大学物理实验报告篇6

【实验装置】

FQJ-Ⅱ型教学用非平衡直流电桥，FQJ非平衡电桥加热实验装置(加热炉内置MF51型半导体热敏电阻(2.7kΩ)以及控温用的温度传感器)，连接线若干。

【实验原理】

根据半导体理论，一般半导体材料的电阻率和绝对温度之间的关系为

(1-1)

式中a与b对于同一种半导体材料为常量，其数值与材料的物理性质有关。因而热敏电阻的电阻值可以根据电阻定律写为

(1-2)

式中为两电极间距离，为热敏电阻的横截面，。

对某一特定电阻而言，与b均为常数，用实验方法可以测定。为了便于数据处理，将上式两边取对数，则有

(1-3)

上式表明与呈线性关系，在实验中只要测得各个温度以及对应的电阻的值。

以为横坐标，为纵坐标作图，则得到的图线应为直线，可用图解法、计算法或最小二乘法求出参数a、b的值。

热敏电阻的电阻温度系数下式给出

(1-4)

从上述方法求得的b值和室温代入式(1-4)，就可以算出室温时的电阻温度系数。

热敏电阻在不同温度时的电阻值，可由非平衡直流电桥测得。非平衡直流电桥原理图如右图所示，B、D之间为一负载电阻，只要测出，就可以得到值。

当负载电阻→，即电桥输出处于开

路状态时，=0，仅有电压输出，用表示，当时，电桥输出=0，即电桥处于平衡状态。为了测量的准确性，在测量之前，电桥必须预调平衡，这样可使输出电压只与某一臂的电阻变化有关。

若R1、R2、R3固定，R4为待测电阻，R4=RX，则当R4→R4+△R时，因电桥不平衡而产生的电压输出为:

(1-5)

在测量MF51型热敏电阻时，非平衡直流电桥所采用的是立式电桥，，且，则

(1-6)

式中R和均为预调平衡后的电阻值，测得电压输出后，通过式(1-6)运算可得△R，从而求的=R4+△R。