用热敏电阻改装温度计(3)

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调节电阻箱R2、R3,使R2=R3,R1的值等于测温范围内最低温度( 40℃)时热敏电阻的阻值。电阻箱R4是校正满偏电流用的。取R4值等于测温范围内最高温度(80℃)时热敏电阻的阻值。测量时首先把S2接在R4端,改变滑动变阻器W的阻值,使微安表指示满刻度,然后再把S2接在RT端,如果被测温度为40℃时,则RT=R1,电桥平衡,微安表指示为零。温度越高,RT值越小,电桥越不平衡,通过微安表的电流也就越大。所以,反过来我们也可以用通过微安表的电流大小来表示被测物体温度的高低。
功率对热敏电阻的影响:给热敏电阻通电,它就消耗功率而发热,所以,每种负温度系数热敏电阻都有一个可以忽略自身升温的最大额定功率,为了消除内热效应影响,一般半导体热敏电阻允许通过最大电流Im<0.4。本实验所用的是负温度系数半导体热敏电阻,其阻值范围在0.1
实验步骤
1.热敏电阻的电阻——温度特性的测定
(1)把上述热敏电阻接到如图1-6所示的电桥臂中,即热敏电阻Rx,选择倍率为1,而R3相当于电桥比较臂的电阻箱。
(2)电源选择U=3V,用导线通过开关连接到电桥面板的外接电源接线柱B上,注意“+”、“—”极性,滑动变阻器滑片调到最左端。
(3)往量热器水杯里加入适量的清水,把热敏电阻和温度计浸入到水中的同一深度,不要接触到电热丝。
(4)闭合量热器开关,一般将电流调到2A左右(视当时温度计升温快慢情况而定,升温快慢要适当),加热清水,待水银温度计的温度接近要测量的温度值时(如40℃时,应在38℃或39℃时)闭合开关K,适当向右调节滑动变阻器滑片,操作B、G开关,调节电阻箱R3,同时轻轻晃动几下量热器使水受热均匀。
(5)接通电路时,应先合B,后合G;断开电路时,应先断G,后断B;开关B应短时间接通,若检流计指针偏向“+”,则R3需加大,反之要减小。
(6)操作开关B和G,反复调节R3,观察检流计指针的偏向,同时观察温度计读数。在40℃时,若指针指向零时,则Rx=R3,并将此时R3的读数记在表1。
(7)按步骤(4)、(5)、(6)的操作,测出升温(从40℃至80℃,每隔5℃测量一次)和降温过程中热敏电阻的阻值,并取升温过程和降温过程中在该温度下的电阻的平均值作为热敏电阻在该温度时的阻值,测完后关闭量热器电源。
2. 用热敏电阻改装温度计
(1)按图1—4安装电路,选择3V的外接直流电源,把滑动变阻器W的滑片置于最左端,以使分压电压最小。
(2)把连接片连通“内接”,从“外接”处接入所需表头。
(3)选择倍率为1,调节电阻箱R3,使其阻值等于热敏电阻在40℃时的阻值;调节电阻箱R4使其阻值等于热敏电阻在80℃时的阻值。
(4)把S2接在R4端,闭合开关S1,向右缓慢移动滑动变阻器的滑片,并使指针刚好指在满刻度线处,断开开关S1。(注意:此后不再改变滑动变阻器滑片的位置)。
(5)定标时,把S2接在R4端,闭合开关S1,每升高5℃时,调节R4使其阻值等于表1所测出的热敏电阻在相应温度下的平均阻值,以减小热敏电阻因温度不稳定而造成的误差。
(6)用刻度尺确定表头指针的位置并用铅笔画出相应刻度;定标后,一大格表示5℃,一小格表示1℃。
(7)加热清水,用所改装的温度计测出不同温度的热水的温度(从40℃至80℃,每隔4℃测量一次),同时用水银温度计测出此时的热水温度(作为标准值);将热水温度上升和下降过程各测一次,取温度平均值,绘制出校正曲线。
注意事项
(1)小心热水,以免烫伤人体。
(2)倍率必须选择恰当,以保证R3能读得四位有效数字。
(3)通电时,先合B,后合G;断电时,先合G,后合B;以防过大电流通过检流计,烧坏表头。
(4)接入表头时,应注意表头的“+”、“-”极性,以免接反了。
(5)待热水温度接近要测量的温度值时,应轻轻晃动量热器,使其里面的水受热均匀;同时应注意温度计水银头和热敏电阻不要接触到电热丝。
(6)读温度计示数时,眼睛视线要跟水银柱液面平行,不要俯视或仰视温度计来读数。
(7)做完实验,应及时关闭电源,停止加热,并收拾好仪器。
数据处理
http://s14/middle/66c2d59dg8dc7ad645f1d&690
http://s10/middle/66c2d59dg8dc7afc5b0e9&690
http://s11/middle/66c2d59dg8dc7bc0d9dba&690
http://s15/middle/66c2d59dg8dc7bd1539be&690
(4)由图1—9的校正曲线图像可知△T的最大绝对值误差值为:△Xm=0.4℃
而改装后的温度计量程为Xm=40℃。
由准确度等级公式:http://s3/middle/66c2d59dg8dc7ce939362&690