1、大學(xué)化學(xué)實驗報告大一化學(xué)實驗報告大全學(xué)院化學(xué)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(dǎo)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(shù)、遙控技術(shù)及測溫技術(shù)等方面有著廣泛的應(yīng)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(guān)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(dǎo)體材料的濁度率與氣溫有很強(qiáng)的依賴關(guān)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(fù)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(dǎo)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(dǎo)體等材料制成。國產(chǎn)的主要是指型半導(dǎo)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?zé)o關(guān)，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(guān)系，隨著氣溫的下降，遷移率降低，內(nèi)阻率增長。大多應(yīng)用于測溫溫控技術(shù)，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(yīng)用廣泛，除測溫、控溫，在電子線路中作濕度補(bǔ)償外，還制成各種加熱器，如電吹風(fēng)等。2、實驗裝置及原理【實驗裝置】fqj型教學(xué)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(dǎo)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(dǎo)體理論，通常半導(dǎo)體材料的內(nèi)阻率和絕對濕度之間的關(guān)系為（11）式中a與b對于同一種半導(dǎo)體材料為常量，其數(shù)值與材料的化學(xué)性質(zhì)有關(guān)。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(guān)系，在實驗中只要測得各個氣溫以及對應(yīng)的內(nèi)阻的值，以為橫座標(biāo)，為縱座標(biāo)畫圖，這么得到的圖線應(yīng)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(fù)載內(nèi)阻，只要測出，就可以得到值。化學(xué)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(dāng)負(fù)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(jié)，僅有電流輸出，用表示，當(dāng)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(yù)調(diào)平衡，這樣可使輸出電流只與某一臂的阻值變化有關(guān)。假定r1、r2、r3固定，r4為待測阻值，r4=rx，這么當(dāng)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(yù)調(diào)平衡后的阻值值，測得電流輸出后，通過式（16）運(yùn)算可得r，進(jìn)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(xué)mf51型半導(dǎo)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(shè)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(yù)調(diào)平衡，將功能轉(zhuǎn)換開關(guān)旋至電流位置，按下g、b開關(guān)，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(dǎo)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(xué)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(yùn)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(jié)，即mf51型半導(dǎo)體熱敏內(nèi)阻（2.7k）的內(nèi)阻氣溫特點的物理表達(dá)式為。4、實驗結(jié)果偏差通過實驗所得的mf51型半導(dǎo)體熱敏阻值的內(nèi)阻氣溫特點的物理表達(dá)式為。按照所得表達(dá)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(jié)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(jié)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(yīng)而造成的。5、內(nèi)熱效應(yīng)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(yīng)。在確切檢測熱敏內(nèi)阻的氣溫特點時，必須考慮肺熱效應(yīng)的影響。本實驗不作進(jìn)一步的研究和闡述。6、實驗
10、小結(jié)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(guān)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(yīng)用與各類生產(chǎn)作業(yè)，開發(fā)潛力十分大。參考文獻(xiàn)：1竺江峰，蘆立娟，魯曉東。學(xué)院化學(xué)實驗m2楊述武，楊介信，陳國英。普通化學(xué)實驗（二、電磁學(xué)局部）m上海：高等教育出版社3學(xué)院化學(xué)實驗編撰組。學(xué)院化學(xué)實驗m上海：上海學(xué)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(xué)j模板,內(nèi)容僅供參考