西安交大大物仿真实验报告
更新时间:2024-04-14 12:29:01 阅读量: 综合文库 文档下载
大学物理仿真实验
---------------热敏电阻温度特性曲线实验
实验名称:热敏电阻温度特性曲线实验 一.实验简介:
热敏电阻是由对温度非常敏感的半导体陶瓷质工作体构成的元件。与一般常用的金属电阻相比,它有大得多的电阻温度系数值。热敏电阻作为温度传感器具有用料省、成本低、体积小等优点,可以简便灵敏地测量微小温度的变化,在很多科学研究领域都有广泛的应用。
二.实验目的:
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。 三.实验原理:
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:
Rt是在温度为t时的电阻值。 惠斯通电桥的工作原理
如图所示:
四个电阻R0,R1,R2,Rx组成一个四边形,即电桥的四个臂,其中Rx就是待测电阻。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Rx = (R1/R2)·R0,(R1/R2)和R0都已知,Rx即可求出。 电桥灵敏度的定义为:
式中ΔRx指的是在电桥平衡后Rx的微小改变量,Δn越大,说明电桥灵敏度越高。实验仪器
四.实验装置:
直流单臂电桥、检流计、待测热敏电阻和温度计、调压器。
五.实验内容:
从室温开始,每隔5°C测量一次Rt,直到85°C。撤去电炉,使水慢慢冷却,测量降温过程中,各对应温度点的Rt。求升温和降温时的各Rt的平均值,然后绘制出热敏电阻的Rt-t特性曲线。求出t=50°C点的电阻温度系数。作ln Rt ~ (1 / T)曲线,确定式(1)中常数A和B,再由(2)式求α (50°C时)。
六.实验所测数据:
?
不同T所对应的Rt 值
?
Rt均值,1 / T,及ln Rt的值
七.数据处理:
1.热敏电阻的Rt-t特性曲线 数据点连线作图
在图上找到T=50所对应的点做切线,可以求得切线的斜率: K=(500-0)/(0-85)=5.88
由
由此计算出:α=-0.031
二次拟合的曲线:
在图上找到T=50所对应的点做切线,可以求得切线的斜率:
K=(495-0)/(0-84)=5.89
由
由此计算出:α=--0.031
2.ln Rt -- (1 / T)曲线
仿真实验画出图线如下图所示
但计算机仿真实验画出的曲线图中A的值计算有误,正确的A=0.0153.将图修正后如下:
A=0.0153,B=3047.5383 由此写出
Rt= 0.0153
由此
当T=50时,
1. 如何提高电桥的灵敏度?
答:电桥的灵敏度和电源电压,检流计的灵敏度成正比,因此提高电源电压,检流计的灵敏度能提高电桥灵敏度。另外,检流计电阻,桥臂总阻值,桥臂电阻比也关系到电桥的灵敏度,因此合适的桥臂总阻值,桥臂电阻比也能提高电桥灵敏度。
2. 电桥选择不同量程时,对结果的准确度(有效数字)有何影响? 答:第1测量盘(×1000),即第1测量盘不置于“0”时,结果的有效数字位数都为四位。但选择不同量程时,电阻精确到的小数位数不同。选择量程时,要尽量使能读取四位有效数字,即第1测量盘不置于“0”。
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