1、大學化學實驗報告大一化學實驗報告大全學院化學實驗報告摘要：熱敏內(nèi)阻是電阻對氣溫變化特別敏感的一種半導體內(nèi)阻，具有許多奇特的優(yōu)點和用途，在手動控制、無線電子技術、遙控技術及測溫技術等方面有著廣泛的應用。本實驗通過用電橋法來研究熱敏阻值的內(nèi)阻氣溫特點，加深對熱敏內(nèi)阻的內(nèi)阻氣溫特點的了解。關鍵詞：熱敏內(nèi)阻、非平衡直流電橋、電阻氣溫特點1、引言熱敏內(nèi)阻是按照半導體材料的濁度率與氣溫有很強的依賴關系而制成的一種元件，其阻值氣溫系數(shù)通常為（-0.003+0.6）-1。為此，熱敏內(nèi)阻通常可以分為:、負內(nèi)阻氣溫系數(shù)（簡稱ntc）的熱敏內(nèi)阻器件常由一些過渡金屬氧化物（主要用銅、鎳、鈷、鎘等氧化物
2、）在一定的焙燒條件下產(chǎn)生的半導體金屬氧化物作為根本材料制成的，近些年還有單晶硅半導體等材料制成。國產(chǎn)的主要是指型半導體熱敏內(nèi)阻。因為組成這類熱敏內(nèi)阻的上述過渡金屬氧化物在溫度范圍內(nèi)根本已全部電離，即自旋含量根本上與氣溫無關，因而這類熱敏阻值的內(nèi)阻率隨氣溫變化主要考慮遷移率與氣溫的關系，隨著氣溫的下降，遷移率降低，內(nèi)阻率增長。大多應用于測溫溫控技術，還可以制成流量計、功率計等。、正阻值氣溫系數(shù)（簡稱ptc）的熱敏內(nèi)阻器件常用錳酸鋇材料添加微量的鈦、鋇等或稀土元素采用陶瓷工藝，低溫烤制而成。這類熱敏內(nèi)阻的內(nèi)阻率隨氣溫變化主要依賴于自旋含量，而遷移率隨氣溫的變化相對可以忽視。載流
3、子數(shù)量隨氣溫的下降呈指數(shù)降低，自旋數(shù)量越多，內(nèi)阻率越小。應用廣泛，除測溫、控溫，在電子線路中作濕度補償外，還制成各種加熱器，如電吹風等。2、實驗裝置及原理【實驗裝置】fqj型教學用非平衡直流電橋，fqj非平衡電橋加熱實驗裝置（加熱爐外置mf51型半導體熱敏內(nèi)阻（2.7k）以及溫控用的氣溫傳感），連接線假定干。【實驗原理】根據(jù)半導體理論，通常半導體材料的內(nèi)阻率和絕對濕度之間的關系為（11）式中a與b對于同一種半導體材料為常量，其數(shù)值與材料的化學性質(zhì)有關。因此熱敏內(nèi)阻的內(nèi)阻值可以按照內(nèi)阻定理寫為（12）式中為兩電極寬度離，為熱敏內(nèi)阻的橫截面，。對某一特定內(nèi)阻而言
4、，與b均為常數(shù)，用實驗方式可以測定。為了易于數(shù)據(jù)處理，將上式兩側(cè)取對數(shù)，這么有（13）上式說明與呈線性關系，在實驗中只要測得各個氣溫以及對應的內(nèi)阻的值，以為橫座標，為縱座標畫圖，這么得到的圖線應為直線，可用圖解法、計算法或最小二加法求出參數(shù)a、b的值。熱敏內(nèi)阻的內(nèi)阻氣溫系數(shù)下式給出（14）從上述方式求得的b值和溫度代入式（14），就可以算出溫度時的內(nèi)阻氣溫系數(shù)。熱敏內(nèi)阻在不同水溫時的內(nèi)阻值，可由非平衡直流電橋測得。非平衡直流電橋原理圖如下圖所示，b、d之間為一負載內(nèi)阻，只要測出，就可以得到值。化學實驗報告物理實驗報告生物實驗報告實驗報告格式實驗
5、報告模板當負載阻值，即電橋輸出處于開路狀態(tài)時，=0二級物理實驗小結，僅有電流輸出，用表示，當時，電橋輸出=0，即電橋處于平衡狀態(tài)。為了檢測的確切性，在檢測之前，電橋必須預調(diào)平衡，這樣可使輸出電流只與某一臂的阻值變化有關。假定r1、r2、r3固定，r4為待測阻值，r4=rx，這么當r4r4+r時，因電橋不平衡而形成的電流輸出為：（15）在檢測mf51型熱敏內(nèi)阻時，非平衡直流電橋所采用的是臥式電橋，，且，這么（16）式中r和均為預調(diào)平衡后的阻值值，測得電流輸出后，通過式（16）運算可得r，進而求的=r4+r。3、熱敏阻值的阻值氣溫特點研究依據(jù)表中學mf51型半導體熱敏內(nèi)阻
6、（2.7k）之內(nèi)阻氣溫特點研究橋式電路，并設計各臂內(nèi)阻r和的值，以確保電流輸出不會溢出（本實驗=1000.0，=4323.0）。按照橋式，預調(diào)平衡，將功能轉(zhuǎn)換開關旋至電流位置，按下g、b開關，掀開實驗加熱裝置升溫，每隔2測1個值，并將檢測數(shù)據(jù)列表（表二）。表一mf51型半導體熱敏內(nèi)阻（2.7k）之內(nèi)阻氣溫特點氣溫253035404550556065內(nèi)阻2700222518701573134111601000868748表二非平衡電橋電流輸出方式（臥式）檢測mf51型熱敏內(nèi)阻的數(shù)據(jù)i12345678910氣溫t10
7、.412.414.416.418.420.422.424.426.428.4熱力學tk283.4285.4287.4289.4291.4293.4295.4297.4299.4301.40.0-12.5-27.0-42.5-58.4-74.8-91.6-107.8-126.4-144.40.0-259.2-529.9-789-1027.2-124.8-1451.9-1630.1-1815.4-1977.94323.04063.83793.13534.03295.83074.92871.12692.
8、92507.62345.1依據(jù)表二所得的數(shù)據(jù)做出圖，如下圖所示。運用最小二加法估算所得的線性多項式為二級物理實驗小結，即mf51型半導體熱敏內(nèi)阻（2.7k）的內(nèi)阻氣溫特點的物理表達式為。4、實驗結果偏差通過實驗所得的mf51型半導體熱敏阻值的內(nèi)阻氣溫特點的物理表達式為。按照所得表達式估算出熱敏內(nèi)阻的內(nèi)阻氣溫特點的檢測值，與表一所給出的參考值有較好的一致性，如下表所示：表三實驗結果比擬氣溫253035404550556065參考值rt2700222518701573134111601000868748檢測值rt2720223819001587
9、140812321074939823相對偏差%0.740.581.600.894.996.207.408.1810.00從上述結果來看，根本在實驗偏差范圍之內(nèi)。但我們可以清楚的發(fā)覺，隨著氣溫的下降，內(nèi)阻值變小，而且相對偏差卻在變大，這主要是由肺熱效應而造成的。5、內(nèi)熱效應的影響在實驗過程中，因為借助非平衡電橋檢測熱敏內(nèi)阻時總有一定的工作電壓通過，熱敏內(nèi)阻的內(nèi)阻值大，容積小，潛熱量小，因而焦耳熱將迅速使熱敏內(nèi)阻形成穩(wěn)定的低于外界氣溫的附加肺熱溫升，這就是肺熱效應。在確切檢測熱敏內(nèi)阻的氣溫特點時，必須考慮肺熱效應的影響。本實驗不作進一步的研究和闡述。6、實驗
10、小結通過實驗，我們很顯著的可以發(fā)覺熱敏內(nèi)阻的電阻對氣溫的變化是十分敏感的，但是隨著氣溫上升，其阻值值呈指數(shù)關系升高。因此可以借助內(nèi)阻氣溫特點制成各種傳感，可使微小的氣溫變化轉(zhuǎn)變?yōu)樽柚档淖兓a(chǎn)生大的訊號輸出，非常易于高精度檢測。又因為器件的容積小，形狀和封裝材料選擇性廣，非常易于低溫、高濕、振動及熱沖擊等環(huán)境下作溫溫度傳感，可應用與各類生產(chǎn)作業(yè)，開發(fā)潛力十分大。參考文獻：1竺江峰，蘆立娟，魯曉東。學院化學實驗m2楊述武，楊介信，陳國英。普通化學實驗（二、電磁學局部）m上海：高等教育出版社3學院化學實驗編撰組。學院化學實驗m上海：上海學院出版社4陸申龍，曹正東。熱敏阻值的內(nèi)阻氣溫特點實驗教與學j模板,內(nèi)容僅供參考