Гми лаба 1
.pdfРОССИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ГИДРОМЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
Кафедра экспериментальной физики атмосферы
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 1
по дисциплине “Методы и средства гидрометеорологических измерений”.
ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕРМОРЕЗИСТОРОВ
Выполнил: студент группы ГМ-Б20-1 Лебедев В.М.
Санкт - Петербург
2021
Цель работы:
Построить графики R (t) для металлического терморезистора и для термистора.
Рассчитать температурный коэффициент сопротивления для металлического терморезистора.
Рассчитать значение константы для термистора.
Рассчитать значение температурного коэффициента сопротивления для термистора.
Теоретические сведения.
Терморезисторы – датчики, преобразующие температуру в электрическое сопротивление с последующим преобразованием в электрический ток или напряжение.
Под общим названием «терморезисторы» подразумевается несколько типов датчиков:
1.Металлические терморезисторы (проволочные), сопротивление которых увеличивается при увеличении температуры. Иногда под термином “терморезисторы” имеют в виду именно датчики этого типа, используя для других типов терморезисторов специальные названия.
2.Термисторы - полупроводниковые терморезисторы, сопротивление которых уменьшается при увеличении температуры.
3.Позисторы - полупроводниковые терморезисторы со специальными добавками. Зависимость их сопротивления от температуры имеет экстремум
–сначала уменьшается, а затем резко (на несколько порядков!) возрастает.
Таблица зависимости R(t) для термистора.
R, |
1903,0 |
936,0 |
1020,0 |
1171,0 |
1321,0 |
1478,0 |
1711,0 |
Ом |
|
|
|
|
|
|
|
t,0С |
23,1 |
52,3 |
47,0 |
41,5 |
36,8 |
32,8 |
27,8 |
Таблица зависимости R(t) для металлического терморезистора.
R, |
441,2 |
483,2 |
473,2 |
468,2 |
462,1 |
453,1 |
446,8 |
Ом |
|
|
|
|
|
|
|
t,0С |
22,9 |
48,9 |
42,3 |
39,5 |
35,5 |
30,5 |
27,1 |
Обработка результатов измерений.
1.Расчет температурного коэффициента сопротивления для металлического терморезистора.
|
1 |
|
Ri |
Rk |
|
1 |
|
Ri |
Rk |
||||||
R |
0 |
t |
i |
t |
k |
R |
t |
i |
t |
k |
|||||
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
i |
|
|
|
а) =(1/441,2)*(441,2-446,8)/(22,5-27,1)=3,09*10-3К-1; б) =(1/483,2)*(483,2-446,8)/(48,9-27,1)=3,45*10-3К-1; в) =(1/473,2)*(473,2-453,1)/(42,3-30,5)=3,59*10-3К-1; г) =(1/483,2)*(483,2-468,2)/(48,9-39,5)=3,3*10-3К-1; д) =(1/441,2)*(441,2-462,1)/(22,9-35,5)=3,75*10-3К-1; е) =(1/462,1)*(462,1-453,1)/(35,5-30,5)=3,89*10-3К-1; ж) =(1/462,1)*(462,1-446,8)/(35,5-27,1)=3,94*10-3К-1;
среднее найдем как среднее арифметическое из всех значений :
ср=(3,09+3,45+3,59+3,3+3,75+3,89+3,94)*10-3/7=3,57*10-3К-1
2. Расчет значения константы а для термистора.
a |
TiTk |
ln |
Ri |
|||
T |
T |
R |
k |
|||
|
|
|||||
|
k |
i |
|
|
а)а=296,1*305,8/(32,8-23,1)*ln(1903/1478,0)= 2359,3; б)a=309,8*325,3/(36,8-52,3)*ln(936/1321,0)=2240,1; в)a=320*305,8/(32,8-47,0)*ln(1020,0/1478,0)=2555,9; г)a=325,53*314,5/(41,5-52,43)*ln(1171,0/1321,0)=1127,1; д)a=309,8*305,8/(32.8-36,8)*ln(1321,0/1478,0)=2659,7; е)a=325,3*305,8/(32,8-52,3)*ln(1171,0/1478,0)=1187,8; ж)a=305,8*300,8/(27,8-32,8)*ln(1478,0/1711,0)=2693,1.
А среднее найдем как среднее арифметическое из всех значений а.
Аср=(2359,3+2240,1+2555,9+1127,1+2659,7+1187,8+2693,1)/7= 2117,6
3.Расчет температурного коэффициента сопротивления для термистора.
a a(273 T)T2 e 273T
а) =-2118/(296,1)2*exp(2118*(273-296,1)/273*296,1)= -0.013K-1; б) =-2118/(325,3)2*exp(2118*(273-325,3)/273*325,3)= -0.0057K-1; в) =-2118/(320)2*exp(2118*(273-320)/273*320)= -0.0066K-1;
г) =-2118/(314,5)2*exp(2118*(273-314,5)/273*314,5)= -0.0077K-1; д) =-2118/(309,8)2*exp(2118*(273-309,8)/273*309,8)= -0.0088K-1; е) =-2118/(305,8)2*exp(2118*(273-305,8)/273*305,8)= -0.0098K-1; ж) =-2118/(300,5)2*exp(2118*(273-300,5)/273*300,5)= -0.0114K-1;
ср=-0,009 K-1;
График зависимости сопротивления термистора от температуры
График зависимости сопротивления металлического терморезистора от температуры
Выводы:
1) При полученных в ходе эксперимента данным и при последующей их обработке можно сделать вывод, что в лабораторной работе использовался металлический терморезистор, сделанный из кобальта.
2) Значение для термистора отрицательное что и соответствует теоретическим сведениям
3) Сопротивление терморезистора имеет линейную зависимость увеличивается с ростом температур
4) Сопротивление термистора имеет экспоненциальную зависимость и уменьшается с ростом t