PTC陶瓷熱敏電阻器的阻溫特性測試

實驗PTC電阻阻-溫特性測量1．實驗?zāi)康蘑耪莆諟y量PTC熱敏電阻器的阻溫特性的原理及過程；⑵根據(jù)所測試出的曲線，對其特性和性能做出初步分析2．實驗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p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)：p=AeBT其中，A、B為常數(shù)。可以通過實驗測定材料的A、B值。其過程如下：在溫度T=T］時測得元件的電阻為叫，在T=T2時測得元件的電阻為R2，則R二-p=-AeBTi （2）1ST1SR—p=AeBt2 （3）2ST2S-1(lnR--1(lnR-lnR)=TT(lnR-lnR)12 1 2—T-T21(4)圖1圖1電橋祛測電阻將（4）代入（2）得A二RSe-BT= 攀J2L1L這里，L為元件長度，S為元件截面積。在測量熱敏材料的溫度特性時，要求在零功率下進(jìn)行。所謂元件的零功率，就是指測量時在元件上所加的電壓不致使元件本身發(fā)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。本實驗介紹兩種測試方法，即電橋法和分壓法：⑴電阻式電橋法：電橋電路是測量電阻的一種常見電路。直流惠斯登電橋是電橋電路中最簡單的一種，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、R4四個電阻連接成封閉環(huán)形，其連接點a、b、c、d稱作電橋的頂點，電阻Rt、R2、R3、R4的支

路稱作橋臂。在電橋的對角線cd上連接檢流計G,在另一對角線ab上連接直流電源E。因此ab又可稱為電源對角線，cd又可稱為測量對角線。Rt為被測樣品電阻，R2、R3、R4為標(biāo)準(zhǔn)電阻，￡為電源支路開關(guān)，K2為檢流計支路開關(guān)。當(dāng)K「K2均閉合時，改變標(biāo)準(zhǔn)電阻r2、r3、r4的大小，使得檢流計支路的電流10=0，這時，讀取標(biāo)準(zhǔn)電阻r2、r3、r4的值，利用公式R=RRtR24就可得到未知電阻的值。在測量時，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，調(diào)節(jié)R2或者改變R3、R4的比例就可以測出不同溫度下的Rt。但是由于

NTC熱敏電阻的阻值隨溫度的變化很大，約為幾個數(shù)量級以上，一般的電橋不易滿足測量的要求。所以我們再介紹下面的分壓法。⑵分壓法：分壓法測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為被測樣品，Rn取1.5V左右。Rt為被測樣品，Rn為標(biāo)準(zhǔn)可調(diào)電阻，K為開關(guān)；V］、V2為直流電壓表，一般采用數(shù)字式直流電壓表。當(dāng)K與Rt接通時，調(diào)節(jié)R0使V］讀數(shù)為某一值，然后將K與Rn接通，此時R0不變，調(diào)節(jié)RN使V］的讀數(shù)不變，這時有RN=Rt。這種測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為被測樣品,RN為標(biāo)準(zhǔn)可調(diào)電阻,E為直流穩(wěn)壓電源，V］和V2為數(shù)字式直流電壓表，Rt可由下式給<V )1原則上，測量時調(diào)節(jié)rn，使V1為常數(shù)，就可測出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。如果一開始給定的電源電壓V2就滿足零功率的要求，以后就不會出現(xiàn)超過零功率的情況。在測量時，如果取V2/V1=11，則有（R<<R）Nt標(biāo)準(zhǔn)電阻國3PTCFJ阻溫特性測試電路圖Rt=10RN。Rt的值可通過標(biāo)準(zhǔn)電阻Rn直接讀出。此時，應(yīng)該調(diào)節(jié)Rn使指示電壓表V］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。本實驗測試用儀器原理就采用圖3所示的測量電路。3．實驗設(shè)備⑴普通商用電腦一臺；⑵PTCR-ZWX-B型控制箱一臺；⑶表式和臺式萬用表各一臺；⑷ZWX-B型加熱爐一臺；⑸被測樣品若干。

4．實驗步驟⑴檢查系統(tǒng)聯(lián)線（包括計算機、控制箱、臺式萬用表和加熱爐）；⑵打開計算機電源，啟動計算機；打開臺式萬用表電源、打開控制箱的電源；⑶用表式萬用表測試各個樣品的阻值，并做好記錄；再將樣品裝在夾具上，樣品編號如下圖4所示；⑷計算機正常啟動后，雙擊桌面上PtcrRT圖標(biāo)即可進(jìn)入如圖5所示開始畫面，輸