 1341 1160 1000 868 748

测量值rt ω 2720 2238 1900 1587 1408 1232 1074 939 823

相对误差 % 0.74 0.58 1.60 0.89 4.99 6.20 7.40 8.18 10.00

从上述结果来看,基本在实验误差范围之内。但我们可以清楚的发现,随着温度的升高,电阻值变小,但是相对误差却在变大,这主要是由内热效应而引起的。

在实验过程中,由于利用非平衡电桥测量热敏电阻时总有一定的工作电流通过,热敏电阻的电阻值大,体积小,热容量小,因此焦耳热将迅速使热敏电阻产生稳定的高于外界温度的附加内热温升,这就是所谓的内热效应。在准确测量热敏电阻的温度特性时,必须考虑内热效应的影响。本实验不作进一步的研究和探讨。

通过实验,我们很明显的可以发现热敏电阻的阻值对温度的变化是非常敏感的,而且随着温度上升,其电阻值呈指数关系下降。因而可以利用电阻—温度特性制成各类传感器,可使微小的温度变化转变为电阻的变化形成大的信号输出,特别适于高精度测量。又由于元件的体积小,形状和封装材料选择性广,特别适于高温、高湿、振动及热冲击等环境下作温湿度传感器,可应用与各种生产作业,开发潜力非常大。

参考文献:

对于负载实验心得体会实用六

实验六 同步计数器的设计

学号:

姓名:

1.熟悉jk触发器的逻辑功能。

2.掌握用jk触发器设计同步计数器。

1、复习时序逻辑电路设计方法。

⑴ 逻辑抽象,得出电路的状态转换图或状态转换表

① 分析给定的逻辑问题,确定输入变量、输出变量以及电路的状态数。通常都是取原因(或条件)作为输入逻辑变量,取结果作输出逻辑变量。

② 定义输入、输出逻辑状态和每个电路状态的含意,并将电路状态顺序编号。

③ 按照题意列出电路的状态转换表或画出电路的状态转换图。 通过以上步骤将给定的逻辑问题抽象成时序逻辑函数。

⑵ 状态化简

① 等价状态:在相同的输入下有相同的输出,并且转换到同一次态的两个状态。

② 合并等价状态,使电路的状态数最少。

⑶ 状态分配

① 确定触发器的数目n。因为n个触发器共有2n种状态组合,所以为获得时序电路所需的m个状态,必须取2n1<m2n

② 给每个电路状态规定对应的触发器状态组合。

⑷ 选定触发器类型,求出电路的状态方程、驱动方程和输出方程

① 根据器件的供应情况与系统中触发器种类尽量少的原则谨慎选择使用的触发器类型。

② 根据状态转换图(或状态转换表)和选定的状态编码、触发器的类型,即可写出电路的状态方程、驱动方程和输出方程。

⑸ 根据得到的方程式画出逻辑图

⑹ 检查设计的电路能否自启动

① 电路开始工作时通过预置数将电路设置成有效状态的一种。

② 通过修改逻辑设计加以解决。

⑺ 设计步骤简图

图3 设计步骤简图

2、按实验内容设计逻辑电路画出逻辑图。 设计思路详情见第六部分。电路图如下:

1.计数器的工作原理

递增计数器----每来一个cp,触发器的组成状态按二进制代码规律增加。 递减计数器-----按二进制代码规律减少。 双向计数器-----可增可减,由控制端来决定。

2.集成j-k触发器74ls73

⑴ 符号:

图1 j-k触发器符号

⑵ 功能:

表1 j-k触发器功能表

⑶ 状态转换图:

图2 j-k触发器状态转换图

⑷ 特性方程:

qn1jqnkqn

⑸ 注意事项:

① 在j-k触发器中,凡是要求接“1”的,一定要接高电平(例如5v),否则会出现错误的翻转。

③ 触发器的两个输出负载不能过分悬殊,否则会出现误翻。

④ j-k触发器的清零输入端在工作时一定要接高电平或连接到实验箱的清零端子。

3.时序电路的设计步骤 内容见实验预习。

1.用j-k触发器和门电路设计一个特殊的12进制计数器,其十进制的状态转换图为:

图4

12进制计数器状态转换图

六、实验设计及数据与处理

⑴ 设计

在12进制同步计数器中,输出的状态只由前一周期的状态决定,而与外来输入无关,因此目标电路为moore型。而数字电路只有0和1两种状态,因此目标电路要表达12种状态需要用4个变量q1、q2、q3、q4的16种组合中的12种。现定义十进制数01~12的对应二进制数为输出状态,可得目标电路的状态转换表如下:

表2 12进制同步计数器状态状态转换表

本实验选择j-k触发器,根据状态转换表以及j-k触发器特性方程:

qn1jqnkqn

得到目标电路方程如下:

nnn

输出方程:y0nq0n、y1nq1n、y2nq2、y3q3

驱动方程:q0一个cp发生一次变化,因此j0k01。

q1每当q0为1时,发生变化,因此n

j1k1q0。

q2在q1q0都为1以及12(即1100的时候)发生变化,因此 j2 = k2 =q1nq0n+q3nq2n

q3在q2 q1q0都为1的时候,以及12的时候发生变化,因此 j3=k3=q0nq1nq2n+q3nq2n。

状态方程:q0n1j0q0nk0q0n

q1n1j1q1nk1q1n

对于负载实验心得体会实用七

摘要:热敏电阻是阻值对温度变化非常敏感的一种半导体电阻,具有许多独特的优点和用途,在自动控制、无线电子技术、遥控技术及测温技术等方面有着广泛的应用。本实验通过用电桥法来研究热敏电阻的电阻温度特性,加深对热敏电阻的电阻温度特性的了解。

关键词:热敏电阻、非平衡直流电桥、电阻温度特性

1、引言

热敏电阻是根据半导体材料的电导率与温度有很强的依赖关系而制成的一种器件,其电阻温度系数一般为(-0.003~+0.6)℃-1。因此,热敏电阻一般可以分为:

ⅰ、负电阻温度系数(简称ntc)的热敏电阻元件

常由一些过渡金属氧化物(主要用铜、镍、钴、镉等氧化物)在一定的烧结条件下形成的半导体金属氧化物作为基本材料制成的,近年还有单晶半导体等材料制成。国产的主要是指mf91~mf96型半导体热敏电阻。由于组成这类热敏电阻的上述过渡金属氧化物在室温范围内基本已全部电离,即载流子浓度基本上与温度无关,因此这类热敏电阻的电阻率随温度变化主要考虑迁移率与温度的关系,随着温度的升高,迁移率增加,电阻率下降。大多应用于测温控温技术,还可以制成流量计、功率计等。

ⅱ、正电阻温度系数(简称ptc)的热敏电阻元件

常用钛酸钡材料添加微量的钛、钡等或稀土元素采用陶瓷工艺,高温烧制而成。这类热敏电阻的电阻率随温度变化主要依赖于载流子浓度,而迁移率随温度的变化相对可以忽略。载流子数目随温度的升高呈指数增加,载流子数目越多,电阻率越校应用广泛,除测温、控温,在电子线路中作温度补偿外,还制成各类加热器,如电吹风等。

2、实验装置及原理

【实验装置】

fqj—ⅱ型教学用非平衡直流电桥,fqj非平衡电桥加热实验装置(加热炉内置mf51型半导体热敏电阻(2.7kω)以及控温用的温度传感器),连接线若干。

【实验原理】

根据半导体理论,一般半导体材料的电阻率 和绝对温度 之间的关系为

(1—1)

式中a与b对于同一种半导体材料为常量,其数值与材料的物理性质有关。因而热敏电阻的电阻值 可以根据电阻定律写为

(1—2)

式中 为两电极间距离, 为热敏电阻的横截面, 。

对某一特定电阻而言, 与b均为常数,用实验方法可以测定。为了便于数据处理,将上式两边取对数,则有

(1—3)

上式表明 与 呈线性关系,在实验中只要测得各个温度 以及对应的电阻 的值,

以 为横坐标, 为纵坐标作图,则得到的图线应为直线,可用图解法、计算法或最小二乘法求出参数 a、b的值。

热敏电阻的电阻温度系数 下式给出

(1—4)

从上述方法求得的b值和室温代入式(1—4),就可以算出室温时的电阻温度系数。

热敏电阻 在不同温度时的电阻值,可由非平衡直流电桥测得。非平衡直流电桥原理图如右图所示,b、d之间为一负载电阻 ,只要测出 ,就可以得到 值。

当负载电阻 → ,即电桥输出处于开

路状态时, =0,仅有电压输出,用 表示,当 时,电桥输出 =0,即电桥处于平衡状态。为了测量的准确性,在测量之前,电桥必须预调平衡,这样可使输出电压只与某一臂的电阻变化有关。

若r1、r2、r3固定,r4为待测电阻,r4 = rx,则当r4→r4+△r时,因电桥不平衡而产生的电压输出为:

(1—5)

在测量mf51型热敏电阻时,非平衡直流电桥所采用的是立式电桥 , ,且 ,则

(1—6)

式中r和 均为预调平衡后的电阻值,测得电压输出后,通过式(1—6)运算可得△r,从而求的 =r4+△r。

3、热敏电阻的电阻温度特性研究

根据表一中mf51型半导体热敏电阻(2.7kω)之电阻~温度特性研究桥式电路,并设计各臂电阻r和 的值,以确保电压输出不会溢出(本实验 =1000.0ω, =4323.0ω)。

根据桥式,预调平衡,将“功能转换”开关旋至“电压“位置,按下g、b开关,打开实验加热装置升温,每隔2℃测1个值,并将测量数据列表(表二)。

表一 mf51型半导体热敏电阻(2.7kω)之电阻~温度特性

温度℃ 25 30 35 40 45 50 55 60 65

电阻ω 2700 2225 1870 1573 1341 1160 1000 868 748

表二 非平衡电桥电压输出形式(立式)测量mf51型热敏电阻的数据

i 9 10

温度t℃ 10.4 12.4 14.4 16.4 18.4 20.4 22.4 24.4 26.4 28.4

热力学t k 283.4 285.4 287.4 289.4 291.4 293.4 295.4 297.4 299.4 301.4

0.0 -12.5 -27.0 -42.5 -58.4 -74.8 -91.6 -107.8 -126.4 -144.4

0.0 -259.2 -529.9 -789 -1027.2 -124.8 -1451.9 -1630.1 -1815.4 -1977.9

4323.0 4063.8 3793.1 3534.0 3295.8 3074.9 2871.692.9 2507.6 2345.1

根据表二所得的数据作出 ~ 图,如右图所示。运用最小二乘法计算所得的线性方程为 ,即mf51型半导体热敏电阻(2.7kω)的电阻~温度特性的数学表达式为 。

4、实验结果误差

通过实验所得的mf51型半导体热敏电阻的电阻—温度特性的数学表达式为 。根据所得表达式计算出热敏电阻的电阻~温度特性的测量值,与表一所给出的参考值有较好的一致性,如下表所示:

表三 实验结果比较

温度℃ 25 30 35 40 45 50 55 60 65

参考值rt ω 2700 2225 1870 1573 1341 1160 1000 868 748

测量值rt ω 2720 2238 1900 1587 1408 1232 1074 939 823

相对误差 % 0.74 0.58 1.60 0.89 4.99 6.20 7.40 8.18 10.00

从上述结果来看,基本在实验误差范围之内。但我们可以清楚的发现,随着温度的升高,电阻值变小,但是相对误差却在变大,这主要是由内热效应而引起的。

5、内热效应的影响

在实验过程中,由于利用非平衡电桥测量热敏电阻时总有一定的工作电流通过,热敏电阻的电阻值大,体积小,热容量小,因此焦耳热将迅速使热敏电阻产生稳定的高于外界温度的附加内热温升,这就是所谓的内热效应。在准确测量热敏电阻的温度特性时,必须考虑内热效应的影响。本实验不作进一步的研究和探讨。

6、实验小结

通过实验,我们很明显的可以发现热敏电阻的阻值对温度的变化是非常敏感的,而且随着温度上升,其电阻值呈指数关系下降。因而可以利用电阻—温度特性制成各类传感器,可使微小的温度变化转变为电阻的变化形成大的信号输出,特别适于高精度测量。又由于元件的体积小,形状和封装材料选择性广,特别适于高温、高湿、振动及热冲击等环境下作温湿度传感器,可应用与各种生产作业,开发潜力非常大。

参考文献:

[1] 竺江峰,芦立娟,鲁晓东。 大学物理实验[m]

[2] 杨述武,杨介信,陈国英。普通物理实验(二、电磁学部分)[m] 北京:高等教育出版社

[3] 《大学物理实验》编写组。 大学物理实验[m] 厦门:厦门大学出版社

[4] 陆申龙,曹正东。 热敏电阻的电阻温度特性实验教与学[j]

对于负载实验心得体会实用八

摘要:热敏电阻是阻值对温度变化非常敏感的一种半导体电阻,具有许多独特的优点和用途,在自动控制、无线电子技术、遥控技术及测温技术等方面有着广泛的应用。本实验通过用电桥法来研究热敏电阻的电阻温度特性,加深对热敏电阻的电阻温度特性的了解。关键词:热敏电阻、非平衡直流电桥、电阻温度特性

热敏电阻是根据半导体材料的电导率与温度有很强的依赖关系而制成的一种器件,其电阻温度系数一般为(-0.003~+0.6)℃-1。因此,热敏电阻一般可以分为:ⅰ、负电阻温度系数(简称ntc)的热敏电阻元件常由一些过渡金属氧化物(主要用铜、镍、钴、镉等氧化物)在一定的烧结条件下形成的半导体金属氧化物作为基本材料制成的,近年还有单晶半导体等材料制成。国产的主要是指mf91~mf96型半导体热敏电阻。由于组成这类热敏电阻的上述过渡金属氧化物在室温范围内基本已全部电离,即载流子浓度基本上与温度无关,因此这类热敏电阻的电阻率随温度变化主要考虑迁移率与温度的关系,随着温度的升高,迁移率增加,电阻率下降。大多应用于测温控温技术,还可以制成流量计、功率计等。ⅱ、正电阻温度系数(简称ptc)的热敏电阻元件常用钛酸钡材料添加微量的钛、钡等或稀土元素采用陶瓷工艺,高温烧制而成。这类热敏电阻的电阻率随温度变化主要依赖于载流子浓度,而迁移率随温度的变化相对可以忽略。载流子数目随温度的升高呈指数增加,载流子数目越多,电阻率越小。应用广泛,除测温、控温,在电子线路中作温度补偿外,还制成各类加热器,如电吹风等。

【实验装置】fqj—ⅱ型教学用非平衡直流电桥,fqj非平衡电桥加热实验装置(加热炉内置mf51型半导体热敏电阻(2.7kω)以及控温用的温度传感器),连接线若干。【实验原理】根据半导体理论,一般半导体材料的电阻率和绝对温度之间的关系为(1—1)式中a与b对于同一种半导体材料为常量,其数值与材料的物理性质有关。因而热敏电阻的电阻值可以根据电阻定律写为(1—2)式中为两电极间距离,为热敏电阻的横截面,。对某一特定电阻而言,与b均为常数,用实验方法可以测定。为了便于数据处理,将上式两边取对数,则有(1—3)上式表明与呈线性关系,在实验中只要测得各个温度以及对应的电阻的值,以为横坐标,为纵坐标作图,则得到的图线应为直线,可用图解法、计算法或最小二乘法求出参数a、b的值。热敏电阻的电阻温度系数下式给出(1—4)从上述方法求得的b值和室温代入式(1—4),就可以算出室温时的电阻温度系数。热敏电阻在不同温度时的电阻值,可由非平衡直流电桥测得。非平衡直流电桥原理图如右图所示,b、d之间为一负载电阻,只要测出,就可以得到值。

当负载电阻→,即电桥输出处于开路状态时,=0,仅有电压输出,用表示,当时,电桥输出=0,即电桥处于平衡状态。为了测量的准确性,在测量之前,电桥必须预调平衡,这样可使输出电压只与某一臂的电阻变化有关。若r1、r2、r3固定,r4为待测电阻,r4=rx,则当r4→r4+△r时,因电桥不平衡而产生的电压输出为:(1—5)在测量mf51型热敏电阻时,非平衡直流电桥所采用的是立式电桥,,且,则(1—6)式中r和均为预调平衡后的电阻值,测得电压输出后,通过式(1—6)运算可得△r,从而求的=r4+△r。

根据表一中mf51型半导体热敏电阻(2.7kω)之电阻~温度特性研究桥式电路,并设计各臂电阻r和的值,以确保电压输出不会溢出(本实验=1000.0ω,=4323.0ω)。根据桥式,预调平衡,将“功能转换”开关旋至“电压“位置,按下g、b开关,打开实验加热装置升温,每隔2℃测1个值,并将测量数据列表(表二)。

表一mf51型半导体热敏电阻(2.7kω)之电阻~温度特性温度℃253035404550556065电阻ω2700222518701573134111601000868748

表二非平衡电桥电压输出形式(立式)测量mf51型热敏电阻的数据i12345678910温度t℃10.412.414.416.418.420.422.424.426.428.4热力学tk283.4285.4287.4289.4291.4293.4295.4297.4299.4301.40.0-12.5-27.0-42.5-58.4-74.8-91.6-107.8-126.4-144.40.0-259.2-529.9-789-1027.2-124.8-1451.9-1630.1-1815.4-1977.94323.04063.83793.13534.03295.83074.92871.12692.92507.62345.1

根据表二所得的数据作出~图,如右图所示。运用最小二乘法计算所得的线性方程为,即mf51型半导体热敏电阻(2.7kω)的电阻~温度特性的数学表达式为。

通过实验所得的mf51型半导体热敏电阻的电阻—温度特性的数学表达式为。根据所得表达式计算出热敏电阻的电阻~温度特性的测量值,与表一所给出的参考值有较好的一致性,如下表所示:表三实验结果比较温度℃253035404550556065参考值rtω2700222518701573134111601000868748测量值rtω2720223819001587140812321074939823相对误差%0.740.581.600.894.996.207.408.1810.00

从上述结果来看,基本在实验误差范围之内。但我们可以清楚的发现,随着温度的升高,电阻值变小,但是相对误差却在变大,这主要是由内热效应而引起的。

在实验过程中,由于利用非平衡电桥测量热敏电阻时总有一定的工作电流通过,热敏电阻的电阻值大,体积小,热容量小,因此焦耳热将迅速使热敏电阻产生稳定的高于外界温度的附加内热温升,这就是所谓的内热效应。在准确测量热敏电阻的温度特性时,必须考虑内热效应的影响。本实验不作进一步的研究和探讨。6、实验小结

通过实验,我们很明显的可以发现热敏电阻的阻值对温度的变化是非常敏感的,而且随着温度上升,其电阻值呈指数关系下降。因而可以利用电阻—温度特性制成各类传感器,可使微小的温度变化转变为电阻的变化形成大的信号输出,特别适于高精度测量。又由于元件的体积小,形状和封装材料选择性广,特别适于高温、高湿、振动及热冲击等环境下作温湿度传感器,可应用与各种生产作业,开发潜力非常大。

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