实验 半导体温度计的设计
一、实验目的
1、了解半导体热敏电阻测量温度的原理
2、掌握非平衡电桥测量电阻方法
3、掌握虚拟实验器材使用方法和仿真实验软件
二、虚拟实验器材
数字万用表、1.5V 电池、微安表、热敏电阻及水浴锅、滑线变阻器、四线电阻箱、单
刀开关。
三、实验原理
当温度不太低或不太高（如从零下 20 摄氏度到几百摄氏度）时，通常用水银温度计来
测量温度。在生产和科学实验的许多场合，需要有高精度和快速的温度测量方法，因而需要
各种灵敏度高、使用方便的温度计。现在已有多种不同用途的温度计，半导体温度计就是其
中的一种。
热敏电阻对温度变化比较敏感，但不同热敏电阻可适用的温度测量范围都不宽，所以需
要根据所要测量的温度和温度范围的高低，选用具有合适阻值和 B 值的热敏电阻，并采用不
同的测温电路。热敏电阻的 B 值越高，其电阻温度系数越大，可测量温度的范围越窄。表1
给出了不同热敏电阻的测温范围和对应的 B 值。
表 1 不同热敏电阻的测温范围和对应的 B 值
适用的温度范围 对应的 B 值
由上表可知，测量低温采用 B 小的热敏电阻，测量高温采用 B 大的热敏电阻。通常选
用热敏电阻的阻值 ，因为阻值太小灵敏度低，阻值太大则与测量线路匹配困难。
各种热敏电阻的测温电路中，以分压电路和桥式电路的应用最广。
半导体温度计就是利用半导体的电阻值随温度变化而变化的特性制作的，将半导体热敏
电阻为传感器，通过测量其电阻值来确定温度。由于金属氧化物半导体的电阻值对温度变化
很敏感，因此可以作为温敏传感器。本实验要求测试温度在
的范围内，选用合适的
热敏电阻和非平衡电桥线路来设计半导体温度计。
采用电学仪器测量热敏电阻的阻值，需要了解热敏电阻的伏安特性。由图 1 可知，在
V-I 曲线的起始部分，曲线接近线性。因为当电流较小时，电流在热敏电阻上消耗的功率不
足以显著地改变热敏电阻的温度，热敏电阻的阻值主要与外界温度有关，电流的影响可以忽
略不计。
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