热敏电阻特性研究
【原理】
温度是影响材料电阻率的因素。金属的电阻率随温度升高而增大，电阻温度系数为正值，在一定温度范围内存在线性关系ρ(t)=ρo(1+αt)，大多数纯金属的电阻温度系数α约为0.0004/℃。而大多数绝缘料材料和半导体则具有负的电阻温度系数，可以这样定性解释：随着温度升高，会有更多的电子从价带或杂质能带跃迁到导带，产生了更多能参与导电的载流子（电子或空穴）。载流子浓度增加使导电能力增强，电阻率迅速下降。尤其半导体材料α绝对值比金属大几百倍，有着极其灵敏的电阻温度效应。用它们（例如Fe3o4、MgCr2o4等）制成的热敏电阻是性能良好的温度传感元件，可以制作成半导体温度计、湿度计、气压计、微波功率计等等测量仪表，并广泛应用于工业自动控制。在一定的工作温度范围内，热敏电阻满足RT=R0e11B(−)TT0=Ae，式中RT和R0分别为温度TK和T0 K下的电阻，A和B都是与材料物理性质有关的B
T
常数，B称作热敏电阻常数，与电阻温度系数α的关系为
【仪器与器材】 α=1dRB=−2。 RdTT
计算机实时测量系统（温度传感器）和二个电压传感器、待测热敏电阻、加热器及升温容器、电路板与导线、100Ω采样电阻。
【实验内容】
第一部分：预备实验（熟悉仪器连接与应用软件使用）
小灯泡伏安特性曲线测定
1. 打开文件S004.SW，学习电压传感器的连接与实验设置（包括信号发生器设置）。
2. 实测小灯泡伏安特性曲线并转换成lnI−V曲线。
3. 学习图形数据处理，求出特性参数。
第二部分：基本实验（测定NTC热敏电阻的电阻温度特性）
1. 测定NTC热敏电阻的电阻—温度曲线。
2. 求出该热敏电阻的热敏电阻常数B和25℃时电阻温度系数α。
实验步骤与图形数据处理要点提示 Datastudio
1．按电路图连线。温度传感器连接到SW750接口盒模拟信号通道A，2个电压传感器分别连接到通道
B、C。
2. 启动Datastudio，选择温度传感器（RTD），设置取样频率10Hz，测量数据变量选择温度（℃）、温度（K），通道A。
3. 选择第一个电压传感器用以测量热敏电阻两端电压，取样频率10Hz，测量数据为电压，B通道；选
择第二个电压传感器用测量100Ω采样电阻两端电压以得到电流I，取样频率10Hz，测量数据电压，C通道。
4. 设置取样选项为手动取样，仅在得到命令时保留数据。
5. 设置SW750接口盒电压输出为直流，由工作电流合理取值设定直流输出电压幅值。
6. 利用“计算（器）”建立新变量：I=x∗1000/100，自变量x定义为测量数据列表中的电压，通道C，单位mA；R=x∗1000/I，定义I为列表中的I，x为电压，通道B，单位Ω，定义新变量名称为电阻R；建立11=1/x，定义x为温度（K），通道A，新变量名称；lnR=ln(x)，其中ln(TT)由“科学记法”列表中选取，自变量x定义为测量数据列表中的R，新变量名称lnR。
7. 设置图形包括温度（℃）— 时间、R−11、lnR−图；设置表格电阻R — 温度（℃）。 TT
8. 设置数字表测量水温度（℃）。逐次加入热水并搅拌混合，当数字表显示较稳定时，点击“保留”按钮，从而依次自动记录各点数据。
9. 对R−11图中光滑弯曲的一段曲线作自然指数拟合，对lnR−图中直线一段作线性拟合，求出热TT
11、lnR−曲线求B。 TT。 敏电阻常数B，标于图上，并计算电阻温度系数α（取25℃时数值）10. （选做）测量水温由较高逐渐降低过程中R−
【数据记录参考表格】
【注意事项】
1. 加热水时注意安全，防止事故发生。
2. 按电路图正确接线和操作，严禁信号发生器输出短路而损坏仪器。
3. 利用软件“导出图片”功能生成图形文件，打印后附在实验报告中。要求至少有R