⑶重复步骤⑵，使温度每升高大约5℃时测一组数 据，共测6组数据。将所测数据填入数据记录表格 中（自拟数据记录的表格）。
注意：调节电桥平衡要迅速，电桥 平衡时，应首先读取温度计的读数， 再记录电桥转盘的示值，想一想为 什么要这样做？
五、数据处理
⒈以Rt为纵坐标，t为横坐标，在坐标纸上描绘铜
电阻R－t图线，求出直线在纵轴的截距和斜率k，
※仪器右显示器小于0.5时， 温度设定才有效。
※加热时，温度测控仪与恒温 柱面加热器的红色指示灯同时 闪亮。
四、实验内容
⑴ 用QJ24直流单臂电桥测出室温下铜、合金、 半导体电阻的阻值。
⑵ 将温度设定为室温下增加5℃，通电加热至温 度平衡。测出相应温度下的铜、合金和半导体的 电阻值。当温度趋于稳定时，迅速将电桥调节平 衡（如何调节？），记录电桥平衡时的温度ti和 温度为ti时电桥比较臂的读数。
E
R R0e kT
式中，E和R0是常量，k为玻耳兹曼常数，T为绝对 温度。利用半导体的这一性质制成的热敏电阻， 在灵敏测温和自动温控装置中得到广泛应用。
三、仪器介绍
1．QJ24型直流单臂电桥
QJ24型箱式电桥采用惠斯通电桥线路，主要由比 率臂、比较臂、检流计和电池组组成。全部部件 安装在箱内，箱盖铭牌上给出了电桥原理线路和 有关参数，供使用者参考。
QJ24型电桥测量范围是 20～99990欧姆，准确度等 级为0.1级，内接电源电压为 4.5伏，外接电源为4.5伏。
QJ24型电桥的面板图和测量原理图
测量时将待测电阻接在面板上的X1和X2之 间，将比较臂转盘各档数值置于用万用表粗测待 测电阻值的位置，并据此选择合适的比率。选择 比率的原则是能充分利用电桥的四个调节转盘， 保证测量读数有４位有效数字。
2．多功能温度测控仪和恒温柱面加热器
本实验用ZHQ-1型恒温柱面加热器对待测量的 三种样品（铜、合金、半导体）进行加温，并 由KWY-3型多功能温度测控仪进行控温和测温。
☆ ZHQ-1型恒温柱面加热器
ZHQ-1型恒温柱面加热器为铝制外壳，采用柱形 结构。圆柱中心轴线位置放置棒状电热丝，电热 丝产生的热量均匀四周辐射，炉内温度以柱中心 对称分布。其特点是升温速度快，达到平衡温度 的时间短。
Байду номын сангаас
预习要点
单臂电桥的电路结构； 直流单臂电桥测电阻的原理和方法； 电阻温度系数的物理意义； 柱面加热器和温度测控仪的使用要点。
一、实验目的和学习要求
学习单臂电桥的电路组成； 理解并掌握用直流单臂电桥测电阻的原理
和方法； 掌握多功能温度测控仪和恒温柱面加热器
的使用； 用QJ24型直流单臂电桥测铜、合金、半导
直流单臂电桥实验
电桥有两种工作方式: 平衡电桥：直接测量桥臂电阻的大小，得
到测量结果。
非平衡电桥：测量桥臂电阻的变化量，以 得到测量结果，主要用于非电量的电测技 术。
根据《科学时报》报道（2001.7.3)，德 国波鸿鲁尔大学宣布，该大学的电子技 术人员制成了世界上最小的电桥，它只 有12纳米长，有助于推进微型计算机芯 片的开发工作。
适当选择R1、R2的值，调节R0的电阻值，使B、 D两点的电位相等时（UB=UD），检流计中无电 流通过，即Ig=0 ，这时称为电桥平衡。
电桥平衡时，Ig=0，I1=Ix，I2=I0， 同时由于B、 D两点的电位相同，所以 UAB=UAD，
UBC=UDC。根据欧姆定律有： I1R1=I2R2，Ix Rx=I0R0
体在不同温度下的电阻值，计算铜电阻的 温度系数。
二、实验原理
1．直流单臂电桥
直流单臂电桥也叫惠斯通电桥，其原理电路如 图所示。四个电阻R0、R1、R2和Rx构成一个四 边形，每条边称作电桥的一个“臂”。
对角A和C上加上电源E，对角B 和D之间连接检流计G。检流计 的作用是将“桥”两端的电位UB 和UD进行比较。Rx是待测电阻， R1、R2是已知电阻，R0是可调节 可读数的标准电阻。
被加热体置于圆柱外侧导 热层，被加热体的温度测 量采用球体热敏电阻。 （请在10℃—80℃范围内 使用）
☆KWY-3型多功能温度测控仪
开机后仪器自行显示“控温测量”状态，用功能 选择键选择仪器功能。每按一次功能选择键仪器 进入下一功能状态。
用温度设定键选择温度设定位，用 键设定所需温 度，全部设定完以后按设定键确认。也可用T0+5 直接增加5℃设定控制温度。
所以
R1 R x R2 R0
此式是电桥平衡的条件， 称为电桥平衡公式。
2．导体的电阻温度特性
导体的电阻均与温度有关。在通常温度下，多数 纯金属的电阻其阻值的大小随温度的变化呈线性 关系，可用下式来表示。
Rt R0(1t)
式中Rt是导体在温度为t℃时的电阻值；R0为导体 在0℃时的电阻值；称为电阻的温度系数。
接通电源按钮B0和检流计按钮G1，调节比 较臂转盘，直到检流计接近指零，再松开G1 按 下G0，仔细调节转盘示值，使检流计准确指零， 记下比较臂各转盘阻值的数值R0，则待测电阻
Rx＝比率值×R0
※ 检流计按钮G1支路上串接
了一个较大阻值的保护电阻 Rg，用于粗调电桥平衡，可 避免检流计被过大电流冲击。 G0为细调按钮。
于是铜电阻的温度系数 =k/Rt 求出所测电阻的温度系数，并与公认值‘ 进行
比较。铜电阻的公认值 ’= 0.0043/℃
E '' 10% 0
2.分别作合金和半导体材料的R-t曲线，说明合 金和半导体的温度特性。
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严格地说，各种导体的温度系数 和温度有关， 但在0℃～100℃范围以内，值变化很小，可认 为不变。
康铜、锰钢等合金，电阻几乎不随温度变化，α 值很小，约为0.2×10-4/℃。利用合金的这一性 质，可制成标准电阻。
半导体的电阻与温度的关系和金属导体不同。在 通常温度下，半导体的电阻随温度的升高而减小， 具有负的电阻温度系数。它的变化规律为