5金属电阻
不同的材料，电阻率随温度的变化有很大的差别，它反映了物质的内部属性，是研究物质性质的基本方法之一。当温度高于绝对温度时，在金属中，电子的定向运动受到晶格的散射而呈现出电阻。研究表明，当（T/）>0.5时，金属的电阻正比于温度T，其中是德拜温度。
上述结论是对纯金属而言，而实际上金属存在杂质、缺陷、位错等，它们会对金属造成附加电阻，这部分电阻近似地与温度无关。在金属的纯度很高时，金属的总电阻率可表示为
图一四端接线法
在直流低电压测量中，如何判断和修正乱真电势带来的影响是十分重要的。实际上，由于材料的不均匀性和温差，就有温差电势的存在。通常称为乱真电势或寄生电势。我们只要用一段短的导线把数字电压表短接，用手靠近其中一个接线端来改变温度，我们就会看到数字电压表读数的变化。在低温实验中，待测样品和传感器处在低温中，而测量仪表处在室温中，因此它们的连接线处在温差很大的环境里，并且沿导线的温度分布还会随着低温液体液面的降低、低温容器的移动等变化而变化。所以在涉及直流低电压测量的实验中，判定和消除乱真电势的影响是实验中一个十分重要的步骤。
实 验 报 告
姓 名：张伟楠班 级：F*******学 号：*******108实验成绩：
同组姓名：周元剑实验日期：2008.10.13指导老师：助教17批阅日期：
高温超导材料特性测量
实验目的
1了解高。临界温度超导材料的基本电特性和测量方法。
2了解低温下半导体 结的伏安特性与温度的关系。
3了解低温实验的测量方法。
A1.198940.00313
B-0.002351.71294E-5
------------------------------------------------------------
RSDNP
------------------------------------------------------------
实验原理
1高温超导
在低温测量时，为了减少漏热，样品的测量引线又细又长，引线的电阻与样品的电阻相比不可忽略，对超导样品来说，引线的电阻要大很多。为了减小引线电阻和接触电阻对测量带来的影响，通常采用四线测量法。
四线测量法的方法如图1所示，外两根导线为电流端，可以流过较大的测量电流，一般采用恒流源共电。电流的大小可用标准电阻的电压算出。内两根导线为电压端，引线中流过的电流极小，这样就可以避免引线电阻和接触电阻带来的测量误差。
Y = A + B * X
ParameterValueError
------------------------------------------------------------
A1.197040.00227
B-0.002731.24732E-5
------------------------------------------------------------
2
93.42
94.16
94.41
94.65
95.39
3
0.882
0.894
0.924
0.936
0.964
3
110.42
110.91
111.40
111.89
112.14
4
0.838
0.852
0.887
0.900
0.933
4
126.67
127.16
127.66
127.90
128.15
5
0.790
0.808
0.762
0.806
0.824
0.865
0.882
6
55.0
55.1
55.2
55.3
55.4
7
0.692
0.714
0.763
0.783
0.829
7
62.0
62.0
62.1
62.2
62.2
8
0.638
0.660
0.713
0.734
0.785
8
69.1
69.5
69.8
70.1
70.3
9
0.590
0.615
说明：其中每组的第6个数据点的测量有较大的误差，所以在图中删去。
ORIGIN直线拟合结果如下：
[2008-10-13 20:34 "/Graph1" (2454752)]
Linear Regression for Data1_F:
Y = A + B * X
ParameterValueError
------------------------------------------------------------
RSDNP
------------------------------------------------------------
-0.999910.0025611<0.0001
------------------------------------------------------------
[2008-10-13 20:35 "/Graph3" (2454752)]
-0.999930.002311<0.0001
------------------------------------------------------------
[2008-10-13 20:35 "/Graph2" (2454752)]
Linear Regression for Data1_G:
0.568
0.638
12
97.5
97.5
97.6
97.6
97.6
将Pt100电压换算成温度之后的数据表如下：
UPN(V)
T( )
序号
5
50
序号
5
50
1
0.976
0.986
1.007
1.015
1.035
1
76.43
76.43
76.43
76.43
76.43
2
0.927
0.937
0.962
0.972
0.996
A1.195080.00204
B-0.002841.11945E-5
------------------------------------------------------------
RSDNP
------------------------------------------------------------
4热电偶
1821年塞贝克发现由两种不同金属组成的封闭回路，当两个接点的温度不同时，电路中会出现电动势，这个现象称为塞贝克效应。其产生的电动势称为热电势或温差电势。热电偶温度计的基本原理就是物理中的塞贝克效应。
图2热电偶
热电偶基本结构如图2所示。它由两种金属导线A、B组成，导线A的一端与导线B的一端焊接，形成热电偶的工作端，用它与被测物体保持热接触，焊点的温度为T1。用来连接测量仪表的两根导线C是同样的材料，与热电偶的自由端连接，自由端的温度T2稳定不变，所以又称为参考端。参考温度可以是水的三相点（273.16K），液氮（LN）的沸点（77.35K），或液氦（ ）的沸点（4.2K）等。如果热电偶工作端与参考端的温度不等，则有温差电动势产生。温差电势的大小只与工作端与参考端的温差及电极材料有关，与电极的长度，直径无关。
0.847
0.862
0.899
5
143.91
144.16
144.40
144.65
145.14
6
0.762
0.806
0.824
0.865
0.882
6
161.15
161.40
161.64
161.89
162.14
7
0.692
0.714
0.763
0.783
0.829
7
178.39
178.39
178.63
178.88
------------------------------------------------------------
RSDNP
------------------------------------------------------------
-0.99980.0032411<0.0001
------------------------------------------------------------
高温超导体样品超导特性的测量采用如图1所示的四端接法，外两根导线为电流端，连接恒流电源.内两根导线为电压端，连接内阻非常高的电压表.这样可以避免引线电阻和接触电阻带来的测量误差．
3 结伏安特性与温度的关系
在半导体理论中可导出 结的电压 和电流密度 关系
其中常数 ， 是比例因子， ， 是禁带宽度， 称能隙电压。
在液氮温度以上时， ，因此有 。例如，铂的德拜温度为225 K，在63 K到室温的范围内，其电阻近似地正比于温度T。但精密的测量会发现它们偏离线性关系。
在液氮正常沸点温度到室温的中A，B是不随温度变化的常数。
铂的性能稳定，电阻的温度系数较高，不易氧化，线性好，复现性好，常被用作温度的精密测量，其测量范围的低温端可达13.81 K。
对上式两边取对数，整理后得到
在正常情况下， ，可见
即V将随着T的升高而减小，在流过电流不变的情况下，近似一条直线．图4给出了PN结在不同电流下两端电压与温度的关系，从图中可看出：当电流不同时，曲线的斜率也不同，若外延到 ，它们相交与一点，对应的电压就是Vg．由图可知，二极管PN结能在很宽的范围内测量温度，但由于制造工艺关系，其一致性不是很好，斜率不能唯一确定．