专科实验报告实验名称:热敏内阻气温特点的研究（略写）实验15热敏内阻气温特点的研究【实验目的和要求】研究热敏内阻的气温特点。用画图法和回归法处理数据。【实验原理】金属导体内阻金属导体的内阻随气温的下降而降低，内阻值与气温间的关系常用以下经验公式表示：（1）式中是气温为时的阻值，为C时的阻值，为常系数。在好多情况下，可只取前三项：（2）由于常数比小好多，在不太大的气温范围内，可以略去，于是上式可近似写成：（3）式中称为该金属内阻的气温系数。半导体热敏内阻热敏内阻由半导体材料制成，是一种敏感器件。其特征是在一定的湿度范围内，它的内阻率随气温的变化而明显地变化，因此能直接将体温的变化转换为电量的变化。通常半导体热敏内阻随气温下降内阻率增长，称为负气温系数热敏内阻，其阻值率随热力学体温的关系为（4）式中与为常数，由材料的化学性质决定。也有些半导体热敏内阻，比如锰酸钡掺入微量稀土元素，采用陶瓷制造工艺焙烧而成的热敏内阻在室温下降到某特定范围（居里点）时，内阻率会大幅上升，称为正气温系数热敏内阻。其阻值率的气温特点为：（5）式中、为常数，由材料化学性质决定。对（5）式两侧取对数电阻的测量实验表格，得（6）可见与成线性关系，若从实验中测得若干个和对应的值，通过画图法可求出(由截距求出)和(即斜率)。
实验原理图图1实验原理图双臂电桥的基本原理用惠斯通电桥检测内阻时，电桥应调节到平衡状态，此时。但有时被测内阻电阻变化很快(如热敏内阻)，电桥很难调节到平衡状态，此时用非平衡电桥检测较为便捷。非平衡电桥是指工作于不平衡状态下的电桥，（如图二所示）。我们晓得，当电桥处于平衡状态时G中无电压通过。假如有一桥臂的电阻发生变化，则电桥丧失平衡，，的大小与该桥臂电阻的变化量有关。假如该内阻为热敏电阻，则其电阻的变化量又与气温改变量有关。这样，就可以用的大小来表征体温的高低，这就是借助非平衡电桥检测体温的基本原理。下边我们用大道电压法求出与热敏内阻的关系。桥路中电流计电阻，桥臂内阻、、和电源电动势均为已知量电阻的测量实验表格，电源电阻忽视不计。按照基尔霍夫第一定理，并注意附图中的电压参考方向，A、B、D三个节点的电压多项式如下：节点A：节点B：节点D：按照基尔霍夫第二定理，并注意到图中各单向标量的参考方向，3个网孔的回路电流多项式如下：回路Ⅰ：图2双臂电桥原理图回路Ⅱ：回路Ⅲ：解以上6个联立多项式可得：（7)由上式可知，当时，，电桥处于平衡状态。当时，，表示的实际方向与参考方向相同；当时，，表示的实际方向与参考方向相反。
将（7）式整理后求得热敏内阻：(8)从上式和（4）式可以看出，与以及与都是一一对应的，也就是说与有着确定的关系。假如我们用微安表检测，并将微安表刻度盘的电压分度值改为气温分度值，这样的组合就可以拿来检测体温，称为半导体体温计。用热敏内阻做体温计的探头，具有容积小，对气温变化反应灵敏和易于遥控等特性，在测温技术、自动控制技术等领域有着广泛的应用。图3图4图5图6【实验仪器】灵敏检流计、电阻箱、热敏内阻、玻璃烧瓶、小试管、温度计、EH化学实验仪、电热水壶【实验内容】1．按实验原理图的实验装置接好电路，安装仪器。2．在容器内盛入水，开启直流电源开关，先测出温度时气温T0和NTC热敏内阻的电阻R0;对水加热，使温度逐步上升,测试的气温从温度开始，每降低5℃，作一次量记为Ti和Ri，直至85℃止。3．用画图法求出体温在温度到85℃范围内的材料系数B。【实验数据】T/℃RT/Ω（升温）RT/Ω（降温）平均值RT/Ω...377...5表1实验数据【实验剖析及处理】绘制标定曲线，剖析标定特点R-t曲线做出R-t曲线如下：表2R-t曲线得指数拟合曲线y=3786.9e^（-0.0308x）,得50℃时候的斜率为-25，内阻值为785Ω，这么气温系数作出曲线：/℃-1曲线表3曲线从图中可以晓得，B=3290这么有。【问题与建议】实验偏差的主要来源是对相应气温点的内阻值的测定的不确切，其偏差可以达到几十欧姆，这主要是因为体温计的不精确和热敏内阻对气温变化的敏感性导致的，本实验的精确度并不高。