实验 PTC 电阻阻-温特性测量
1. 实验目的
⑴ 掌握测量PTC 热敏电阻器的阻温特性的原理及过程;
⑵ 根据所测试出的曲线,对其特性和性能做出初步分析。
2. 实验原理
正电阻温度系数PTC 热敏半导体陶瓷材料的电阻率ρ是随温度T 的升高而增大的。由半导体物理可知,一般半导体材料的阻-温特性可以近似地用下式表达:
()1T B Ae =ρ
其中,A 、B 为常数。可以通过实验测定材料的A 、B 值。其过程如下:
在温度T=T 1时测得元件的电阻为R 1,在T=T 2时测得元件的电阻为R 2,则
()2111T B T Ae S
L S L R ==ρ ()3222T B T Ae S L S L R ==ρ
()21112
1T B e R R -= ()()()4ln ln ln ln 111
2212121121T T R R T T R R T T B --=-???? ??-=- 将(4)代入(2)得 ()
121221ln ln 11T T R R T B e L S R e L S R A ---==
这里,L 为元件长度,S 为元件截面积。
在测量热敏材料的温度特性时,要求在零功率下进行。所谓元件的零功率,就是指测量时在元件上所加的电压不致使元件本身
发热而引起阻值变化的最大功率。一般
热敏电阻的零功率约为几伏的范围。
本实验介绍两种测试方法,即电桥
法和分压法:
⑴ 电阻式电桥法:电桥电路是测量电阻
的一种常见电路。直流惠斯登电桥是电
桥电路中最简单的一种,也是其他种类
电桥的基本类型。其原理电路如图1所
示。图中R t 、R 2、R 3、R 4四个电阻连接
成封闭环形,其连接点a 、b 、c 、d 称作
电桥的顶点,电阻R t 、R 2、R 3、R 4
的支
路称作桥臂。在电桥的对角线cd 上连接检流计G ,在另一对角线ab 上连接直流电源E 。因此ab 又可称为电源对角线,cd 又可称为测量对角线。R t 为被测样品电阻,R 2、R 3、R 4为标准电阻,K 1为电源支路开关,K 2为检流计支路开关。当K 1、K 2均闭合时,改变标准电阻R 2、R 3、R 4的大小,使得检流计支路的电流I 0=0,这时,读取标准电阻R 2、R 3、R 4的值,利用公式
24
3R R R R t =
就可得到未知电阻的值。在测量时,样品R t 应置于温度可以控制的恒温器内。当R t 随着温度的变化而变化时,调节R 2或者改变R 3、R 4的比例就可以测出不同温度下的R t 。但是由于NTC 热敏电阻的阻值随温度的变化很大,约为几个数量级以上,一般的电桥不易满足测量的要求。所以我们再介绍下面的分压法。
⑵ 分压法:
分压法测量电阻的电路可以分为以下两种:在图2所示电路中E 为一直流稳压电源,取1.5V 左右。R t 为被测样品,R N 为标准可调电阻,K
为开关;V 1、V 2为直流电压表,一般采用数字式直流
电压表。
当K 与R t 接通时,调节R 0使V 1读数为某一值,
然后将K 与R N 接通,此时R 0不变,调节R N 使V 1的
读数不变,这时有R N =R t 。
这种测量充分保证了元件的零功率,但是要求R N
的变化范围很大,而图3所示的电路既能够保证元件
的零功率,又可克服上述困难。在图3中,R t 为被测
样品,R N 为标准可调电阻,E 为直流稳压电源,
V 1和V 2为数字式直流电压表,R t 可由下式给出()t N N
t R R R V V R <??? ??-=112
原则上,测量时调节R N ,使V 1为常数,
就可测出R t 。由于R t 随温度的升高而减小,
加在R t 上的电压也随之不断减小。如果一开
始给定的电源电压V 2就满足零功率的要求,
以后就不会出现超过零功率的情况。
在测量时,如果取V 2/V 1=11,则有
R t =10R N 。R t 的值可通过标准电阻R N 直接读出。此时,应该调节R N 使指示电压表V 1的读数为常数,而V 2是电源电压保持不变,于是读取R N 的大小舅可知道R t 的值。这种方法的精度很高。本实验测试用仪器原理就采用图3所示的测量电路。
3. 实验设备:
⑴ 普通商用电脑一台;
⑵ PTCR- ZWX-B 型控制箱一台;
⑶ 表式和台式万用表各一台;
⑷ ZWX-B 型加热炉一台;
⑸ 被测样品若干。
4.实验步骤
⑴检查系统联线(包括计算机、控制箱、台式万用表和加热炉);
⑵打开计算机电源,启动计算机;打开台式万用表电源、打开控制箱的电源;
⑶用表式万用表测试各个样品的阻值,并做好记录;再将样品装在夹具上,样品编号如下图4所示;
图4 夹具上样品编号图
⑷计算机正常启动后,双击桌面上PtcrRT图标即可进入如图5所示开始画面,输入正确的用户名和密码后,进入主菜单图6,然后按程序操作说明提示进行。
图5 PTCR 测试程序启动画面
图6 PTCR 测试程序启动画面主菜单⑸根据实验记录,软件作出R t~t的关系曲线。
电动PTC技术规范 (检验规范) 版本换版/修订记录编制/修订人批准人生效日期 前言 为实现新能源电动汽车PTC加热器检验的规范化,根据国家相关的法规、政策、技术要求,结合我公司产品开发流程,编制本检验规范。本检验规范主要指导生产部门对零部件检验、判定工作。 本标准由产品开发技术中心提出,前瞻性技术科归口。 本标准主要起草人: 本标准审核人: 本标准批准人:
概述 本标准规定了电动汽车PTC加热器的术语与定义、分类与命名、要求、试验方法、检验规则及标志、包装、运输、贮存。本标准适用于江铃汽车股份有限公司电动汽车PTC电加热器的设计、制造、检查与验收。 规范性引用文件 下列文件对于文件的应用是必不可少的,凡是注日期的引用文件,仅所注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本适用于本文件。 GB/T191-2008 包装储运图示标志 GB/T 2421.1-2008 电工电子产品环境试验概述和指南 GB/T 2423.4-2008电工电子产品环境试验第2部分 GB/T 2423.10-2008电工电子产品环境试验第2部分 GB/T 2423.17-2008电工电子产品环境试验第2部分 GB/T 2423.22-2002电工电子产品环境试验第2部分 GB/T 2828.1-2003计数抽样检验程序 GB/T 4706.1-2005家用和类似用途电器的安全 GB/T 7153-2002直热式阶跃型正温度系数热敏电阻器 GB/T 8410-2006汽车内饰材料的燃烧特性 GB/T 6461-2002金属基体上金属和其他无机覆盖层经腐蚀试验后的试样和试件的评级 GB/T 9969-2008工业产品保证文件 GB/T 12666.2-2008单根电线电缆燃烧试验方法 GB/T 14436-1993工业产品保证文件 GB/T 20626-2006特殊环境条件 GB/T 2164-1995家用和类似用途的风扇型PTCR发热器 GB/T 2165-1995家用和类似用途的风扇型PTCR发热器安全要求 GB/T 29106-2004汽车低压电线束技术条件 GB/T 417.1-2001车用电线束接插件
黑龙江科技学院 综合性、设计性实验报告 实验项目名称热敏电阻特性实验 所属课程名称传感器工程实践 实验日期2011年3月x日 班级 学号 姓名 成绩 电气与信息工程学院实验室
实验概述: 【实验目的及要求】 【实验目的】 1通过实验使学生掌握各种传感器的工作原理; 2掌握热敏电阻传感器的特性测试方法; 3掌握传感器的特性实验数据处理方法; 4培养和提高学生传感器特性测试系统设计和分析的能力; 5通过该课程的学习扩大学生知识面,为今后的研究和技术工作打下坚实的基础。 【设计要求】 1掌握热敏电阻传感器的工作原理、测量电路的原理; 2通过传感器特性系统的设计,多方面知识综合应用,全面提高能力; 3为今后从事传感器工程方面的工作打下基础。 【实验原理】 传感器特性测试系统框图: 传感器测量电路图: 热敏电阻温度传感器工作原理: 热敏电阻是利用某种半导体材料的电阻率随温度变化而变化的性质制成的。 热敏电阻用于测温是利用了半导体电阻率随温度变化这一特性,对于热敏电阻要求其材料电阻温度系数大、稳定性好、电阻率高,电阻与温度之间最好有线性关系。 热敏电阻采用二线或三线连接法,其中一端接二根引线(三线连接法),主要为了消除引线电阻对测量的影响 【实验环境】(使用的软件) 工具:工程实践台、热敏电阻式传感器、导线、Pt100标准温度传感器、恒温箱。 实验内容: 【实验方案设计】 设计要点: 1)数显电压表分辨率为:1/1999,即:0.5/1000,并存在“〒1”个字的量化误差,在系统精度范围外的数字跳动属正常现象。 2)通用放大器(Ⅰ)调零时数显电压表需从20V档逐步逐步减小。 3)实验中其他单元的电源应关闭,否则有干扰。 4)温度源具有升温快、降温慢的特点,所以在取初始设定值时,应比PV 值略高。 5)插传感器接头时注意对正小方形口。 6)在实验前应先对测量电路进行调零。 7)记录数据时应在温度稳定在某一数值后再记录。 设计方案 (1)由于测量处理电路中存在零位电势,所以在开始实验前先将测量处理
中山市同济科技照明有限公司三层文件 文件编号 Q/TJ-49-0007-1-0原材料检验规程 版本:1 修改次:0 标 题 物料名称 热敏电阻(NTC 、PTC) 本章共1 页 1/1 编制:品质部 审核: 批准: 日期:2006年10月18日 1. 外观 检验方法:目测。 检验要求:(1)包装完整、防潮、规格、型号清晰、耐久;包封漆光洁、无裂口,引脚无氧化、 变形,包封漆体积基本一致。 (2)包装盒(箱)内成品无混装、少装现象。 抽样方案:根据数量按GB/T2828.1-2003正常检验一次抽样Ⅱ水平抽取,AQL=1.5。 2. 尺寸 检验工具:游标卡尺。 检验要求:尺寸应符合设计要求或与样板一致。 抽样方案:每批抽取10PCS,不允许有不合格。 3. 电参数 检验设备: LCR 电桥,数字万用表。 检验要求:(1)测量其阻值误差应在±30%内(测试频率为1KHz,测试温度为25±5℃). (2)阻值随温度上升而变小:用两只手指紧握着电阻,其阻值应逐渐变小,放开手 指,其阻值应逐渐增大至初始值(针对负温度系数的NTC)。 (3)阻值随温度上升而变大: 用两只手指紧握着电阻,其阻值应逐渐变大,放开手 指,其阻值应逐渐减小至初始值(针对正温度系数的PTC)。 抽样方案:根据数量按GB/T2828.1-2003正常检验一次抽样Ⅱ水平抽取,AQL=0.65。 4. 温敏特性 检验设备: 恒温烘炉,LCR 电桥,数字万用表。 检验要求:置于恒温烘炉内,从室温开始,以5的倍数为基数,以5℃为单位升温测试阻值,当阻 值达两倍初始值时为居里温度点(误差±5℃),应同要求的居里温度点一致(针对正 温度系数的PTC);放至冷却再测试应回到初始值。 抽样方案:每批抽取5PCS,不允许有不合格。 5. 可焊性 检验工具:锡炉。 检验要求:温度:235±5℃;时间: 3S-3.5S;引脚95%以上沾锡。 抽样方案:每批抽取5PCS,不允许有不合格。
X/X 深圳TT电子有限公司检验标准 X/XX-XXXX.2010 热敏电阻检验标准 2010年XX月XX日发布 2010年XX月XX日实施深圳TT电子有限公司研发部发布
目录 目录 (Ⅰ) 使用前言说明 (Ⅱ) 标准范围及引用 (Ⅲ) 1 主体材料分类说明 (1) 2 使用环境要求 (1) 3 产品MARKING标示要求 (1) 4 部品外观相关要求 (1) 5 包装、储存要求 (1) 6 阻燃状况要求 (1) 7 部品仪器设备的要求 (2) 8 检验规则 (2) 8.1 适用规范 (2) 8.2 检验样品的抽取说明 (2) 8.3 检验结果的判定及处理 (2) 9 部品常规检验要求 (2) 9.1 部品尺寸检验方法 (2) 9.2 部品基本电性能检测 (2) 9.3 可焊性检测方法 (3) 9.4 机械性检测方法 (3) 9.5 标示耐擦性检测方法 (3) 9.6 RoHS测试 (3) 10 可靠性实验 (3) 10.1 高温储存 (3) 10.2 高湿储存 (4) -Ⅰ-
标准使用前言说明 热敏电阻是我司电源产品主要的构成原器件,有着对电源电路起着保护其它电子元件的作用!根据热敏电阻的承认书和《中华人民共和国标准化法》规定,特制订本检验标准作为IQC部品来料检验及部品工程认定和组织生产销售的依据。 本标准的格式和结构安排符合GB/T 1.1-2000和GB/T 1.2-2002标准要求。 本标准由深圳市TT电子有限公司提出并负责解释。 本标准起草单位:深圳TT电子有限公司 本标准主要起草人: 本标准首次发布日期: -Ⅱ-
标准范围及引用 1 范围 本标准规定了热敏电阻的材料分类、使用环境要求、产品标示要求、本体外观要求、包装贮存要求、阻燃要求、检测设备要求、检测规则、部品常规检验、可靠性实验。 本标准适用于各供应商交给TT的所有热敏电阻材料的标准验收。 2 规范性标准引用文件 下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件,其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准,然而,鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件,其最新版本适用于本标准。 GB/T 2421-1999 电工电子产品环境试验第1部份:总则 GB/T 2422-1995 电工电子产品环境试验术语 GB/T 2423.1-2001 电工电子产品基本环境试验规程试验A: 低温试验方法 GB/T 2423.2-2001 电工电子产品基本环境试验规程试验B: 高温试验方法 GB/T 2423.3-1993 电工电子产品基本环境试验规程试验Ca: 恒定湿热试验方法 GB/T 2423.22-2002 电工电子产品基本环境试验规程试验N: 温度变化试验方法 GB/T 4857.5-92 包装运输包装件跌落试验方法 -Ⅲ-
实验三十五 热敏电阻演示实验 一、实验目的: 了解NTC 热敏电阻现象。 二、实验内容: 通过对NTC 热敏电阻加热,了解其特性。 三、实验仪器: 加热器、热敏电阻、可调直流稳压电源、+15V 稳压电源、电压表、主、副电源。 四、实验原理: 热敏电阻的温度系数有正有负,因此分成两类:PTC 热敏电阻(正温度系数)与NTC 热敏电阻(负温度系数)。一般NTC 热敏电阻测量范围较宽,主要用于温度测量;而PTC 突变型热敏电阻的温度范围较窄,一般用于恒温加热控制或温度开关,也用于彩电中作自动消磁元件。有些功率PTC 也作为发热元件用。PTC 缓变型热敏电阻可用作温度补偿或作温度测量。 一般的NTC 热敏电阻测温范围为:-50℃~+300℃。热敏电阻具有体积小、重量轻、热惯性小、工作寿命长、价格便宜,并且本身阻值大,不需考虑引线长度带来的误差,适用于远距离传输等优点。但热敏电阻也有:非线性大、稳定性差、有老化现象、误差较大、一致性差等缺点。一般只适用于低精度的温度测量。 五、实验注意事项: 加热时间不要超过2分钟,此实验完成后应立即将+15V 电源拆去,以免影响梁上的应变片性能。 六、实验步骤: 1、了解热敏电阻在实验仪的所在位置及符号,它是一个蓝色元件,封装在双平行振动平行梁上片梁的表面。 2、将电压表切换开关置2V 档,直流稳压电源切换开关置±2V 档,按图35接线,开启主、副电源,调整W1(RD)电位器,使电压表指示为100mV 左右。这时电压表的指示值为室温时的Vi 。 3、将+15V 电源接入加热器,加热器的另一端接地。观察电压表的读数变化(注意加热时间不要超过2分钟)。 电压表的输入电压: S IL IH T IL i V ) W W (R W V ?++= 4、由此可见,当温度 时,RT 阻值 ,Vi 。
实验一温度(热敏电阻)传感器实验 一、实验目的:了解热敏电阻测量温度的原理和工作情况。 二、实验内容: 本实验主要学习以下几方面的内容 1. 了解热敏电阻特性曲线; 2.观察采集到的热信号的实时变化情况。 三、实验仪器、设备和材料: 所需单元和部件:ELVIS,nextboard ,nextsense02 注意事项: 1在插拔实验模块时,尽量做到垂直插拔,避免因为插拔不当而引起的接插件插针弯曲,影响模块使用。 2 禁止弯折实验模块表面插针,防止焊锡脱落而影响使用。 3 更换模块或插槽前应关闭电源。 4 开始实验前,认真检查电阻连接,避免连接错误而导致的输出电压超量程,否则会损坏数据采集卡。 5本实验仪采用的热敏电阻为NTC热敏电阻,负温度系数。 四、实验原理:金属的电阻随温度的升高而增大,但半导体却相反,它的电阻随温度的升高而急剧减少,并呈非线性。在温度变化的同时,热敏电阻阻值变化约为铂热电阻的10倍。热敏电阻正是利用半导体电阻值随温度显著变化这一特性制成的热敏元件。热敏电阻在温度变化时阻值发生变化,将变化接入相应的变换电路中,电阻的变化就产生了电压的变化,测量该电压就可以测得温度。 五、实验步骤: 1关闭平台电源(nextboard或者myboard或者ELVISboard),插上热电偶实验模块。开启平台电源,此时可以看到模块左上角电源指示灯亮。 2运行热敏电阻实验应用程序 3传感器介绍、对热敏电阻的原理、分类以及温度计算公式进行了说明。在实验开始前,请仔细阅读传感器介绍。 4特性曲线、根据温度计算公式描绘了热敏电阻以及温度的关系曲线。 5实验内容、罗列了热敏电阻实验的课程要求,按照要求逐步完成课程。 6实验模拟、包含了电路原理仿真以及真实的手动测量实验。 7恒流源实测面板、显示了恒流源电路的实际测试值。 8分压法实测面板。显示了分压电路的实际测试值。 六、结果及处理 1绘制R_T特性曲线 2绘制恒流源数据图像 3绘制分压法数据图像
功能材料—PTC热敏陶瓷制备与性能的综合实验一、实验目的 通过实验,使学生加深对“电子信息材料专业方向”中有关基础理论知识的理解。 1.了解PTC热敏陶瓷制备原理及方法 2.使学生熟练掌握PTC电阻的测试方法 二、实验原理 PTC效应与许多因素有关,PTC热敏电阻(正温度系数热敏电阻)是一种具温度敏感性的半导体电阻,一旦超过一定的温度(居里温度) 时,它的电阻值随着温度的升高几乎是呈阶跃式的增高。也可以说,PTC(positive temperature coefficient) 电阻是指在某一温度下电阻急剧增加、具有正温度系数的热敏电阻或材料。当PTC 陶瓷元件接通电源后,电流将随电压的升高而迅速增加,达到居里温度时,电流达到最大值,这时PTC 陶瓷元件进入PTC 区域,此时当电压继续升高时,由于PTC 陶瓷元件的电阻急剧增大,电流反而减小。 纯BaTiO3陶瓷是良好的绝缘体,是一种优良的陶瓷电容器材料,也是一种典型的钙钛矿型结构的铁电材料。纯的BaTiO3在常温下几乎是绝缘的,电阻率大于1012Ω?cm,通过不等价取代在BaTiO3中掺杂微量的元素后,会使其性能发生变化,出现PTC效应,并且伴随着室温电阻率的大幅度下降。制成的钛酸钡基PTC 陶瓷具有较大的正温度系数和开关阻温特性,通过掺杂,它的居里温度可在很宽的范围内(室温~400 ℃) 任意调节,所以,在航空航天、电子信息通讯、自动控制、家用电器、汽车工业、生物技术、能源及交通等领域,它得到了广泛的应用。 钛酸钡基PTC 陶瓷的组成: (1)移峰剂——添加后能够移动居里点(BaTiO3瓷120o C) 添加物与主晶相形成固溶体使铁电陶瓷的特性在居里温度处出现的峰值发生移动的现象,称为移峰效应。居里温度通常满足以下经验公式: t c =t c1 (1-x)+t c2 x(x-摩尔分数) 该添加物称为移峰剂。PTC 陶瓷中常用钙钛矿型铁电体的移峰剂有两种:钛酸铅、PbTiO3(490℃)、钛酸锶SrTiO3(-250℃)。 (2)半导体化: 施主掺杂:将BaTiO 3 基本组成离子分成三种离子群:其中至少在两个位置上的部分离子,用离子半径相接近,而原子价相差1价的不同离子进行置换。置换可得到低电阻率的陶瓷材料。 1.对于Ba 2+位可用La 3+、Ce3+、Sb3+、Sm3+、Dy3+或K +、Na +等离子;
江铃产品开发技术中心标准文档 PD -2014 电动PTC技术规范 (检验规范) 2014- - 发布2014- - 实施___________________________________________________ 江铃产品开发技术中心发布
前言 为实现新能源电动汽车PTC加热器检验的规范化,根据国家相关的法规、政策、技术要求,结合我公司产品开发流程,编制本检验规范。本检验规范主要指导生产部门对零部件检验、判定工作。 本标准由产品开发技术中心提出,前瞻性技术科归口。 本标准主要起草人: 本标准审核人: 本标准批准人:
江铃产品开发技术中心管理标准 电动PTC技术规范(检验规范) PD 1概述 本标准规定了电动汽车PTC加热器的术语与定义、分类与命名、要求、试验方法、检验规则及标志、包装、运输、贮存。本标准适用于江铃汽车股份有限公司电动汽车PTC电加热器的设计、制造、检查与验收。 2规范性引用文件 下列文件对于文件的应用是必不可少的,凡是注日期的引用文件,仅所注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本适用于本文件。 GB/T191-2008 包装储运图示标志 GB/T 2421.1-2008 电工电子产品环境试验概述和指南 GB/T 2423.4-2008电工电子产品环境试验第2部分 GB/T 2423.10-2008电工电子产品环境试验第2部分 GB/T 2423.17-2008电工电子产品环境试验第2部分 GB/T 2423.22-2002电工电子产品环境试验第2部分 GB/T 2828.1-2003计数抽样检验程序 GB/T 4706.1-2005家用和类似用途电器的安全 GB/T 7153-2002直热式阶跃型正温度系数热敏电阻器 GB/T 8410-2006汽车内饰材料的燃烧特性 GB/T 6461-2002金属基体上金属和其他无机覆盖层经腐蚀试验后的试样和试件的评级GB/T 9969-2008工业产品保证文件 GB/T 12666.2-2008单根电线电缆燃烧试验方法 GB/T 14436-1993工业产品保证文件 GB/T 20626-2006特殊环境条件 GB/T 2164-1995家用和类似用途的风扇型PTCR发热器 GB/T 2165-1995家用和类似用途的风扇型PTCR发热器安全要求 GB/T 29106-2004汽车低压电线束技术条件 GB/T 417.1-2001车用电线束接插件
实验六半导体热敏电阻特性的研究 实验目的 1.研究热敏电阻的温度特性。 2.进一步掌握惠斯通电桥的原理和应用。 实验仪器 箱式惠斯通电桥,控温仪,热敏电阻,直流电稳压电源等。 实验原理 半导体材料做成的热敏电阻是对温度变化表现出非常敏感的电阻元件,它能测量出温度的微小变化,并且体积小,工作稳定,结构简单。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。 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 b T ae R = (4-6-1) 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。常数a 、b 可通过实验方法测得。例如,在温度T 1时测得其电阻为R T 1 11b T ae R = (4-6-2) 在温度T 2时测得其阻值为R T 2
22b T ae R = (4-6-3)将以上两式相除,消去a 得 1 1(212 1T T b T T e R R ?= 再取对数,有 11(ln ln 2 121T T R R b T T ??= (4-6-4) 把由此得出的b 代入(4-6-2)或(4-6-3)式中,又可算出常数a ,由这种方法确定的常数a 和b 误差较大,为减少误差,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(4-6-1)式两边的对数。变换成直线方程: T b a R T +=ln ln (4-6-5)或写作 BX A Y += (4-6-6)式中X b B a A R Y T , , 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激活能E =bK (K 为玻耳兹曼常数,其值见附录)以及它的电阻温度系数 %10012×?==T b dT dR R T T α (4-6-7)显然,半导体热敏电阻的温度系数是负的,并与温度有关。 热敏电阻在不同温度时的电阻值,可用惠斯通电桥测得。
用非平衡电桥研究热敏电阻 摘要:文本结合用非平衡电桥研究热敏电阻实例来探讨用origin 软件做数据处理的方法, 并分析其优势。 关键词:非平衡电桥,直线拟合 1 热敏电阻 热敏电阻是一种电阻值随其电阻体温度变化呈现显著变化的热敏感电阻。本实验所选择为负温度系数热敏电阻,它的电阻值随温度的升高而减少。其电阻温度特性的通用公式为: T B T Ae R = (1) 式中T 为热敏电阻所处环境的绝对温度值(单位,开尔文),今为热敏电阻在温度T 时的电阻值,A 为常数,B 为与材料有关的常数。将式(l)两边取对数,可得: T B A R T +=ln ln (2) 由实验采集得到T R T -数据,描绘出T R T 1 - ln 的曲线图,由图像得出直线的斜率B ,截距A ln ,则可以将热敏电阻的参数表达式写出来。 2 平衡电桥 电桥是一种用比较法进行测量的仪器,由于它具有很高的测t 灵敏度和准确度,在电 测技术中有较为广泛的应用,不仅能测量多种电学量,如电阻、电感、电容、互感、频率及电介质、磁介质的特性;而且配适当的传感器,还能用来测量某些非电学量,如温度、湿度、压强、微小形变等。在“测量热敏电阻温度特性”实验中用平衡电桥来测量热敏电阻的阻值,其原理如下: 在不同温度下调节电阻3R 的大小,使检流计G 的示数为0,有平衡电桥的性质可知 1 2 3 R R R R x = .在实验时,调节1R 和2R 均为1000欧姆。则x R 的值即为3R 的值。 3 非平衡电桥原理
图1 非平衡电桥的原理图如图1所示。非平衡电桥在结构形式上与平衡电桥相似,但测量方法上有很大差别。非平衡电桥是使1R 2R 3R 保持不变,x R 变化时则检流计G 的示数g I 变化。再根据“g I 与x R 函数关系,通过测量g I 从而测得x R 。由于可以检测连续变化的g I ,从而可以检测连续变化的x R ,进而检测连续变化的非电量。 4 实验条件的确定 当电桥不平衡时,电流计有电流g I 流过,我们用支路电流法求出g I 与热敏电阻x R 的关系。桥路中电流计内阻g R ,桥臂电阻1R 2R 3R 和电源电动势E 为已知量,电源内阻可忽略不计。 根据基尔霍夫第一定律和基尔霍夫第二定律,通过一些列的计算可求得热敏电阻x R E R R R R R R R R R R R I R R R R R R R R R I E R R R g g g g g g x 113213132213232132)()(+++++++-= 5 用非平衡电桥测电阻的实例 已知:微安表量程Ig=100μA ,精度等级f=级,温度计的量程为100 t 100 95 90 85 80 75 70 65 60 55 50 45 40 35 Ig T 373 368 363 358 353 348 343 338 333 328 323 318 313 308 Rt 951 1032 1140 1255 1380 1541 1749 1985 2255 2527 2850 3660 3991 4398
第1章范围 本部分涉及的单相器具额定电压不超过250V,其他器具额定电压不超过480V的家用和类似用途电器的安全。 不作为一般家用,但对公众仍可能引起危险的器具,例如打算在商店、轻工业和农场中由非专业的人员使用的器具也属于本部分的范围。 注1:这种器具的示例为:工业和商业用炊事设备、清洁器具以及在理发店使用的器具。 就实际情况而言,本部分所涉及的各种器具存在的普通危险,是在住宅和住宅周围环境中所有的人可能会遇到的。 然而,一般说来本部分并未涉及: ——无人照看的幼儿和残疾人使用器具时的危险; ——幼儿玩耍器具的情况。 注2:注意下述情况: ——对于打算用在车辆、船舶或航空器上的器具,可能需要附加要求。 ——在许多国家中,全国性的卫生保健部门,全国性劳动保护部门,全国性供水管理部门以及类似的部门都对器具规定了附加要求。 注3:本部分不适用于: ——专为工业用途而设计的器具; ——打算使用在经常产生腐蚀性或爆炸性气体(如灰尘、蒸汽或瓦斯气体)特殊环境场所的器具; ——音频、视频和类似电子设备(GB8898); ——医用电气设备(GB9706.1); ——手持式电动工具(GB3883.1); ——信息技术设备(GB4943); ——可移动式电动工具(GB 13960)。 ******************************************* .以下哪些危险是安规工程师需要考虑的:电击危险机械危险辐射危险化学危险 .GB4706.1-2005标准所认可的是家用和类似用途电器在注意到制造商使用说明的条件下按正常使用时,对器具的电气、机械、火灾以及辐射等危险防护的一个国际可接受水平。 .就实际情况而言,GB4706.1所涉及的各种器具存在的普通危险,指的是什么危险? 火灾危险机械危险烫伤危险触电危险辐射危险 第2章规范性引用文件 下列文件中的条款通过本部分的引用而成为本部分的条款。凡是标注日期的引用文件,其 随后所有的修改单(不包括勘误内容)或修订版均不适用于本部分,然而,鼓励根据本部分达 成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是未标注日期的引用文件,其最新版本 适用于本部分。 GB/T 2423.2 电工电子产品环境试验第二部分:试验方法试验B:干热(GB/T 2423.2-2001,idt IEC 60068-2-2:1974) GB/T 2423.8 电工电子产品环境试验第二部分:试验方法试验Ed:自由跌落(GB/T 2423.8-1995,idt IEC 60068-2-32:1990) GB 3667 交流电动机电容器(GB 3667-1997,idt IEC 60252:1993)
大连理工大学 大 学 物 理 实 验 报 告 院(系) 材料学院 专业 材料物理 班级 姓 名 学号 实验台号 实验时间 年 11 月 25 日,第14周,星期 二 第 5-6 节 实验名称 热敏电阻温度计的设计 教师评语 实验目的与要求: (1) 掌握电阻温度计测量温度的基本原理和方法。 (2) 设计和组装一个热敏电阻温度计。 主要仪器设备: 稳压电源, 自制电桥盒(如右下图所示), 直流单臂电桥箱和热敏电阻感温原件等。 实验原理和内容: 热敏电阻温度计的工作原理 由于热敏电阻的阻值具有随温度变化而变化的性质, 我们可以将热敏电阻作为一个感温原件, 以阻值的变化来体现环境温度的变化。 但是阻值的变化量以直接测量的方式获得可能存在较大的误差, 因此要将其转化为一个对外部条件变化更加敏感的物理量; 本实验中选择的是电流, 通过电桥可以将电阻阻值的变化转化为电流(电压)的变化。 电桥的结构如右图所示, R1、R2、R3为可调节电阻, Rt 为热敏电阻。 当四个电阻值选择适当时, 可以使电桥达到平衡, 即AB 之间(微安表头)没有电流流过, 微安表指零; 当Rt 发生变化时, 电桥不平衡, AB 间有电流流过, 可以通过微安表读出电流大小, 从而进一步表征温度的变化。 成 绩 教师签字
当电桥不平衡时, 可以描绘成如右侧的电路图。 根据基尔霍夫定律和R1=R2的条件, 能够求得微安表在非平衡状态下的电流表达式: t t g t t cd g R R R R R R R R R U I ++++- =33132 2)21( 式中, Ucd 为加载在电桥两端的电压, Rg 为微安表头的内阻值。 可以见到, 为使Ig 为相关于Rt 的单值函数, R1、R2、R3和Ucd 必须为定值, 而其定制的大小则决定于以下两个因素: 1) 热敏电阻的电阻-温度特性。 2) 所设计的温度计的测温上限t1和测温下限t2。 步骤与操作方法: 1. 温度计的设计 (1) 测出所选择的热敏电阻Rt-t 曲线(或由实验室给出)。 (2) 确定R1、R2、R3的阻值。 具体方法如下: 该实验中, t1=20℃,t2=70℃, 对应R t -t 曲线可以得到R t1和R t2; Rg 由实验室给出, U cd 取值为1.3V , 由微安表面板上可读出I gm =50μA 。 根据电桥关系, 有R 1=R 2, R 3= R t1, R t = R t2, I g =I gm ; 再将以上量代入关系式:)(2)21(2 12121221t t t t g t t t gm cd R R R R R R R R I U R R ++-+-==, 计算得到R1和R2的值。 2. 温度计的调试 (1) 将面板上的开关扳向下方, 将R1和R2调节到方才的计算值之后, 保持不变。 (2) 将微安表接入电路, Rt 先用一个四位旋钮式的电阻箱代替接入E 、D 两点, 并链接其 余电路和电源。 (3) 将电阻箱调至R t1的计算值, 打开电源,调节R3使微安表指零,此时R3调节完毕, 有 R3= R t1。
大学物理热敏电阻实验报告 热敏电阻是阻值对温度变化非常敏感的一种半导体电阻,具有许多独特的优点和用途,在自动控制、无线电子技术、遥控技术及测温技术等方面有着广泛的应用。本实验通过用电桥法来研究热敏电阻的电阻温度特性,加深对热敏电阻的电阻温度特性的了解。 1、引言 热敏电阻是根据半导体材料的电导率与温度有很强的依赖关系而制成的一种器件,其电阻温度系数一般为(-0.003~+0.6)℃-1。因此,热敏电阻一般可以分为: Ⅰ、负电阻温度系数(简称NTC)的热敏电阻元件 常由一些过渡金属氧化物(主要用铜、镍、钴、镉等氧化物)在一定的烧结条件下形成的半导体金属氧化物作为基本材料制成的,近年还有单晶半导体等材料制成。国产的主要是指MF91~MF96型半导体热敏电阻。由于组成这类热敏电阻的上述过渡金属氧化物在室温范围内基本已全部电离,即载流子浓度基本上与温度无关,因此这类热敏电阻的电阻率随温度变化主要考虑迁移率与温度的关系,随着温度的升高,迁移率增加,电阻率下降。大多应用于测温控温技术,还可以制成流量计、功率计等。 Ⅱ、正电阻温度系数(简称PTC)的热敏电阻元件 常用钛酸钡材料添加微量的钛、钡等或稀土元素采用陶瓷工艺,高温烧制而成。这类热敏电阻的电阻率随温度变化主要依赖于载流子浓度,而迁移率随温度的变化相对可以忽略。载流子数目随温度的升
高呈指数增加,载流子数目越多,电阻率越小。应用广泛,除测温、控温,在电子线路中作温度补偿外,还制成各类加热器,如电吹风等。 2、实验装置及原理 【实验装置】 FQJⅡ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),连接线若干大学物理实验报告大学物理实验报告。 【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,则有上式表明与呈线,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。 从上述方法求得的b值和室温代入式(14),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。
热敏电阻的温度特性 一、实验目的 (1)了解热敏电阻的电阻—温度特性及测温原理 (2)学习惠斯通电桥的原理及使用方法 (3)学习坐标变换、曲线改直的技巧。 二、实验所用仪器及使用方法 直流单臂电桥、检流计、待测热敏电阻和温度计、调压器。 实验过程中要注意电池按钮和接通检流计按钮的使用,检流计按钮先使用粗,然后再使用细,不要两个按钮同时使用。实验完成后,一定要将电池按钮开。 三、实验原理 半导体热敏电阻的电阻—温度特性 热敏电阻的电阻值与温度的关系为: A,B是与半导体材料有关的常数,T为绝对温度,根据定义,电阻温度系数为: R 是在温度为t时的电阻值。惠斯通电桥的工作原理 t
如图所示: 四个电阻R0,R1,R2,Rx组成一个四边形,即电桥的四个臂,其中Rx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Rx = (R1/R2)·R0,(R1/R2)和R0都已知,Rx即可求出。 电桥灵敏度的定义为: 式中ΔRx指的是在电桥平衡后Rx的微小改变量,Δn越大,说明电桥灵敏度越高。 实验仪器 四、测量内容及数据处理 1、不同T所对应的Rt 值
1.热敏电阻的R t-t特性曲线 数据点连线作图 在图上找到T=50所对应的点做切线,可以求得切线的斜率: K=(500-0)/(0-85)= 由此计算出:α= 二次拟合的曲线:
在图上找到T=50所对应的点做切线,可以求得切线的斜率:K=(495-0)/(0-84)= 由 由此计算出:α= 2、R t 均值,1 / T,及ln R t 的值 ln R t -- (1 / T)曲线 仿真实验画出图线如下图所示
1范围 电子元器件、器件和组件,在本规范中,均统称为电子元器件。 本规范主要针对汽车系统中所使用的电子元器件。 电子元器件的种类繁多。就安装方式而言,目前可分为传统安装(又称通孔装即DIP)和表面安装两大类(即又称SMT或SMD)。 2目的 确定了对设计、生产中所使用的电子元器件进行检验的一般方法和指导。由于器件的种类繁多,应用目的不同,适用的试验方法上也有区别,具体可查阅相关标准。 3参考文件 适合于微电子器件组件的试验检测标准: MIL-STD-883E美国国防部-微电子器件试验方法标准试验、检测方法及标准适用于军用及宇航用的,单片、多片、厚膜薄膜混合微电路、微电路阵列,以及构成微电路和阵列的各类元器件。对于恶劣环境下的应用,也可以参考本标准对所用器件进行试验和检测。 适合于汽车电子器件的试验标准: VW80101:2005大众-汽车中的电气和电子组件通用试验条件。GMW3172:2006通用工程标准-汽车电子器件的环境、可靠性、及性能要求符合性分析、开发及验证总规范。
MES PW67600:1995马自达工程标准-汽车器件试验标准。 主要检验标准有: GB/T5729—94《电子设备固定电阻器第一部分:总规范》; GB/T2693-2001《电子设备用固定电容器第1部分:总规范》; GB/T8554—1998《变压器和电感器测量方法及试验程序》; GB/T4023-1997《半导体器件分立器件和集成电路第2部分:整流二级管》; GB/T6571-1995《半导体器件分立器件第3部分:信号(包括开关)和调整二级管》; GB/T4587-94《半导体器件分立器件和集成电路第7部分:双极型晶体管》; GB/T4586-94《半导体器件分立器件第8部分:场效应晶体管》; GB/T15651.2-2003《半导体器件分立器件和集成电路第5-2部分:光电子器件基本额定值和特性》; GB/T15291-94《半导体器件第6部分晶闸管》; GB3442-86《半导体集成电路运算(电压)放大器测试方法的基本原理》; GB/T6798-1996《半导体集成电路电压比较器测试方法的基本原理》; GB/T4377-1996《半导体集成电路电压调整器测试方法的基本原理》;
一、名称:非平衡电桥测量热敏电阻的温度系数二、目的: 1、掌握非平衡电桥的工作原理。 2、了解金属导体的电阻随温度变化的规律。 3、了解热敏电阻的电阻值与温度的关系。 4、学习用非平衡电桥测定电阻温度系数的方法。 三、仪器: 1、热敏电阻。 2、数字万用表。 3、ZX-21型电阻箱。 4、滑线变阻器。 5、固定电阻器。 6、水浴锅。 7、温度计。 8、直流稳压电源等。 四、原理:
热敏电阻由半导体材料制成,是一种敏感元件。其特点是在一定的温度范围内,它的电阻率T ρ随温度T 的变化而显著地变化,因而能直接将温度的变化转换为电量的变化。一般半导体热敏电阻随温度升高电阻率下降,称为负温度系数热敏电阻(简称“NTC ”元件,其电阻率T ρ随热力学温度T 的关系为T B T e A /0=ρ…(5,式中0A 与B 为常数,由材料的物理性质决定。 也有些半导体热敏电阻,例如钛酸钡掺入微量稀土元素,采用陶瓷制造工艺烧结而成的热敏电阻在温度升高到某特定范围(居里点时,电阻率会急剧上升,称为正温度系数热敏电阻(简称“PTC ”元件。其电阻率的温度特性为: T B T e A ?'=ρρ…(6,式中A '、ρ B 为常数,由材料物理性质决定。 在本实验中我们使用的是负温度系数的热敏电阻。对于截面均匀的“NTC ”元件,阻值T R 由下式表示: T B T T e S l A S l R /0==ρ (7 ,式中l 为热敏电阻两极间的距离,S 为热敏电阻横截面积。令S l A A 0
=,则有: T B T Ae R /=…(8,上式说明负温度系数热敏电阻的阻值随温度升高按指数规律下降,如图2所示,可见其对温度的敏感程度比金属电阻等其它感温元件要高得多。由于具有上述性质,热敏电阻被广泛应用于精密测温和自动控温电路中。对(8式两边取对数,得 A T B R T ln 1ln +=…(9,可见T R ln 与T 1成线性关系,若从实验中测得若干个T R 和对 应的T 值,通过作图法可求出A (由截距A ln 求出和B (即斜率。 半导体材料的激活能Bk E =,式中k 为玻耳兹曼常数(231038.1-?=k J/K,将B 与 k 值代入可求出E 。根据电阻温度系数的定义: dT dR R dT d T T T T 11= = ρρα… (10,将(8式代入可求出热敏电阻的电阻温度系数:2T B -=α… (11,对给定材料的热敏电阻,在测得B 值后,可求出该温度下的电阻温度系数。 五、步骤: 1、热敏温度计定标:①如图连接线路(接线时不要打开电源,其中x R 为热敏电阻,3R 为试验中给出的总阻值为1750Ω的滑动变阻器。将x R 置于水浴锅中,注意
IQC检验标准书 望天红技术有限公司 进料检验标准书文件编号:SR-WI-PB-01 版本/版次: A/3 物料名称塑料件生效日期:2019-9-19 适用型号:通用型尺寸、外观、结构以本公司品质部样品为准页码:第 1 页 抽样标准:GB/T 2828.1-2003一次抽检方案一样水平Ⅱ AQL:致命缺陷(A)=0 重缺陷(B)=0.65 轻缺陷( C)=1.5 检验项目检验方法 检验 工具、设备 检验内容与缺陷描述 缺陷判定 A B C 包装目检 1.包装箱:破旧、混装 B 外观检查在40W的日光灯下, 被检物距灯 1 米 处,被检物到眼睛的 距离为30cm 卡尺 赛规 标准点菲林 1.硬划伤、裂痕、缺口:任何角度可见 A 2.缩水、批锋:用手摸有明显凹凸感、刮手 A 3.汽泡、污点、杂质:正面一处以上≥0.2㎜2,整配壳 体0.5mm2 A 4.丝印、脱漆:内容错乱、模糊、残缺,脱漆面积≥1mm2 A 5.破旧、变形、孔堵塞、疤痕、色差、发白:目视明显 A 6.结合间隙: 配套壳体的缝隙≥0.3mm,空扣壳体错位 严峻 A 尺寸结构参照样本 卡尺 赛规 1. 外形:不符规格 A 2. 定位柱(槽/孔)的间距、按键孔、螺丝孔的内径: 不符规格 A 耐腐蚀特性喷油、丝印耐磨特性:用500g的砝码包 上3层棉布,醮上工业酒精,在表面来回擦 拭20次 1.丝印、油漆:明显变色、脱落 A 材料参照样本、用剪钳剪 破坏壳体 剪钳 1.材料:易碎、变形 A 实配实配样机1.实配:阻碍装配 A 备注: 1.喷油、丝印耐磨特性检测只适合丝印、喷油加工的塑料件,检验时,批次进料抽检5-10PCS进行试验; 2.实配: 2.1 1PCS≦来料数量≦500PCS,分箱随机抽检5-10PCS进行试验; 2.2 500PCS≦来料数量≦1000PCS, 分箱随机抽检10-15PCS进行试验; 2.3 1000PCS≦来料数量≦5000PCS, 分箱随机抽检20-30PCS进行试验;
物理实验报告 实验一 一、实验题目:用热敏电阻测量温度 二、实验目的:了解热敏电阻-温度特性和测温原理,掌握惠斯通电桥的原理和使用方法。学习坐标变换、曲线改直的技巧和用异号法消除零点误差等方法。 三、实验原理:(1)半导体热敏电阻的电阻——温度特性 某些金属氧化物半导体(如:Fe 3O 4、MgCr 2O 4等)的电阻与温度 关系满足式(1): T B T e R R ∞= (1) 式中R T 是温度T 时的热敏电阻阻值,R ∞是T 趋于无穷时热敏电阻的阻值,B 是热敏电阻的材料常数,T 为热力学温度。 两边取对数得; ∞+= R T B ln lnR T (2) 可以通过做T lnR -T 1 曲线,将曲线改直。 根据定义,电阻的温度系数可由式(3)来决定: dt dR R a t t 1= (3) 故在R-t 曲线某一特定点作切线,便可求出该温度时的半导体电阻温度系数a 。 (2)惠斯通电桥的工作原理 在电桥平衡下可推导出来:02 1 R R R R x = 当电桥平衡时检流计无偏转。实验时电桥调到R 1/R 2=1则有R x =R 0。电桥灵敏度S 为: x x R R n S /??= (4) 式中ΔR x 指的是在电桥平衡后R x 的微小改变量(实际上待测电阻R x 若不能改变,可通过改变标准电阻R 0来测电桥灵敏度),Δn 越大,
说明电桥灵敏度越高,带来的测量误差就越小。 (3)实验装置图:
四、实验器材:半导体热敏电阻、检流计、惠斯通电桥、电炉、温度计 五、实验步骤:(1)按图3.5.2-3接线,先将调压器输出调为零,测室温下的热 敏电阻阻值,注意选择惠斯通电桥合适的量程。先调电桥至平衡得R 0,改变R 0为R 0+ΔR 0,使检流计偏转一格,求出电桥灵敏度;再将R 0改变为R 0-ΔR 0,使检流计反方向偏转一格,求电桥灵敏度(因为人工所调平衡可能存在误差,而正反测量以后可以减小这种误差) (2)调节变压器输出进行加温,从15℃开始每隔5℃测量一次 R t ,直到85℃。撤去电炉,使水温慢冷却,测量降温过程中,各对应温度点的R t 。求升温和降温时的各R 的平均值,然后绘制出热敏电阻的R t -t 特性曲线 六、实验数据记录: 七、实验数据分析 (1)t R t -特性曲线