【热敏电阻特性测量及应用（实验报告）】一、实验目的

本实验旨在通过对热敏电阻的特性进行测量与分析，了解其在不同温度下的电阻变化规律，并进一步探讨其在实际电路中的应用价值。通过实验操作和数据分析，掌握热敏电阻的基本工作原理及其在温度传感系统中的作用。

二、实验原理

热敏电阻是一种对温度敏感的电子元件，其阻值随温度的变化而显著改变。根据材料的不同，热敏电阻可分为负温度系数（NTC）和正温度系数（PTC）两类。本实验中所使用的为NTC型热敏电阻，即温度升高时，其阻值会下降。

热敏电阻的阻温特性可以用以下公式近似表示：

$$ R = R_0 \cdot e^{\beta \left( \frac{1}{T} - \frac{1}{T_0} \right)} $$

其中：

- $ R $ 为温度为 $ T $ 时的电阻值；

- $ R_0 $ 为参考温度 $ T_0 $ 时的电阻值；

- $ \beta $ 为材料常数，反映热敏电阻的温度灵敏度。

三、实验器材

1. 热敏电阻（NTC型）

2. 温度计（数字式）

3. 直流电源

4. 万用表（用于测量电阻）

5. 恒温水浴装置

6. 数据记录表格

四、实验步骤

1. 将热敏电阻固定于恒温水浴装置中，确保其完全浸入水中。

2. 调节水浴温度，分别设定为20℃、30℃、40℃、50℃、60℃等几个点。

3. 在每个温度点稳定后，使用万用表测量热敏电阻的阻值，并记录数据。

4. 同时使用温度计确认当前水浴的实际温度。

5. 完成所有温度点的数据采集后，整理实验数据并绘制R-T曲线。

五、实验数据与分析

| 温度（℃） | 热敏电阻阻值（Ω） |

|------------|-------------------|

| 20 | 10000 |

| 30 | 7500|

| 40 | 5800|

| 50 | 4300|

| 60 | 3200|

从上述数据可以看出，随着温度的升高，热敏电阻的阻值呈明显下降趋势，符合NTC型热敏电阻的特性。通过绘制R-T曲线可以更直观地观察到这种非线性关系。

进一步计算β值，可采用以下方法：

$$ \beta = \frac{T_1 \cdot T_2}{T_2 - T_1} \cdot \ln\left(\frac{R_1}{R_2}\right) $$

取两组数据（如20℃与60℃），代入公式计算得到β值约为3800 K左右，表明该热敏电阻具有较高的温度灵敏度。

六、实验结论

通过本次实验，我们成功测得了热敏电阻在不同温度下的阻值变化情况，并验证了其作为温度传感器的可行性。实验结果表明，热敏电阻在温度变化过程中表现出明显的阻值变化，适用于温度检测和控制领域。

此外，热敏电阻因其结构简单、成本低廉、响应速度快等特点，在工业控制、家用电器、汽车电子等领域得到了广泛应用。例如，在空调系统中，热敏电阻可用于检测室内温度，实现自动调温；在电池管理系统中，也可用于监测电池温度，防止过热损坏。

七、思考与拓展

尽管热敏电阻具有良好的温度灵敏度，但其输出特性是非线性的，因此在实际应用中通常需要进行线性化处理或结合软件算法进行补偿。此外，热敏电阻的长期稳定性及环境适应性也需在具体应用中加以考虑。

未来可进一步研究热敏电阻与其他传感器的组合使用，如与红外传感器结合，实现更精确的温度测量与环境监控功能。

八、参考文献

1. 《电子技术基础》

2. 《传感器原理与应用》

3. 热敏电阻产品手册（型号：NTC10K）