2013-9-11 11:05:09 上传
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电阻与热敏电阻温度系数之比较实验
一、目的
利用惠斯顿电桥测量金属导线与热敏电阻之电阻随温度变化的曲线，并推算出待测金属与热敏电阻的电阻温度系数。
二、理论
一般而言，在有限温度范围内，金属导体的电阻与温度有下列之线性关系：
R2 =R1?1+α1(T2-T1)?
其中 R1表导体在温度为T1℃时之电阻。
R2表导体在温度为T2℃时之电阻。
α1为温度T1℃时，导体的电阻温度系数。
大部分金属导体具有正电阻温度系数，但某些材料如铁、镍、铀等之氧化物具有很大的负电阻温度系数，可用来作为温敏组件，故被称为热敏电阻。
惠斯顿电桥的线路图可参阅前面之惠斯顿电桥实验，若RX表待测电阻，R1，R2，及R3表已知调变电阻。当调节变电阻至C，D两点之电位相位相等时，即无电流通过电流计G，此时电桥达到平衡。在此平衡时，电阻RX及R2有电流I1流过，而电阻R1及R3有电流I2流过,见22页图一。
三、方法
利用一间接加热锅加热待测电阻，使其温度均匀增加，同时利用惠斯顿电桥测其电阻。
四、仪器与装置：
1. 箱形惠斯顿电桥。
2. 间接加热装置。
(1)不锈刚加热锅。
(2)圆形铜制内锅。
(3)玻璃烧杯一只。
3. 待测电阻组
铜线及热敏电阻，均固定于电木架或盖上。
4. 温度计。
5. 三用电表。
6. 连接线
7. 放大镜。
五、步骤：
1. 先阅读惠斯顿电桥及数字温度计之操作说明。
2. 按图一所示，装置电路及仪表，测量铜线样品之电阻。
3. 因铜线电阻大约为2Ω，故电桥比例钮应选择在0.001(MULTIPLY=1，DIVIDE=1000)。
4. 在室温下调整电桥达平衡位置，并纪录下温度及电阻值。
5. 加热锅接上电源加热(注意水量约半满)，电桥电阻R1 ( 100Ω旋钮上升一格，即使电桥读职增加0.01 100Ω=0.1Ω)，保持电桥电源开关S1于〝Final〞状态，此时电桥因不在平衡点上，检流计指针向〝─〞端偏转，待温度渐升使待测电阻值上升，电桥将逐渐接近平衡点，此时检流计指针逐渐归零，断续的将S1作〝ON〞及〝OFF〞的动作，直到指针不动时，纪录温度读值(用放大镜观看指针之动作)。
6. 再将R1上升100Ω，重复上一步骤，直到温度超过80℃为止。
7. 铜线做完后，拔出加热电源，更换外锅水，冷却铜内锅(冲水)，将温度探针安装在热敏电阻电木架上，在室温下，调整电桥测其电阻。
8. 先用三用电表OHM档量热敏电阻之电阻值。若电阻值约1K~10KΩ则比例钮选择1(MULTIPLY=1，DIVIDE=1)，若电阻值约100Ω，则比例钮选择0.1(MULTIPLY=1，DIVIDE=10)。
9. 加热锅接上电源加热，将热敏电阻电木架置于内锅上，电桥电阻R1下降30Ω( 10下降3格)，若电阻值约100Ω则下降10Ω，保持S1接通，待检流器指针归零，即纪录温度。
反复行之，每次使R1下降30Ω(或10Ω)，直到温度到达70℃。
电阻与热敏电阻温度系数之比较实验
系班： 组别： 学号：
姓名： 日期：
温度： 压力：
一、纪录
1.铜线电阻
温度(℃) | ||||||||||
电阻(Ω) |
2.热敏电阻
温度(℃) | ||||||||||
电阻(Ω) | ||||||||||
温度(℃) | ||||||||||
电阻(Ω) | ||||||||||
温度(℃) | ||||||||||
电阻(Ω) |
二、计算与结果
1. 分别将测量结果于方格纸上作图，横轴为温度，纵轴为电阻。
2. 计算铜线电阻在25℃时之温度系数，并计算其误差。
3. 计算热敏电阻在30℃、55℃及75℃时之电阻温度系数。
三、讨论
四、问题
1.热敏电阻的电阻值随温度变化的关系与铜线电阻有何不同？为什么？
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