docTermistor. B d i l ż ś i ji Badanie zależności rezystancji od
download 
Reklamacja Transkrypt
Termistor. B d i l ż ś i ji Badanie zależności rezystancji od
Termistor. Badanie B d i zależności l ż ś i rezystancji ji od temperatury e pe a u y Cel: pomiar wspłczynnika temperaturowego rezystancji α termistora w dwóch zakrsach pracy: rezystancji malejącej i rosnącej ze wzrostem temperatury. Interpretacja logarytmiczna zależności malejącej za pomocą wyznaczenia przerwy energetycznej Eg. Obliczenie jego niepewności pomiarowej ∆α i ∆Eg. Wyższa Szkoła Turystyki i Ekologii Wydział Informatyki, rok I 2014‐03‐08 Rezystancja w funkcji temperatury Rezystancja przewodnika (metalu) rośnie ze wzrostem Oznaczenia: temperatury liniowo: R( t ) = R0 ( 1 + α ⋅ ∆t ) R0– rezystancja w temperaturze odniesienia t0, ∆t –p przyrost y temperatury p y liczont względem gę temperatury odniesienia t0,, α – temperaturowy współczynnik rezystancji W półprzewodniku jest tak dużo ruchomych nośników ładunku (elektronów), że wzrostt temperatury t t nie i ma już j ż wpływu ł na ich i h liczbę. li b Z temperaturą t t rośnie ś i jednak amplituda drgań atomów w pozycjach węzłowych sieci krystalicznej. Dlatego rośnie przekrój czynny na zderzenia elektronów z atomami sieci i rezystancja wzrasta, wzrasta czyli współczynnik α jest dodatni. dodatni Termistor jest elemntem półprzewodnikowym więc powyższą zależność można stosować tylko lokalnie. 2014‐03‐08 WSTiE Sucha Beskidzka ‐ Fizyka Rezystancja w funkcji temperatury R [Ω] R( t ) = R0α ⋅ ∆t + R0 Za pomocą Metody Regresjiji Liniowej: i i j y = ax + b R0 = b a α= b ZP Prawa Przenoszenia P i Niepoewności pomiarowej: ∆t [oC] Za temperaturę odniesinia przyjąć temperaturę trochę niższą od najniższej temperatury mierzonej np. t0=20oC. 2014‐03‐08 WSTiE Sucha Beskidzka ‐ Fizyka ∆R0 = σ b 2 2 σa σb ∆α = α 2 + 2 a b Rezystancja w funkcji temperatury Rezystancja półprzewodnika maleje ze wzrostem temperatury Oznaczenia: lwedług równania: R( t ) = A exp Eg 2 k BT A– stała reprezentująca maksymalną możliwą liczbęę ruchomych y nośników ładunku w wysokich temperaturze, T – temperatura bezwzględna T=t+273,15 , Eg – szerokość przerwy energetycznej półprzewonika, ół ik kB – stała Boltzmanna W półprzewodniku liczba ruchomych nośników ładunku (elektronów lub dziur), dziur) rośnie ze wzrost temperatury. 2014‐03‐08 WSTiE Sucha Beskidzka ‐ Fizyka Rezystancja w funkcji temperatury Po zlogarytmowaniu obu stron Eg 1 logarytmem o podstawie 10: log R( t ) = ⋅ + log A 2k B ln 10 T logR Za pomocą Metody y = ax + b Regresji Liniowej: A = 10b E g = a ⋅ 2k B ln 10 ZP Prawa Przenoszenia P i Niepoewności pomiarowej: 1 1 T o K 2014‐03‐08 WSTiE Sucha Beskidzka ‐ Fizyka ∆A = ln 10 ⋅ A ⋅ σ b ∆E g = 2k B ⋅ ln 10 ⋅ σ a Rezystancja w funkcji temperatury Tabela p pomiarów: Termistor PTC: t [oC] Termistor NTC: R [Ω] t [oC] 25 25 ... ... 100 100 2014‐03‐08 R [Ω] WSTiE Sucha Beskidzka ‐ Fizyka 1/T [1/deg] logR Rezystancja w funkcji temperatury PTC Opracowanie O i pomiarów: i ó Sporządź wykres zależności R(∆t) dla termistora PTC. Za pomocą funkcji LINEST przeprowadź regresję liniową w obu obszarach najlepszej liniowości wykresu (pominąć część punktów w obszarze „dołka”). Ze współczynników nachylenia prostej regresji a i b wyznacz rezystancję R0 w temperaturze odniesienia i temperaturowy współczynnik rezystancji α (dla obu obszarów liniowych). Z odchyleń d h l ń standardowych t d d h σa i σb wyznacz niepewności i ś i pomiarowe wyznaczonych wartości R0 i α (dla obu obszarów liniowych). 2014‐03‐08 WSTiE Sucha Beskidzka ‐ Fizyka Rezystancja w funkcji temperatury NTC Opracowanie O i pomiarów: i ó Sporządź wykres zależności logR(1/T) dla termistora PTC. Za pomocą funkcji LINEST przeprowadź regresję liniową. Ze współczynników nachylenia prostej regresji a i b wyznacz współczynnik A i przerwę energetyczną Eg . Z odchyleń standardowych σa i σb wyznacz niepewności pomiarowe wyznaczonych wartości A i Eg . 2014‐03‐08 WSTiE Sucha Beskidzka ‐ Fizyka
