实验日期： 

原始数据记录                          

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                                          指导教师签名：

总体设计方案思路

     根据负温度系数半导体热敏电阻的阻值随温度升高而降低的特性，在一定温度范围内，可以利用非平行电桥，通过测量桥路连续变化的电流值来确定连续变化的温度值。因为电流值与温度值存在一一对应关系，所以就可以将对应的电流值改为相对应的温度值，此时显示电流值的表盘便变为显示温度值的表盘，那么就实现了热敏电阻改装温度计。

                               用热敏电阻改装温度计

实验目的

1.了解热敏电阻的电阻——温度特性。

2.掌握惠斯通电桥的原理及特点，熟练使用惠斯通电桥测量电阻。

3.学会用非衡电桥把微安表改装成温度表，掌握用热敏电阻测量温度的基本原理和方法。

4.学会对改装温度表进行校正和和校正曲线，并能理解准确度等级的含义。

5.锻炼自己的实践操作能力和培养自己分析、研究、创新的能力。

6.加强自己对资料的查找，筛选整理能力。

实验仪器

1. 负温度系数半导体热敏电阻一支。

2. QJ23型携带式直流单臂电桥一台。

3. 电阻箱，滑动变阻器，量热器，烧杯，表头各一个，开关和导线若干。

4. 水银温度计一支(0～100℃,准确度1℃)。

5. 铅笔一支，白纸一张，胶布一卷，刻度尺和剪刀各一把。

仪器介绍

QJ23型携带式直流单臂电桥

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                              图1—1  QJ23型携带式直流单臂电桥面板图

             1.待测电阻R_x 接线柱     2.检流计按钮开关     3.电源按钮开关    4.检流计

             5.调零旋钮    6.外接检流计接线柱    7.外接电源接线柱   8.比例臂   9.比较臂

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                                    图1-2  QJ23型携带式直流单臂电桥电路图

     图1—1和图1-2分别为QJ23型电桥的面板和电路图。从其面板图和电路图可知，其比例臂的赔率共分七档，由转换开关选择使用，比较臂相当是于一只具有四个步进盘的电阻箱。待测臂RX设有供接入待测电阻的接线柱。检流计左侧三个接线柱是检流计的连接端，当连接片连通“外接”时，检流计被接入桥路，当连通“内接”时，检流计被短接，此时既可“锁住” 检流计，又可从“外接”

接入灵敏度更高的检流计，电源既可接在一对接线柱“B”上，也可装在箱内，外接电源电压U<=2V。 “B”和“G” 为检流计按钮开关。

    测量前，通常先将检流计连片从“内接”换到“外接”，调整检流计的指针到零点，接入RX，根据待测电阻的粗略值按附表4选择恰当的倍率，并使比较臂也有相应的读数，然后操作开关B和G，调节电桥平行。
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实验原理

1．  惠斯通电桥原理

电桥电路如图1—3所示，在电桥平衡测量时，B、D之间的电势相等，通过表头的电流I＝0，B、D之间相当于开路,则UB=UD;  I1=IT,  I2=Is，I1R1=I2R2 ，I1RT=I2RS于是得  http://s7/middle/66c2d59dg8db8c1fcdbf6&690   (1)         即RT =RS* R1/ R2             

(1)式即为惠斯通电桥的平衡条件,只要知道RS和R1/ R2的值即可求出热敏电阻RT的阻值。

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                                   图1—3   惠斯通电桥原理图

2.半导体热敏电阻的原理

      半导体热敏电阻随温度变化典型特性可分为三种类型：负温度系数热敏电阻（NTC）；正温度系数热敏电阻（PTC）和特定温度下电阻值发生突变电阻器（CTR）。具有负温度系数的热敏电阻，电阻值随温度升高而迅速下降，这是因为热敏电阻由一些金属氧化物如Fe₃O₄、MgCr₂O₄等半导体制成，在这些半导体内部，自由电子数目随温度的升高增加得很快，导电能力很快增强；虽然原子振动也会加剧并阻碍电子的运动，但这种作用对导电性能的影响远小于电子被释放而改变导电性能的作用，所以温度上升会使电阻值迅速下降。为此常在要求不高的一般应用中，作出在一定的温度范围内温度与阻值成线性关系的假定，以简化计算。

3.用热敏电阻改装温度计原理

根据负温度系数热敏阻电的阻值随温度升高而下降的特性，我们就可以测量电桥非平衡时通过桥路电流的大小来表征温度的高低。热敏电阻温度计的设计电路图如图1—4所示

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          图1-4    用热敏电阻改装温度计的实验电路图