Matlab在热敏电阻特性测量实验中的应用

NTC热敏电阻阻值-温度的关系具有非线性特征,本文应用Matlab GUI编写热敏电阻阻值-温度数据处理界面,采用基本指数方程、Steinhart-Hart方程和Hoge-3方程三种不同的校准方程对实验数据进行拟合,研究了校准方程对NTC热敏电阻温度测量精度的影响。结果表明,Hoge-3方程在本文所选取的温度范围内相对于其它两种校准方程具有更精确的拟合能力。     

利用串并联电阻法实现NTC热敏电阻测温线性化的探究

负温度系数(NTC)热敏电阻由于其灵敏度高、工作温度范围宽、使用方便等优点,在温度测量、温度控制等方面具有广泛的应用。但NTC热敏电阻的R-T特性存在着严重的非线性,在实际使用中,为了能更方便地进行测量,需要对它进行线性化处理。本文针对大学基础物理实验中使用的NTC热敏电阻,探究了用串并联电阻法设计近似线性化NTC热敏电阻R-T特性的方案,给出了一种简单易行的确定串并联电阻阻值的方法,并进行了实验验证。该方法在精度要求不高的情况是一种比较实用的热敏电阻线性化方法。     

基于热敏电阻温度特性的拓展实验系列研究

介绍了应用于大学物理实验教学实验中的热敏电阻温度特性实验及拓展实验系列．基于“热电阻铂和NTC热敏电阻温度特性研究”这一设计性实验,给出了相关的3个拓展实验：选择合适的元件将微安表改装成温度表,并确定测温量程范围;对电路进行改进,用铂热电阻制作热电阻式流量计;利用NTC热敏电阻温度传感器和运算放大器,对电路作进一步拓展,制作医用电子体温计．     

热敏电阻温度特性的计算机数据采集

以大学物理实验中对PTC,NTC等热敏电阻元件的电阻-温度特性的测量实验为例,介绍了计算机数据采集与处理技术在大学物理实验教学中的具体应用.     

基于惠斯通电桥探究热敏电阻与温度之间的关系

大学物理实验课覆盖范围广，具有严谨的理论基础和科学的实验方法，是培养学生科学思维、提高科学素养的重要手段。但是，目前大学物理实验存在创新性不足，与生活结合性不强等问题。本次实验以热敏电阻替代定值电阻作为研究对象，以惠斯通电桥作为载体，研究NTC型热敏电阻在不同温度下电阻值与温度之间的关系。通过拟合温度与电阻值之间的变量关系，得到电阻值(R_T)随温度(T)变化的函数关系，进而可以得出在任意温度的电阻值。基于热敏电阻在日常生活中随处可见，提高学生的学习兴趣，从而进一步提高基础物理实验的拓展性，提高学生的动手能力和创新能力。     

应用非平衡电桥测量NTC热敏电阻的实验原理及误差分析

按测量方式的不同,可把电桥可分为平衡电桥与非平衡电桥。通常来说,平衡电桥只适用于测量具有相对稳定状态的物理量。而在实际的应用中,由于很多物理量是在不断变化的,故只能利用非平衡电桥进行测量。NTC热敏电阻具有热敏系数大,常温下电阻阻值较大,结构简单,价格低廉的特点,故而在测试和自动控制领域具有广泛应用。本文重点介绍了利用非平衡电桥测量NTC热敏电阻的实验原理,讨论了实验过程中引入的非线性误差,并得出了非平衡状态下输出电压与桥臂阻值的关系。     

温度计的设计与制作

选用了成本低、体积小的MF52型NTC陶瓷热敏电阻作为感温元件,利用九孔电路板作为实验底板,组装元器件便于更换的线性温度计。介绍了非平衡电桥测温原理、提出了测温元件的选择方法、给出了温度计参数设计实例、并完成了仪器的安装和实验验证。在测温范围20～70℃内,通过合理的参数设计,使得微安表的示数近似与温度成线性关系,因此可以作为电子温度计使用。     

第26届全国中学生物理竞赛(决赛)实验试题的解答与考试评析

第26届全国中学生物理竞赛(决赛)中的实验试题为"利用负温度系数(NTC)热敏电阻设计制作数字体温计"和"玻璃材料物理特性的实验研究",本文介绍了两个实验试题的实验内容、实验原理及部分答案,并对参赛学生的实验考试结果进行了分析.     

非平衡电桥测温原理的应用

文中利用非平衡电桥的测温原理制作线性温度计,为大学本科物理自主性实验提供可行性的实验仪器。经过市场调研,选用了MF52型NTC陶瓷热敏电阻作为感温元件,九孔电路板作为实验底板,微安表作为显示器来组装便于更换的线性温度计。元件选择和参数设计合理,在测温范围20~70℃内,微安表的示数近似与温度呈线性关系,可以作为电子温度计使用。元器件易于更换,可操作性强,有利于学生动手能力和自主创新能力的培养。     

热敏电阻温度特性的测定

针对热敏电阻温度特性在实验检测中存在的问题,设计出一种新的检测装置,结合传统的数据处理,改革实验教学方法,从而较准确地检测出典型热敏电阻温度特性参数,对热敏电阻温度特性有了一定的了解．     

电流表的温度补偿

分析了电流表的温度误差现象，简要介绍了串联可变电阻补偿方法和相同材料电阻补偿方法，重点叙述了3NTC热敏补偿法的实验原理、实验方法，并给出了测量结果．     

Study of microstructure,impedance and dc electrical properties of RuO2–spinel based screen printed ‘green’ NTC thermistor

The NTC powder materials were prepared chemically using acetates of (Mn–Co–Ni), as precursor materials. The sintering of the powders shows the existence of spinel phases at comparatively low temperature, i.e. 800 °C. ‘Green’ thick films were prepared by admixing of the spinel powder, RuO₂, lead free glass frit and the organic vehicle. Synthesized powders as well as the thermistor films were characterised by FTIR spectroscopy, TG/DTA, XRD and SEM. The electrical parameters like sheet resistance, thermistor constant, temperature co-efficient of resistance of the thick film thermistors are presented. The impedance of the thermistor films was measured and it has been correlated with the theoretical model and its equivalent circuit using the ‘Cole–Cole’ plots.     

第26届全国中学生物理竞赛(决赛)实验试题的解答与考试评析(续)

3实验试题Ⅱ的解答与评析 本实验要求研究光学玻璃材料的物理特性(波长范围为400～700 nm).3.1实验装置及材料 1)玻璃样品1个(利用ZF1光学玻璃制成的三棱镜,其顶角为60°00′,误差为2.0′).     

Resistive switching in a negative temperature coefficient metal oxide memristive one-port

A current-controlled memristive one-port was constructed from cobalt monoxide (CoO) using a traditional solid reaction method at 1150 °C in argon atmosphere. Hysteretic current–voltage (I–V) characteristics and resistance switching were investigated in the as-obtained Ag/CoO/Ag cell. Dependences of the I–V loop on voltage range (0 to 10, 11, and 12 V), voltage scan rate (0.1, 1, and 10 V/s), and temperature (323, 373, and 423 K) were reported. A thermistor model for materials with negative temperature coefficient (NTC) was proposed for explanation of the mechanism. An ideal NTC thermistor-based memristive one-port would broaden the applications of memristors and memristive devices.     

温度调谐技术测量CO2在6320～6336cm-1波段的吸收光谱

针对当前可调谐半导体激光器吸收光谱(TDLAS)技术中调谐范围、调谐时间以及系统复杂性方面存在的不足,提出了利用激光器模块中的热电制冷器(TEC)和负温度系数(NTC)热敏电阻等元件对激光二极管(LD)进行温度宽谱调谐的方法,并在快速温度调谐过程中精确计算激光器的辐射波长。利用温度调谐二极管吸收光谱技术在3s的时间内测得了CO2气体在6320～6336cm-1波段的高分辨率吸收光谱。在此波段共测得8个较强吸收线。将得到的光谱参数与HITRAN 2008中的数据比较,吸收线位置、线强以及半峰全宽(FWHM)的偏差分别小于1%,3%以及6%。另外,测得的14条较弱的吸收谱线也与谱库中的谱线参数吻合。     

激励电流对MF5602型低温热敏电阻性能的影响

在20 K-50 K温度范围内研究了测量激励电流对新工艺生产的MF 5602型低温热敏电阻温度计的影响.结果表明:新工艺生产的MF 5602型低温热敏电阻温度计受工作激励电流影响大,应根据测量要求选用不同精度等级的恒流源用恒流源法进行测量.     

基于单片机和半导体制冷片的热敏电阻实验

介绍了半导体制冷片的基本结构,基于单片机和半导体制冷片设计了热敏电阻温度特性研究实验,设计完成了温度特性研究系统的硬件电路和软件构造,探讨了单片机和半导体制冷片在物理实验中的应用.此实验平台具有很好的扩张性,可用于设计组成各种温度控制类的实验内容.所完成的温度特性研究实验系统具有集成度高、体积小、使用方便等特点.     

Bi0.5Ba0.5FeO3 陶瓷的电性能及阻抗分析

以传统的固相反应法制备了Bi_0.5Ba_0.5FeO₃陶瓷,并采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、直流阻温测试仪和交流阻抗分析仪测试了Bi_0.5Ba_0.5FeO₃陶瓷的微结构和电性能.分析结果表明:Bi_0.5Ba_0.5FeO₃陶瓷具有立方钙钛矿结构,颗粒尺寸约1.0 μm;在16—280 ℃范围内,Bi_0.5Ba_0.5FeO₃陶瓷表现出明显的负温度系数热敏效应,其热敏常数、活化能分别为6490 K及0.558 eV;介电温谱揭示,在280 ℃下Bi_0.5Ba_0.5FeO₃陶瓷材料没有出现相变行为.对于交流阻抗谱,采用3个串联的RQ(R与Q为并联)等效部件来拟合分析,拟合结果表明拟合数据与实验数据高度匹配,且这3个等效部件分别代表晶界、晶粒和晶壳的贡献.3个部件中,晶粒对陶瓷电阻阻值的影响最大,晶壳贡献次之,晶界最小,且3个部件电阻值都显示出负温度系数效应.在25—115 ℃范围内,电学模量虚部峰频与阻抗虚部峰频始终不匹配,意味着Bi_0.5Ba_0.5FeO₃陶瓷体内部一直表现出局域导电机理. 关键词： 0.5Ba_0.5FeO₃陶瓷')" href="#">Bi_0.5Ba_0.5FeO₃陶瓷 电性能 阻抗分析     

探空温度传感器的计算流体动力学分析与实验研究

伴随着数值天气预报和气候变化研究精细化程度的不断提高, 希望探空温度传感器的观测精度达到0.1 K数量级. 为了实现此目标, 运用计算流体动力学方法对珠状热敏电阻从海平面上升至20 km高空的整个过程进行数值仿真分析. 并在此基础上, 针对影响测温精度的太阳辐射强度和传感器倾斜角度两个因素进行分析. 仿真结果表明, 太阳辐射强度和海拔高度是辐射误差的重要影响因子. 当传感器倾斜角度为90°时, 珠状热敏电阻的辐射误差最小. 通过麦夸特法和通用全局优化法对仿真数据进行拟合, 获得不同海拔高度和太阳辐射强度下的辐射误差修正方程; 为验证方程的准确性, 设计和搭建太阳辐射误差模拟系统. 实验结果表明, 辐射误差实验测量值与修正方程修正值之间的平均偏移量为0.017 K, 均方根值RMS误差为0.023 K, 验证了计算流体动力学方法、麦夸特法和通用全局优化法获得辐射误差数据的准确性.     

Dynamic thermal modeling and parameter identification for monolithic laser diode module

We improve the thermal equivalent-circuit model of the laser diode module (LDM) to evaluate its thermal dynamic property and calculate the junction temperature of the laser diode with a high accuracy. The thermal parameters and the transient junction temperature of LDM are modeled and obtained according to the temperature of the thermistor integrated in the module. Our improved thermal model is verified indirectly by monitoring the emission wavelength of the laser diode against gas absorption lines, and several thermal parameters are obtained with the temperature uncertainty of 0.01 K in the thermal dynamic process.