電路實(shí)驗(yàn)教程 教學(xué)課件 作者 齊鳳艷 第11章.ppt

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1、第11章電路綜合實(shí)驗(yàn)11.2電阻溫度計(jì)的制作(1)學(xué)習(xí)與了解利用熱敏電阻將非電量轉(zhuǎn)變?yōu)殡娏康膶?shí)現(xiàn)方法。(2)熟悉與掌握電橋測(cè)量電路。(3)學(xué)習(xí)制作與調(diào)試電路的能力。1.實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.實(shí)驗(yàn)原理簡(jiǎn)介電阻溫度計(jì)是通過(guò)測(cè)量熱敏電阻上的電壓或電流的變化來(lái)間接測(cè)量溫度的一種裝置。熱敏電阻是其阻值隨溫度的變化而變化的電阻元件，熱敏電阻的主要參數(shù)除具有與普通電阻一樣的阻值與額定功率等外，另一個(gè)重要的參數(shù)是熱敏電阻的溫度系數(shù)。根據(jù)其制作材料的不同，熱敏電阻的阻值可隨溫度的升高而增大或減小，因而熱敏電阻有正溫度系數(shù)與負(fù)溫度系數(shù)之分。表11.4兩類(lèi)熱敏

2、電阻的介紹類(lèi)別通用代號(hào)特性常用阻值范圍正溫度系數(shù)熱敏電阻PTC電阻值隨溫度的升高而增大幾歐至數(shù)百歐負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻NTC電阻值隨溫度的升高而減小約100Ω～100kΩ利用阻值隨溫度變化的特點(diǎn)，可以將非電量的溫度變化轉(zhuǎn)換為電壓或電流的變化，通過(guò)測(cè)量電壓量或電流量來(lái)間接測(cè)量溫度。熱敏電阻具有體積小、壽命長(zhǎng)、靈敏度高等特點(diǎn)，因此得到了廣泛的應(yīng)用。電橋測(cè)量電路如圖11.5所示，其中P為檢流計(jì)，Rx為熱敏電阻。圖11.5電橋測(cè)量電路ab兩端的開(kāi)路電壓為當(dāng)R1R3=R2Rx時(shí)Uab=0，電橋達(dá)到平衡，檢流計(jì)P指示為零。設(shè)此時(shí)的Rx為Rx0

3、，則當(dāng)Rx≠Rx0時(shí)，電橋平衡條件被破壞，就會(huì)有電流流過(guò)檢流計(jì)，且電流的大小隨電阻Rx的阻值變化而變化。電阻溫度計(jì)就是利用電橋這一特性和熱敏電阻對(duì)溫度敏感的特性制作的。電橋處于非平衡狀態(tài)，檢流計(jì)就會(huì)有電流流過(guò)，且溫度升高或降低得越多，通過(guò)檢流計(jì)的電流越大。除了本實(shí)驗(yàn)的電阻溫度計(jì)之外，通過(guò)把Rx換成壓敏電阻、濕敏電阻、光敏電阻，還可以制成壓力計(jì)、濕度計(jì)、照度計(jì)等各種儀器設(shè)備，這種測(cè)量方式用途十分廣泛。3.實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備及元件直流穩(wěn)壓電源1臺(tái)檢流計(jì)1只萬(wàn)用表1只熱敏電阻1只電阻和可調(diào)電阻若干4.預(yù)習(xí)要求預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)原理，查找相關(guān)資料了解檢

4、流計(jì)的規(guī)格型號(hào)等參數(shù)；完成電阻溫度計(jì)設(shè)計(jì)的準(zhǔn)備工作。(1)設(shè)計(jì)與制作電阻溫度計(jì)利用所選熱敏電阻常溫和高溫的溫度特性，合理選擇橋臂電阻參數(shù)，將電橋及檢流計(jì)改裝成熱敏電阻溫度計(jì)。5.實(shí)驗(yàn)內(nèi)容(2)校驗(yàn)制作的溫度計(jì)用水銀溫度計(jì)作標(biāo)準(zhǔn)，改變環(huán)境溫度校驗(yàn)自制的溫度計(jì)，可根據(jù)情況對(duì)電阻和電源的參數(shù)進(jìn)行調(diào)整。(3)記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果并標(biāo)注刻度畫(huà)出電路圖，標(biāo)出參數(shù)值。制作溫度-電流對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)表格，記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，標(biāo)注電阻溫度計(jì)的刻度。注意事項(xiàng)：本實(shí)驗(yàn)的具體步驟、元件數(shù)值，要根據(jù)實(shí)際情況決定。例如，采用的檢流計(jì)不同，選取的參數(shù)會(huì)不同，還要考慮

5、流過(guò)檢流計(jì)的電流方向，采用正溫度系數(shù)的熱敏電阻和采用負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻，會(huì)使表針向不同方向偏轉(zhuǎn)等。(1)敘述實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與制作過(guò)程，畫(huà)出電路圖。(2)整理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，以水銀溫度計(jì)作標(biāo)準(zhǔn)，計(jì)算自制溫度計(jì)刻度的引用誤差。6.實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求思考題由圖11.5電橋測(cè)量電路，推導(dǎo)熱敏電阻與電流的關(guān)系式，并判斷熱敏電阻與代表溫度變化的電流是否為線(xiàn)性關(guān)系。(1)了解煙霧報(bào)警器的工作原理及內(nèi)部結(jié)構(gòu)，了解光敏電阻、發(fā)光二極管、三極管等元器件的作用。(2)學(xué)習(xí)制作與調(diào)試煙霧報(bào)警器電路。11.3煙霧報(bào)警器電路的制作與調(diào)試1.實(shí)驗(yàn)?zāi)康墓饷綦娮枋嵌税雽?dǎo)體器件

6、，其阻值由照射在它表面的光強(qiáng)度來(lái)決定。當(dāng)光強(qiáng)度增加時(shí)，半導(dǎo)體表面電子的能量就增加，結(jié)果導(dǎo)致“電流”增大，即表現(xiàn)為電阻值下降。圖11.6為光敏電阻的阻值與光照度特性曲線(xiàn)示意圖。表11.5給出了國(guó)產(chǎn)MG45光敏電阻參數(shù)值。2.實(shí)驗(yàn)原理簡(jiǎn)介表11.5國(guó)產(chǎn)MG45光敏電阻參數(shù)圖11.6光敏電阻特性曲線(xiàn)示意圖發(fā)光二極管(LED)與普通二極管相比，除了具有單向?qū)щ娦酝猓€能發(fā)光，有紅、綠、黃及紅外光等。所發(fā)光的強(qiáng)度與通過(guò)的電流成正比，導(dǎo)通電壓在1-2.5V之間，與發(fā)光的顏色有關(guān)。三極管是三端半導(dǎo)體電流控制元件，有b、c、e三個(gè)端子，其中b稱(chēng)

7、為基極，c稱(chēng)為集電極，e稱(chēng)為發(fā)射極。三極管具有電流放大作用，基極電流Ib控制集電極電流Ic，即Ic=βIb，β是三極管的電流放大倍數(shù)。發(fā)射極電流Ie=Ic+Ib≈Ic。對(duì)NPN管，當(dāng)Vbe<0.7V時(shí)，Ib=0，三極管處于截止工作狀態(tài)；當(dāng)Vbe≥0.7V時(shí)，Ib>0，三極管處于導(dǎo)通工作狀態(tài)。霧報(bào)警器電路原理如圖11.7a所示，其中橋式電路的R2、R3為光敏電阻，R2是亮度基準(zhǔn)電阻，R3是煙霧探測(cè)電阻；LED為發(fā)光二極管，作為報(bào)警指示燈（實(shí)際為聲音報(bào)警，考慮到實(shí)驗(yàn)室的工作環(huán)境，改為燈光報(bào)警）。正常狀態(tài)下A、B兩點(diǎn)等電位，三極管T截

8、止Ic=0，LED燈滅無(wú)報(bào)警指示。當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)有煙霧遮擋而使R3接收的光強(qiáng)度減少時(shí)，R3的阻值迅速增大，B點(diǎn)電位降低，當(dāng)T的基-射電壓Ube≥0.7V時(shí)，T導(dǎo)通LED燈亮發(fā)出報(bào)警信號(hào)。實(shí)際報(bào)警器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖如圖11.7b所示。內(nèi)部分為密封室與煙霧探測(cè)室兩部分空間，