非平衡电桥测量热敏电阻的温度特性

一、实验目的

1．理解平衡电桥测量电阻的原理和实验方法

2. 掌握非平衡电桥测量热敏电阻的方法，并求出具体热敏电阻的特性参数。

二、实验原理

如图所示，R₁、R₂和R₃是选定的精密桥臂电阻，R_t为热电阻。当电源的输出电压E一定时，非平衡电桥桥路的输出电压U_t为：

                     （1）

温度改变时，U_t随着热电阻R_t的改变而改变，因此，通过U_t值可以确定温度值。

    且当电桥平衡时U_t=0

    则由                                               （2）

可测定温度为t℃时的热敏电阻值R_t。

三、实验仪器

THQWD-2型智能温控仪，THQDQ-2型非平衡电桥试验仪

1. THQDQ-2型非平衡电桥试验仪

在图2中，按键开关KB用于接通电源电路；

按键开关KG，用于接通检流计电路

电源选择开关，可根据电桥类型选择相应的供电电源，非平衡电桥可选用3V、6V，单桥可选用3V、6V 、9V，双桥选择双桥

开关K是检流计内接或外接的切换开关

显示表是三位半的电压表，满量程为200mv，具体使用时成为检流计

精细调平电位器用于实验过程中电桥调平时借助此电位器使检流计显示0读数；

         

2.THQWD-2型智能温控仪

   智能温控仪实验装置集加热，测量于一体，配有智能调节仪，控制方式为PID智能模糊调节或位式控制，可结合正负温度系数热敏电阻，铜电阻等电阻型温度传感器使用。

2THQWD-2型智能温控仪面板示意图如图3所示：

智能调节仪用于控温设定和温度显示；

Pt100输入插孔用于将温度传感器测量信号引入智能调节仪；温度传感器插孔下装有加热用的铝块，铝块内装有加热丝，有智能调节仪输出信号控制加热温度。

电源开关控制是否加热，如果加热电源未打开，加热源不会加热。

   

温控器前面板部件名称：

1．测量值（PV）：显示器（橙）◆显示参数名称

                                ◆测量回路异常表示

2．设定值（SV）：显示器（绿）◆显示设定值

                                ◆显示参数内容

                                ◆控制回路异常表示

3．指示灯（AL1红）：◆第一报警指示灯，第一报警输出时点亮。

4．指示灯（AL2红）：◆第二报警指示灯，第二报警输出时点亮（无触点输出）。

5．指示灯（AT绿）：   ◆自整定指示灯，工作时闪烁

6．指示灯（OUT绿）： ◆控制输出指示灯，控制输出工作时点亮

7．设定键（SET）：    ◆SV设定：按SET键，SV显示器个位数码管闪烁，可用其余三键修改，按SET键确认并返回至正常显示SV。

8．加数键（▲）：◆在参数设定状态下，作加数键

9．减数键（▼）：◆在正常显示状态下，作当前输出值显示用

                    ◆在参数设定状态下，作减数键。

10．自动/手动键（  ）：◆在正常显示状态下，作自动/手动切换用。

                        ◆在参数设定状态下，作移位键。

四、实验内容

4.1用平衡电桥测量热敏电阻的阻值和温度的关系

1.打开智能温控仪加热，设置合适的温度，一般为60摄氏度；

2.按照要求正确连接电路；

3.设置R1，R2的阻值为100欧姆；

4.注意观察温度的变化，当温度达到60摄氏度时，关闭加热开关使之冷却；

5.等温度冷却到60摄氏度时，调整电阻R3使电压表的读数近似为0，记下该温度下的阻值；

6.按照第5步，每隔2摄氏度记录一次，直到36摄氏度左右，完成表1。

7.根据表1记录的数据做出-t曲线，并分析结果与意义

4.2 测量非平衡电桥输出电压与热敏电阻温度的关系

1.将智能调节仪冷却到室温

2.温度降到室温时，保持R1=R2=100欧姆，R3调回值不变；

设定智能调节仪到自己所需加热的最高温度，使加热源持续加热，按下KB按钮并旋转90度，加热源每上升2摄氏度，按下按钮KG，记录温度值t与之相对应的非平衡电桥输出电压，完成表2.

3.根据表2记录的数据做出U-t曲线，并分析结果与意义

五、注意事项

1.注意温度降低时电阻值是增大还是减小，这样就为我们在调零时提供了方向

2.在温度接近于要求温度时，就开始调整R3，使电压表的读数接近0，然后再微调

六、数据记录及处理

表1

表2

第二篇：非平衡电桥测量热敏电阻的温度系数

整理数据得：

公式：=     则由图（2）可得，a=0.0184，b=3906.3

公式：=     令ln=ln（）,得ln=lna+ 

令Y=ln,X=  则有Y=A+BX=lna+bX

由图（3）可以知道  b=3906.3，lna=－3.9931，即a=0.0184，与图（2）所得的数据相同，且在检验数据A、B组中，有：

①当=0.00303时，ln==lna+=－3.9931+3906.3*0.00303=7.84，与实验测量并计算得出的数据7.83相差0.01左右；

②当=0.00281时，ln==lna+=－3.9931+3906.3*0.00281=6.98，与实验测量并计算得出的数据6.97相差0.01左右；

综上所述，该次实验测量得出的数据与实际的数据相近。

注：b=3906.3

所得图象为：

由上图可以得出，随着的增大而减小，即当T增大时，减小。