热敏电阻是开发早、种类多、发展较成熟的敏感元器件。热敏电阻器的典型特点是对温度敏感，不同的温度下表现出不同的电阻值。按照温度系数不同分为正温度系数热敏电阻器（PTC）和负温度系数热敏电阻器（NTC）以及临界温度热敏电阻（CTR）。正温度系数热敏电阻器在温度越高时电阻值越大，常见的正温度系数电阻有BaTiO3或SrTiO3或PbTiO3为主要成分的烧结体；负温度系数热敏电阻器在温度越高时电阻值越低，该电阻材料是利用锰、铜、硅、钴、铁、镍、锌等两种或两种以上的金属氧化物进行充分混合、成型、烧结等工艺而成的半导体陶瓷。 热敏电阻的主要特点是：①灵敏度较高，其电阻温度系数要比金属大10～100倍以上，能检测出10-6℃的温度变化；②工作温度范围宽，常温器件适用于-55℃～315℃，高温器件适用温度高于315℃（目前最高可达到2000℃），低温器件适用于-273℃～55℃；③体积小，能够测量其他温度计无法测量的空隙、腔体及生物体内血管的温度；④使用方便，电阻值可在0.1～100kΩ间任意选择；
⑤易加工成复杂的形状，可大批量生产；⑥稳定性好、过载能力强。因此，它在测温技术、无线电技术、自动化和遥控等方面都有广泛的应用。
一、实验目的
1．了解热敏电阻的电阻---温度特性和测温原理
2．掌握惠斯通电桥的原理和使用方法
二、实验原理
1．半导体热敏电阻的电阻-温度特性
半导体热敏电阻的基本特性是它的温度特性，而这种特性又是与半导体材料的导电机制密切相关的。由于半导体中的载流子数目随温度升高而按指数规律迅速增加。温度越高，载流子的数目越多，导电能力越强，电阻率也就越小。因此
热敏电阻随着温度的升高，它的电阻将按指数规律迅速减小。
实验表明，在一定温度范围内，半导体材料的电阻R T 和绝对温度T 的关系可表示为供应链金融管理
b T ae R = （1） 其中常数a 不仅与半导体材料的性质而且与它的尺寸均有关系，而常数b 仅与材料的性质有关，T 取绝对温度。
定义电阻温度系数为：
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dT
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dR R T T 1=α （2） 按照温度系数不同分为和负温度系数，正温度系数热敏电阻在温度越高时电阻值越大，负温度系数热敏电阻在温度越高时电阻值越低。
（1）式中常数a 、b 可通过实验方法测得。常利用多个T 和R T 的组合测量值，通过作图的方法（或用回归法最好）来确定常数a 、b ，为此取（1）式两边的对数。变换成直线方程：
T b
a R T +=ln ln （3）
或写作 BX A Y += 式中T X b B a A R Y T 1,,ln ,ln ====，然后取X 、Y 分别为横、纵坐标，对不同的温度T 测得对应的R T 值，经过变换后作X ～Y 曲线，它应当是一条截距为A 、斜率为B 的直线。根据斜率求出b ，又由截距可求出a ＝e A 。
确定了半导体材料的常数a 和b 后，便可计算出这种材料的电阻温度系数
%10012⨯-==
T b dT dR R T T α （4） 显然，半导体热敏电阻的温度系数是负的，并与温度有关。
2．用惠斯顿电桥测量半导体热敏电阻
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惠斯顿电桥的原理图如图1所示， 四个电阻R 0，R 1，R 2，R x 组成一个四边形，即电桥的四个臂，其中R x 就是待测电阻。在四边形的一对对角A 和C 之间
连接电源，而在另一对对角B 和D 之间接入检流计G 。当B 和D 两点电位相等时，G 中无电流通过，电桥便达到了平衡。平衡时必有
021R R R R X = （5） R 1、R 2和R 0都已知，R x 即可求出。
图1.实验原理图
65mn冷轧钢带电桥属于非常灵敏的原件，电桥灵敏度的定义为：
0/R R n S ∆∆= （6） 其中，R 0 是电桥平衡时比较臂的电阻， ΔR 0 是在电桥平衡后R 0的微小改变量，Δ n 越大，说明电桥灵敏度越高。
三、实验仪器
箱式惠斯通电桥，控温仪，热敏电阻，直流电稳压电源
四、实验内容
1．求电桥灵敏度：
本实验中为测量电桥灵敏度，可以先调电桥至平衡得R 0，改变R 0至R 0+ΔR 0，使检流计偏转10格，求出电桥的灵敏度；再将R 0改变为R 0-ΔR 0，使检流计向反方向偏转10格，求出电桥的灵敏度， 取两次的平均值。
2．测量热敏电阻的温度特性
接好电路，安置好仪器。
在容器内盛入水，开启加热装置对水加热，使水温逐渐上升，温度由自动温控仪控制。热敏电阻的两条引出线连接到惠斯通电桥的待测电阻R X 二接线柱上。
测试的温度从室温开始，每增加5℃，作一次测量，直到70℃止。停止加热，使水慢慢冷却，测量降温过程中，测量各对应温度点的R t 。将升温和降温过程中，
对应同一温度T 对应的R t 取平均值，绘制热敏电阻R T -T 特性曲线。由电阻的温
度系数定义式，在T=50℃的点作切线，求出该点切线的斜率、T ＝50℃点的电阻温度系数。
作ln R T -(1/ T)曲线，确定式(1)中常数a 和b ，再由（4）式求T =50°C
时的电阻温度系数α（2T
差速防坠器b -=α），并将两次求得的α进行对比。 五、思考题
1. 如何提高电桥的灵敏度？
2. 电桥选择不同量程时，对结果的准确度(有效数字)有何影响？
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