一、 名称：非平衡电桥测量热敏电阻的温度系数

二、 目的：

1、 掌握非平衡电桥的工作原理。

2、 了解金属导体的电阻随温度变化的规律。

3、 了解热敏电阻的电阻值与温度的关系。

4、 学习用非平衡电桥测定电阻温度系数的方法。

三、 仪器：

1、 热敏电阻。

2、 数字万用表。

3、 ZX-21型电阻箱。

4、 滑线变阻器。

5、 固定电阻器。

6、 水浴锅。

7、 温度计。

8、 直流稳压电源等。

四、 原理：

热敏电阻由半导体材料制成，是一种敏感元件。其特点是在一定的温度范围内，它的电阻率随温度的变化而显著地变化，因而能直接将温度的变化转换为电量的变化。一般半导体热敏电阻随温度升高电阻率下降，称为负温度系数热敏电阻（简称“NTC”元件），其电阻率随热力学温度的关系为　…（5），式中与为常数，由材料的物理性质决定。

也有些半导体热敏电阻，例如钛酸钡掺入微量稀土元素，采用陶瓷制造工艺烧结而成的热敏电阻在温度升高到某特定范围（居里点）时，电阻率会急剧上升，称为正温度系数热敏电阻（简称“PTC”元件）。其电阻率的温度特性为：…（6），式中、为常数，由材料物理性质决定。

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大学物理实验报告

 实验5-2 非平衡电桥测量热敏电阻的温度系数

一、实验目的

用非平衡电桥研究热敏电阻特性，并求出具体热敏电阻的特性参数和温度系数

二、实验器材

热敏电阻、数字万用表、ZX-21型电阻箱、滑线变阻器、固定电阻器、水浴锅、温度计、直流稳压电源等。

三、实验原理

    （1）在电桥平衡时，桥路中的电流Ig=0（如图），桥臂电阻之间存在如下关系：

R1/R2=Rx/R3

    如果被测电阻的阻值Rx发生改变而其他参数不变，将导致Ig≠0，Ig是Rx的函数.因此，可以通过Ig的大小来反映Rx的变化。这种电桥称为非平衡电桥，它在温度计、应变片、 固体压力计等的测量电路中有广泛应用.

   

    （2）热敏电阻是用半导体材料制成的非线性电阻，其特点是电阻对温度变化非常灵敏.与绝大多数金属电阻率随温度升高二缓慢增大的情况完全不同，半导体热敏电阻随温度升高，电阻率很快减少.在一定温度范围内，热敏电阻的阻值Rt可表示为：

Rt=aexp(b/T)

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物理实验报告

年级专业：    姓名：  学号：      组别：

一、实验名称：非平衡电桥测量热敏电阻的温度系数

二、实验目的：掌握用非平衡电桥测量热敏电阻的温度系数的实验方法，求出具体热敏电阻的特性参数和温度系数

三、实验器材：热敏电阻、数字万用表、ZX-21型电阻箱、滑线变阻器、固定电阻器、水浴锅、温度计、直流稳压电源。

四、实验原理：

  （1）直流电桥：直流电桥是一种精密的非电量测量仪器，有着广泛的应用。它的基本原理是利用已知阻

值的电阻，通过比例运算，求出一个或几个未知电阻的阻值。直流电桥可分为平衡电桥和非 平衡电桥。平衡电桥需要通过调节电桥平衡求得待测电阻阻值。

平衡电桥可用来测定未知电阻，由于需要调节平衡，因此平衡电桥只能用于测量具有相 对稳定状态的物理量，比如固定电阻的阻值。而对变化电阻的测量有一定的困难。如果采用 直流非平衡电桥，则能对变化的电阻进行动态测量，直流非平衡电桥输出的非平衡电压能反 映电阻的变化。

  在电桥平衡时，桥路中的电流，桥臂电阻之间存在如下关系：

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专业班次                         姓名                       日期                

一、实验名称

非平衡电桥测量热敏电阻的温度系数

二、实验目的

用非平衡电桥研究热敏电阻特性，并求出具体热敏电阻的特性参数和温度系数

三、实验器材

热敏电阻、数字万用表、ZX-21型电阻箱、滑线变阻器、固定电阻器、水浴锅、温度计、直流稳压电源等。

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华南农业大学实验报告

专业班次：11农学1班 组别：201130010110

题目 非平衡电桥测量热敏电阻的温度系数 姓名 梁志雄 日期

【实验目的】

设计并用非平衡电桥研究热敏电阻特性的实验方法，并求出具体热敏电阻的特性参数和温度系数

【实验仪器】

热敏电阻

【实验原理】

1、在电桥平衡时，桥路中的电流Ig=0，桥臂电阻之间存在如下关系：

R1/R2=Rx/R3

如果被测电阻的阻值Rx发生改变而其他的参数不变，将导致Ig≠0 ，Ig是Rx的函数，故可以通过Ig的大小来反应Rx的变化，这种电桥称为非平衡电桥，它在温度计，应变片、固体压力计等的测量电路中有广泛的应有。

2、热敏电阻是用半导体材料制成的非线性电阻，其特点是电阻对温度变化非常灵敏，与绝大多数金属的电阻率随温度升高而缓慢增大的情况完全不同，半导体热敏电阻随温度升高，电阻率很快减少，在一定的温度下，热敏电阻的阻值Rt可以表示为： Rt=aexp（b/T）

式中T为热力学温度，a、b为常量，其值与材料有关

热敏电阻的电阻温度系数a定义为a=dRt/RtdT=-b/T2

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数据整理

计算得到ln a=-2.98891；b=3635.362；

拟合程度如图

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整理数据得：

公式：=     则由图（2）可得，a=0.0184，b=3906.3

公式：=     令ln=ln（）,得ln=lna+ 

令Y=ln,X=  则有Y=A+BX=lna+bX

由图（3）可以知道  b=3906.3，lna=－3.9931，即a=0.0184，与图（2）所得的数据相同，且在检验数据A、B组中，有：

①当=0.00303时，ln==lna+=－3.9931+3906.3*0.00303=7.84，与实验测量并计算得出的数据7.83相差0.01左右；

②当=0.00281时，ln==lna+=－3.9931+3906.3*0.00281=6.98，与实验测量并计算得出的数据6.97相差0.01左右；

综上所述，该次实验测量得出的数据与实际的数据相近。

注：b=3906.3

所得图象为：

由上图可以得出，随着的增大而减小，即当T增大时，减小。

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    实验目的

    1、巩固平衡电桥测量电阻的方法。

    2、学会利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。

    实验原理

热敏电阻R_t是一种阻值随温度的改变发生显著变化的敏感元件。在工作温度范围内，阻值随温度升高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，式中为T→∞时的电阻率，设，改写上式可得到热敏电阻的电阻温度关系：

，                            (5-19-1)

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