mf51

Según la teoría de los semiconductores, la relación entre la resistividad y la temperatura absoluta de los materiales semiconductores generales es

(1-1)

donde a y b son para El mismo material semiconductor es una constante y su valor está relacionado con las propiedades físicas del material. Por lo tanto, el valor de resistencia del termistor se puede escribir de acuerdo con la ley de resistencia como

(1-2)

donde es la distancia entre los dos electrodos, es la sección transversal del termistor, .

Para una determinada resistencia, yb son ambas constantes, que pueden medirse experimentalmente. Para facilitar el procesamiento de datos, tomamos el logaritmo de ambos lados de la fórmula anterior, luego tenemos

(1-3)

La fórmula anterior muestra que existe una relación lineal entre y. En el experimento, siempre que se mida cada temperatura y el valor de resistencia correspondiente sea la abscisa y la ordenada, la gráfica obtenida debe ser una línea recta. obtenerse mediante método gráfico, método de cálculo o método de mínimos cuadrados.

El coeficiente de temperatura de resistencia del termistor viene dado por la siguiente fórmula

(1-4)

El valor b obtenido del método anterior y la habitación Fórmula de sustitución de temperatura (1-4), puede calcular el coeficiente de resistencia a la temperatura a temperatura ambiente.

El valor de resistencia del termistor a diferentes temperaturas se puede medir mediante un puente CC desequilibrado. El diagrama esquemático del puente de CC desequilibrado se muestra a la derecha. Entre B y D hay una resistencia de carga. Siempre que se mida, se puede obtener el valor.

Cuando la resistencia de carga → , es decir, la salida del puente está en estado abierto

=0, solo hay salida de voltaje, representada por El puente está en equilibrio. Para lograr precisión en la medición, el puente debe estar preequilibrado antes de la medición para que el voltaje de salida solo esté relacionado con el cambio de resistencia de un brazo.

Si R1, R2 y R3 son fijos, R4 es la resistencia a medir y R4 = RX, entonces cuando R4→R4 △R, la salida de voltaje debido al puente desequilibrado es:

(1-5)

Al medir el termistor MF51, el puente de CC desequilibrado utiliza un puente vertical, y, luego

(1 —6)

p>

En la fórmula, R y son valores de resistencia preajustados y equilibrados. Después de medir la salida de voltaje, △R se puede obtener calculando la fórmula (1-6), por lo tanto =R4 △R.

3. Investigación sobre las características de resistencia-temperatura del termistor

Estudie el circuito puente en función de las características de resistencia-temperatura del termistor semiconductor MF51 (2,7 kΩ) en la Tabla 1, y diseño El valor de la resistencia R y de cada brazo es para garantizar que la salida de voltaje no se desborde (en este experimento = 1000,0 Ω, = 4323,0 Ω).

Según el tipo de puente, preajuste el equilibrio, gire el interruptor de "conversión de función" a la posición de "voltaje", presione los interruptores G y B, encienda el dispositivo de calentamiento experimental para calentar, y medir un valor cada 2°C y enumerar los datos de medición (Tabla 2).

Tabla 1 Resistencia ~ Características de temperatura del termistor semiconductor MF51 (2,7 kΩ)

Temperatura °C 25 30 35 40 45 50 55 60 65

Resistencia Ω 2700 2225 1870 1573 1341 1160 1000 868 748

Tabla 2 Datos de medición (vertical) de la forma de salida de voltaje del puente desequilibrado del termistor MF51

i 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Temperatura t℃ 10,4 12,4 14,4 16,4 18,4 20,4 22,4 24,4 26,4 28,4

Termodinámica T K 283,4 285,4 287,4 289,4 291,4 293,4 29 5,4 299,4 301,4

0,0 -12,5 -27 -42,5 -58,4 -74,8-91,6 -107,8-126,4 -144,4

0,0 -259,2-529-789-1024,8 -1451,9-1815,4-1977,9

4323,0 4063,8 3793,1 .0 3295.8 3074.9 2871.1 2692,9 2507,6 2345,1

Se realiza una gráfica en base a los datos obtenidos en la Tabla 2, como se muestra a la derecha. La ecuación lineal calculada mediante el método de mínimos cuadrados es, es decir, la expresión matemática de las características de resistencia-temperatura del termistor semiconductor MF51 (2,7kΩ) es.

4. Error de resultado experimental

La expresión matemática de la característica resistencia-temperatura del termistor semiconductor MF51 obtenida a través del experimento es. Los valores medidos de las características de resistencia-temperatura del termistor se calculan en base a la expresión obtenida y son consistentes con los valores de referencia dados en la Tabla 1, como se muestra en la siguiente tabla:

Tabla 3 Comparación de resultados experimentales

Temperatura ℃ 25 30 35 40 45 50 55 60 65

Valor de referencia RT Ω 2700 2225 1870 1573 1341 1160 1000 868 748

Valor de medición RT Ω 2720 ​​2238 1900 1587 1408 1232 1074 939 823

El error relativo es 0,74 0,58 1,60 0,89 4,99 6,20 7,40 8,18 10,00

A partir de los resultados anteriores, es básicamente dentro del rango de error experimental. Pero podemos encontrar claramente que a medida que aumenta la temperatura, el valor de resistencia se vuelve más pequeño, pero el error relativo aumenta, lo que se debe principalmente al efecto de calentamiento interno.