利用热敏电阻设计温度计
利用热敏电阻设计温度计
机电与汽车工程学院
制造一班:宋利民 胡良浩 热敏电阻器是敏感元件的一类,按照温度系数不同分为正温度系数热敏电阻器(PTC)和负温度系数热敏电阻器(NTC)。热敏电阻器的典型特点是对温度敏感,不同的温度下表现出不同的电阻值。正温度系数热敏电阻器(PTC)在温度越高时电阻值越大,负温度系数热敏电阻器(NTC)在温度越高时电阻值越低,它们同属于半导体器件。本实验主要研究利用负温度系数
热敏电阻器设计温度计。
【实验目的】
1. 了解负温度系数热敏电阻器的特点。
2. 利用热敏电阻设计简易温度计。
【 实验内容】
利用热敏电阻设计温度计。
【实验仪器与用具】
标准摄氏温度计,读数式电流表,电源,电阻,负温度系数热敏电阻(NTC),酒精灯等。
【实验原理】
热敏电阻式一类特殊的半导体器件,与普通电阻不同的是热敏电阻不但具有一定的阻值,其阻值会随着温度的改变而改变。一般的,热敏电阻阻值与温度的关系可以近似的表示为:
——公式1
其中R为温度T(K)时的电阻值,为温度(K)时的电阻值,B值是热敏电阻器的材料常数,即热敏电阻器的芯片(一种半导体陶瓷)在经过高温烧结后,形成具有一定电阻率的材料。每种配方及烧结温度下只有一个温度常数,所以称之为材料常数。
如图表1
实验简图,实验利用酒精灯加热烧杯中的水,用温度计T测量实际温度,插入热敏电阻根据电流表测电路电流,由电流及电源E,电阻算出电阻值。
本实验所用的热敏电阻20时阻值,分流电阻为5 k,电源为20V,加热水至一温度t,测出电流,进而得出此时热敏电阻阻值r,实验数据表明以1/T为x轴,/为y轴建立坐标系,两者近似呈现出一定的直线性关系,设斜率为K,利用这点可以很方便的得出温度与电流的关系。即
——公式2
公式2即为T与I的关系,由此根据电流读数即可得出具体温度。
图表-实验简图 【实验步骤】
1. 固定支架,放置酒精灯与烧杯,烧杯下置一石棉网,加水。 2. 根据实验简图连接电路,注意不要破坏热敏电阻外的胶皮,防止遇
水电路短路。
3. 测量20即(20+173)K时的电路电流,计算电阻。
4. 闭合电路,开始测量并记录各温度下对应的电流读数(起始温度为20,温度间隔为5)。 【数据记录与处理】
记录下8组数据,在直角坐标系中描点连线,计算得出具体公式 T=a+b 根据上式,用热敏电阻测试根据电流表读数即可得出温度值。
误差分析,用酒精灯调节水温,根据电流表读数算出一系列温度T1,T2,T3,T4,用标准温度计测出标准温度t1,t2,t3,t4,计算误差率α
α=1/4(︱t1-T1︱+︱t2-T2︱+︱t3-T3︱+︱t4-T4︱)
所以利用热敏电阻温度计测出温度T=(1±α)。