用于研究热敏电阻的伏安特性和电阻温度特性的实验箱的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种用于研究热敏电阻的伏安特性和电阻温度特性的实验箱，包括有箱体、箱盖，箱体中设有基板，基板上设有电源开关、电源电压表头、0-10KΩ电位器、微安表表头、毫安表表头、用于接热敏电阻的预留接线端、四个固定电阻、可调电位器、两个单刀双掷开关、可调式电阻箱；箱体内设有可调直流稳压电源板、变压器，箱体的背面设有保险丝底座、电源底座，箱盖前端设有锁扣、后端设有合页，箱盖内部设有口袋，箱体的前壁上设有与锁扣对应的锁销、后壁上也设有合页，箱体前端中部设有把手。本实用新型结构整洁，进一步帮助学生掌握热敏电阻的伏安特性和电阻温度特性，使用方便。
【专利说明】用于研究热敏电阻的伏安特性和电阻温度特性的实验箱
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及大学物理实验装置，特别涉及一种用于研究热敏电阻的伏安特性和电阻温度特性的实验箱。
【背景技术】
[0002]温度报讯和温度控制在我们的日常生活和生产、科研中具有广泛的应用，例如，火警报讯器、恒温烘箱、电冰箱等。在这些应用装置中，常常是由电信号被“加工”以后去控制执行机构工作的。但在“加工”之前，首先必须把由被控系统给出的温度信号转换为相应的电信号。温度传感器就是执行这一任务的器件。温度传感器是最早开发，应用最广的一类传感器。根据美国仪器学会的调查，1990年，温度传感器的市场份额大大超过了其他的传感器。从17世纪初伽利略实用新型温度计开始，人们开始利用温度进行测量。真正把温度变成电信号的传感器是1821年由德国物理学家赛贝实用新型的，这就是后来的热电偶传感器。
实用新型内容
[0003]本实用新型目的就是为了弥补已有技术的缺陷，提供一种用于研究热敏电阻的伏安特性和电阻温度特性的实验箱。
[0004]本实用新型是通过以下技术方案实现的:
[0005]用于研究热敏电阻的伏安特性和电阻温度特性的实验箱，其特征在于:包括有箱体、箱盖，箱体中设有基板，基板上设有电源开关、电源电压表头、0-10K Ω电位器、微安表表头、毫安表表头、用于接热敏电阻的预留接线端、四个固定电阻、可调电位器、两个单刀双掷开关、可调式电阻箱；箱体内设有可调直流稳压电源板、变压器，箱体的背面设有保险丝底座、电源底座，所述的箱盖前端设有锁扣、后端设有合页，箱盖内部设有口袋，箱体的前壁上设有与锁扣对应的锁销、后壁上也设有合页，箱体前端中部设有把手。
[0006]所述的用于研究热敏电阻的伏安特性和电阻温度特性的实验箱，其特征在于:所述的电源电压表头使用高精度5位数码管显示电压表数显表头，量程范围为0-33.000V,显示电源输出电压，并用接线柱将工作电源的正负两端连接到实验箱基板上。
[0007]所述的用于研究热敏电阻的伏安特性和电阻温度特性的实验箱，其特征在于:所述的0-10KΩ电位器控制电源输出电压的大小可调范围位1.2V-8V。
[0008]所述的用于研究热敏电阻的伏安特性和电阻温度特性的实验箱，其特征在于:所述的微安表表头使用四位半LED直流显电流表，量程范围为O—200.00微安，主要用于测量回路中阻值较大的电阻流过的电流值，用接线柱将表头的输入两端连接到实验箱基板上。
[0009]所述的用于研究热敏电阻的伏安特性和电阻温度特性的实验箱，其特征在于:所述的毫安表表头使用四位半LED直流显电流表，量程范围为O—200.00毫安，主要用于测量回路中阻值较小的电阻流过的电流值，用接线柱将表头的输入两端连接到实验箱基板上
[0010]所述的用于研究热敏电阻的伏安特性和电阻温度特性的实验箱，其特征在于:所述的固定电阻为100Ω，精度为0.1%，在搭建非平衡电桥电路时使用，用接线柱将两端连接到实验箱基板上。
[0011]所述的用于研究热敏电阻的伏安特性和电阻温度特性的实验箱，其特征在于:所述的可调电位器的可调范围是0Ω — 1K Ω。
[0012]所述的用于研究热敏电阻的伏安特性和电阻温度特性的实验箱，其特征在于:所述的可调直流稳压电源板包括有两个，其中一个将变压器输出的8V交流电，通过四个1N4007 二极管组成的整流桥，进行整流滤波，再依次通过电容、317芯片、多圈电位器、输出电压并联电压表表头，将用接线柱将电源正负两端连接到实验箱基板上；另外一个可调直流稳压电源板通过调节多圈电位器使其输出电压为5V，直接给微安表、毫安表及两个电压表的表头供电。
[0013]所述的用于研究热敏电阻的伏安特性和电阻温度特性的实验箱，其特征在于:所述的保险丝底座中装入1-3A的保险丝。
[0014]所述的用于研究热敏电阻的伏安特性和电阻温度特性的实验箱，其特征在于:所述的变压器将220V的交流电变压为8V的交流电压。
[0015]本实用新型的优点是:
[0016]本实用新型结构整洁，进一步帮助学生掌握热敏电阻的伏安特性和电阻温度特性，使用方便。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]图1为本实用新型的基板的结构示意图。
[0018]图2为本实用新型的箱体内部部件分布平面图。
[0019]图3为本实用新型的箱体背面板平面图。
[0020]图4为箱盖的平面图。
[0021]图5为可调直流稳压电源板原理图。
[0022]图6为热敏电阻温度计电路图。
[0023]图7为热敏电阻的电阻-温度特性曲线图。
【具体实施方式】
[0024]如图1-5所示，用于研究热敏电阻的伏安特性和电阻温度特性的实验箱，包括有箱体、箱盖，箱体中设有基板，基板上设有电源开关1、电源电压表头2、0-10K Ω电位器3、微安表表头4、毫安表表头5、用于接热敏电阻的预留接线端6、四个固定电阻7、可调电位器8、两个单刀双掷开关9、可调式电阻箱10 ;箱体内设有可调直流稳压电源板11、变压器14，箱体的背面设有保险丝底座12、电源底座13，箱盖前端设有锁扣19、后端设有合页17，箱盖内部设有口袋18，箱体的前壁上设有与锁扣19对应的锁销15、后壁上也设有合页17，箱体前端中部设有把手16。
[0025]本实用新型的实验箱主要包括:基板、箱体、箱盖，各部件的具体介绍如下:
[0026]基板(图1)
[0027]1、电源开关，控制整个实验箱电源的通断
[0028]2、电源电压表头，使用高精度5位数码管显示电压表数显表头，量程范围为0—4.3000V—33.000V，显示电源输出电压，并用接线柱将工作电源的正负两端连接到实验箱基板上
[0029]3、0Ω--10ΚΩ电位器，电源输出电压的大小可调范围1.2ν — 8ν
[0030]4、微安表表头，使用四位半LED直流显电流表，量程范围为O — 200.00微安，主要用于测量回路中阻值较大的电阻流过的电流值，用接线柱将表头的输入两端连接到实验箱基板上
[0031 ] 5、毫安表表头，使用四位半LED直流显电流表，量程范围为O— 200.00毫安，主要用于测量回路中阻值较小的电阻流过的电流值，用接线柱将表头的输入两端连接到实验箱基板上
[0032]6、需接热敏电阻的预留接线端，，选择不同型号的小型热敏电阻，焊上引线，套上一段塑料套管，再把它浸在熔化的石蜡锅里浸蜡封口，将热敏电阻放入不同温度的水中，或配合恒温控制实验箱进行实验操作。
[0033]7、固定电阻，线性电阻R1为100Ω，精度为0.1%，在搭建非平衡电桥电路时使用，用接线柱将两端连接到实验箱基板上
[0034]8、可调电位器W，0Q — 10ΚΩ电位器R，在回路起分压的作用，用接线柱将电位器的三个端点连接到实验箱基板上
[0035]9、两个单刀双掷钮子开关!^、!^，用接线柱将单刀双掷三个端点连接到实验箱基板上
[0036]10、可调式电阻箱，用接线柱将两端连接到实验箱基板上
[0037]在实验过程中，使用电流表的内接法和外接法分别测出51 Ω和9.4ΚΩ电阻值，比较相对误差和绝对误差的大小。
[0038]接线柱均使用4mm安全型香蕉插头底座，使用4mm安全型香蕉插头的导线，防止接触不良现象。
[0039]箱体(图2)内，
[0040]11、其中一个可调直流稳压电源板E (图5、原理图)。将电压器输出的8V交流电，通过四个1N4007 二极管组成的整流桥，进行整流滤波，再依次通过电容、317芯片、多圈电位器(实现输出直流稳压电进行可调操作)、输出电压并联电压表表头(输出电压可读的)，将用接线柱将电源正负两端连接到实验箱基板上。另外一个可调直流稳压电源板，通过调节多圈电位器使其输出电压为5V,直接给微安表、毫安表及两个电压表的表头供电
[0041]12、保险丝底座，装入1-3A的保险丝，保护供电线路
[0042]13、电源底座，直接插上220V左右市电，给实验箱供电，节能环保。
[0043]14、变压器，将220V的交流电变压为8V的交流电压。
[0044]15、锁销，箱体前端设有两个锁销与箱盖前端的两个锁扣配合连接使用
[0045]16、把手，箱体前端中间部分设有一个把手，方便实验箱的搬动。
[0046]箱体背面(图3)，
[0047]箱盖(图4)
[0048]17、箱盖后端设有两个合页连接箱体
[0049]18、箱盖内有一口袋，放安全型香蕉插头测试线和电源线
[0050]19、锁扣，箱盖前端设有两个锁扣与锁销配合连接[0051 ] 通过此实验实验箱进行实验，了解并掌握非平衡电桥的工作原理及其在非电量电测法中的应用。
[0052]原理简介:
[0053]设计热敏电阻温度计的电路图(图6)所示，(图中RT为热敏电阻，R2为变阻器，W是电位器)。根据电路图(图6)，可以测定热敏电阻的电阻一温度特性，根据电路图，结合电阻一温度特性曲线测量未知温度
[0054]取R2 = R3，R1值等于测温范围最低温度(0°C )时热敏电阻的阻值。R4是校正满刻度电流用的。取R4值等于测温范围最高温度(100°C)时热敏电阻的阻值。测量时首先把S2接在Rl端，改变W使微安表指示满刻度，然后再把S2接在RT端，如果在(TC时，RT =R1，R3 = R2，电桥平衡，微安表指示为零。温度越高，RT值越小，电桥越不平衡，通过表头的电流也就越大。根据基尔霍夫定律有:
gm B B B \w
γ^「「? r
L0055」 i.=-
SJL
Bk
[0056]其中Λ = Rg(RT+R2) (R3+R4) +RtR2 (R3+R4) +R3R4 (Rt+R2)。由上式可以通过 Ig 的测量值计算出各个温度下的RT。这样就可以用通过表头的电流来表征被测温度的高低，以上是利用非平衡电桥法设计半导体温度计的原理。
[0057]热敏电阻的电阻一温度特性曲线如图7所示:
[0058]可以看出其阻值随温度升高而很快减小，用它来设计测温计或传感器是很灵敏的。
【权利要求】
1.用于研究热敏电阻的伏安特性和电阻温度特性的实验箱，其特征在于:包括有箱体、箱盖，箱体中设有基板，基板上设有电源开关、电源电压表头、0-10K Ω电位器、微安表表头、毫安表表头、用于接热敏电阻的预留接线端、四个固定电阻、可调电位器、两个单刀双掷开关、可调式电阻箱；箱体内设有可调直流稳压电源板、变压器，箱体的背面设有保险丝底座、电源底座，所述的箱盖前端设有锁扣、后端设有合页，箱盖内部设有口袋，箱体的前壁上设有与锁扣对应的锁销、后壁上也设有合页，箱体前端中部设有把手。
2.根据权利要求1所述的用于研究热敏电阻的伏安特性和电阻温度特性的实验箱，其特征在于:所述的电源电压表头使用高精度5位数码管显示电压表数显表头，量程范围为0-33.000V，显示电源输出电压，并用接线柱将工作电源的正负两端连接到实验箱基板上。
3.根据权利要求1所述的用于研究热敏电阻的伏安特性和电阻温度特性的实验箱，其特征在于:所述的0-10ΚΩ电位器控制电源输出电压的大小可调范围位1.2V-8V。
4.根据权利要求1所述的用于研究热敏电阻的伏安特性和电阻温度特性的实验箱，其特征在于:所述的微安表表头使用四位半LED直流显电流表，量程范围为0— 200.00微安，主要用于测量回路中阻值较大的电阻流过的电流值，用接线柱将表头的输入两端连接到实验箱基板上。
5.根据权利要求1所述的用于研究热敏电阻的伏安特性和电阻温度特性的实验箱，其特征在于:所述的毫安表表头使用四位半LED直流显电流表，量程范围为0— 200.00毫安，主要用于测量回路中阻值较小的电阻流过的电流值，用接线柱将表头的输入两端连接到实验箱基板上。
6.根据权利要求1所述的用于研究热敏电阻的伏安特性和电阻温度特性的实验箱，其特征在于:所述的固定电阻为100Ω，精度为0.1%，在搭建非平衡电桥电路时使用，用接线柱将两端连接到实验箱基板上。
7.根据权利要求1所述的用于研究热敏电阻的伏安特性和电阻温度特性的实验箱，其特征在于:所述的可调电位器的可调范围是0Ω —10 ΚΩ。
8.根据权利要求1所述的用于研究热敏电阻的伏安特性和电阻温度特性的实验箱，其特征在于:所述的可调直流稳压电源板包括有两个，其中一个将变压器输出的8V交流电，通过四个1N4007 二极管组成的整流桥，进行整流滤波，再依次通过电容、317芯片、多圈电位器、输出电压并联电压表表头，将用接线柱将电源正负两端连接到实验箱基板上；另外一个可调直流稳压电源板通过调节多圈电位器使其输出电压为5V，直接给微安表、毫安表及两个电压表的表头供电。
9.根据权利要求1所述的用于研究热敏电阻的伏安特性和电阻温度特性的实验箱，其特征在于:所述的保险丝底座中装入1-3A的保险丝。
10.根据权利要求1所述的用于研究热敏电阻的伏安特性和电阻温度特性的实验箱，其特征在于:所述的变压器将220V的交流电变压为8V的交流电压。
【文档编号】G01R31/00GK204102398SQ201420342679
【公开日】2015年1月14日 申请日期:2014年6月24日 优先权日:2014年6月24日
【发明者】洪炜宁, 钱良存, 袁兴红, 章魏, 吴志鹏, 周宗立, 叶剑, 解彬彬, 张凌峰 申请人:安徽农业大学