PTC陶瓷熱敏電阻器的阻溫特性測(cè)試

1、實(shí)驗(yàn) PTC電阻阻-溫特性測(cè)量 1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?掌握測(cè)量PTC熱敏電阻器的阻溫特性的原理及過(guò)程； 根據(jù)所測(cè)試出的曲線，對(duì)其特性和性能做出初步分析。2 實(shí)驗(yàn)原理正電阻溫度系數(shù)PTC熱敏半導(dǎo)體陶瓷材料的電阻率是隨溫度T的升高而增大的。由半導(dǎo)體物理可知，一般半導(dǎo)體材料的阻-溫特性可以近似地用下式表達(dá)：其中，A、B為常數(shù)?？梢酝ㄟ^(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)定材料的A、B值。其過(guò)程如下：在溫度T=T1時(shí)測(cè)得元件的電阻為R1，在T=T2時(shí)測(cè)得元件的電阻為R2，則將（4）代入（2）得這里，L為元件長(zhǎng)度，S為元件截面積。在測(cè)量熱敏材料的溫度特性時(shí)，要求在零功率下進(jìn)行。所謂元件的零功率，就是指測(cè)量時(shí)在元件上所加的電壓不致使元件本身發(fā)

2、熱而引起阻值變化的最大功率。一般熱敏電阻的零功率約為幾伏的范圍。本實(shí)驗(yàn)介紹兩種測(cè)試方法，即電橋法和分壓法： 電阻式電橋法：電橋電路是測(cè)量電阻的一種常見(jiàn)電路。直流惠斯登電橋是電橋電路中最簡(jiǎn)單的一種，也是其他種類電橋的基本類型。其原理電路如圖1所示。圖中Rt、R2、R3、R4四個(gè)電阻連接成封閉環(huán)形，其連接點(diǎn)a、b、c、d稱作電橋的頂點(diǎn)，電阻Rt、R2、R3、R4的支路稱作橋臂。在電橋的對(duì)角線cd上連接檢流計(jì)G，在另一對(duì)角線ab上連接直流電源E。因此ab又可稱為電源對(duì)角線，cd又可稱為測(cè)量對(duì)角線。Rt為被測(cè)樣品電阻，R2、R3、R4為標(biāo)準(zhǔn)電阻，K1為電源支路開(kāi)關(guān)，K2為檢流計(jì)支路開(kāi)關(guān)。當(dāng)K1、K2均

3、閉合時(shí)，改變標(biāo)準(zhǔn)電阻R2、R3、R4的大小，使得檢流計(jì)支路的電流I0=0，這時(shí)，讀取標(biāo)準(zhǔn)電阻R2、R3、R4的值，利用公式就可得到未知電阻的值。在測(cè)量時(shí)，樣品Rt應(yīng)置于溫度可以控制的恒溫器內(nèi)。當(dāng)Rt隨著溫度的變化而變化時(shí)，調(diào)節(jié)R2或者改變R3、R4的比例就可以測(cè)出不同溫度下的Rt。但是由于NTC熱敏電阻的阻值隨溫度的變化很大，約為幾個(gè)數(shù)量級(jí)以上，一般的電橋不易滿足測(cè)量的要求。所以我們?cè)俳榻B下面的分壓法。 分壓法：分壓法測(cè)量電阻的電路可以分為以下兩種：在圖2所示電路中E為一直流穩(wěn)壓電源，取1.5V左右。Rt為被測(cè)樣品，RN為標(biāo)準(zhǔn)可調(diào)電阻，K為開(kāi)關(guān)；V1、V2為直流電壓表，一般采用數(shù)字式直流電壓表

4、。當(dāng)K與Rt接通時(shí)，調(diào)節(jié)R0使V1讀數(shù)為某一值，然后將K與RN接通，此時(shí)R0不變，調(diào)節(jié)RN使V1的讀數(shù)不變，這時(shí)有RN=Rt。這種測(cè)量充分保證了元件的零功率，但是要求RN的變化范圍很大，而圖3所示的電路既能夠保證元件的零功率，又可克服上述困難。在圖3中，Rt為被測(cè)樣品，RN為標(biāo)準(zhǔn)可調(diào)電阻，E為直流穩(wěn)壓電源，V1和V2為數(shù)字式直流電壓表，Rt可由下式給出原則上，測(cè)量時(shí)調(diào)節(jié)RN，使V1為常數(shù)，就可測(cè)出Rt。由于Rt隨溫度的升高而減小，加在Rt上的電壓也隨之不斷減小。如果一開(kāi)始給定的電源電壓V2就滿足零功率的要求，以后就不會(huì)出現(xiàn)超過(guò)零功率的情況。在測(cè)量時(shí)，如果取V2/V1=11，則有Rt=10RN。

5、Rt的值可通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)電阻RN直接讀出。此時(shí)，應(yīng)該調(diào)節(jié)RN使指示電壓表V1的讀數(shù)為常數(shù)，而V2是電源電壓保持不變，于是讀取RN的大小舅可知道Rt的值。這種方法的精度很高。本實(shí)驗(yàn)測(cè)試用儀器原理就采用圖3所示的測(cè)量電路。3 實(shí)驗(yàn)設(shè)備： 普通商用電腦一臺(tái)； PTCR- ZWX-B型控制箱一臺(tái)； 表式和臺(tái)式萬(wàn)用表各一臺(tái)； ZWX-B型加熱爐一臺(tái)； 被測(cè)樣品若干。4 實(shí)驗(yàn)步驟 檢查系統(tǒng)聯(lián)線（包括計(jì)算機(jī)、控制箱、臺(tái)式萬(wàn)用表和加熱爐）； 打開(kāi)計(jì)算機(jī)電源，啟動(dòng)計(jì)算機(jī)；打開(kāi)臺(tái)式萬(wàn)用表電源、打開(kāi)控制箱的電源； 用表式萬(wàn)用表測(cè)試各個(gè)樣品的阻值，并做好記錄；再將樣品裝在夾具上，樣品編號(hào)如下圖4所示；圖4 夾具上樣品編號(hào)圖 計(jì)算機(jī)正常啟動(dòng)后，雙擊桌面上PtcrRT圖標(biāo)即可進(jìn)入如圖5所示開(kāi)始畫面，輸入正確的用戶名和密