关键词：热敏电阻、非平衡直流电桥、电阻温度特性
1、引言
热敏电阻是根据半导体材料的电导率与温度有很强的依赖关系而制成的一种器件，其电阻温度系数一般为（-0.003~+0.6）℃-1。因此，热敏电阻一般可以分为:
Ⅰ、负电阻温度系数（简称NTC）的热敏电阻元件
常由一些过渡金属氧化物（主要用铜、镍、钴、镉等氧化物）在一定的烧结条件下形成的半导体金属氧化物作为基本材料制成的，近年还有单晶半导体等材料制成。国产的主要是指MF91~MF96型半导体热敏电阻。由于组成这类热敏电阻的上述过渡金属氧化物在室温范围内基本已全部电离，即载流子浓度基本上与温度无关，因此这类热敏电阻的电阻率随温度变化主要考虑迁移率与温度的关系，随着温度的升高，迁移率增加，电阻率下降。大多应用于测温控温技术，还可以制成流量计、功率计等。
Ⅱ、正电阻温度系数（简称PTC）的热敏电阻元件
常用钛酸钡材料添加微量的钛、钡等或稀土元素采用陶瓷工艺，高温烧制而成。这类热敏电阻的电阻率随温度变化主要依赖于载流子浓度，而迁移率随温度的变化相对可以忽略。载流子数目随温度的升高呈指数增加，载流子数目越多，电阻率越小。应用广泛，除测温、控温，在电子线路中作温度补偿外，还制成各类加热器，如电吹风等。
2、实验装置及原理
【实验装置】
FQJ—Ⅱ型教学用非平衡直流电桥，FQJ非平衡电桥加热实验装置（加热炉内置MF51型半导体热敏电阻（2.7kΩ）以及控温用的温度传感器），连接线若干。
【实验原理】
根据半导体理论，一般半导体材料的电阻率 和绝对温度 之间的关系为
（1—1）
式中a与b对于同一种半导体材料为常量，其数值与材料的物理性质有关。因而热敏电阻的电阻值 可以根据电阻定律写为
（1—2）
式中 为两电极间距离， 为热敏电阻的横截面， 。
对某一特定电阻而言， 与b均为常数，用实验方法可以测定。为了便于数据处理，将上式两边取对数，则有
（1—3）
上式表明 与 呈线性关系，在实验中只要测得各个温度 以及对应的电阻 的值，
以 为横坐标， 为纵坐标作图，则得到的图线应为直线，可用图解法、计算法或最小二乘法求出参数 a、b的值。
热敏电阻的电阻温度系数 下式给出
（1—4）
从上述方法求得的b值和室温代入式（1—4），就可以算出室温时的电阻温度系数。
热敏电阻 在不同温度时的电阻值，可由非平衡直流电桥测得。非平衡直流电桥原理图如右图所示，B、D之间为一负载电阻 ，只要测出 ，就可以得到 值。
当负载电阻 → ，即电桥输出处于开
路状态时， =0，仅有电压输出，用 表示，当 时，电桥输出 =0，即电桥处于平衡状态。为了测量的准确性，在测量之前，电桥必须预调平衡，这样可使输出电压只与某一臂的电阻变化有关。
若R1、R2、R3固定，R4为待测电阻，R4 = RX，则当R4→R4+△R时，因电桥不平衡而产生的电压输出为：
（1—5）
在测量MF51型热敏电阻时，非平衡直流电桥所采用的是立式电桥 ， ，且 ，则
（1—6）
式中R和 均为预调平衡后的电阻值，测得电压输出后，通过式（1—6）运算可得△R，从而求的 =R4+△R。
3、热敏电阻的电阻温度特性研究
根据表一中MF51型半导体热敏电阻（2.7kΩ）之电阻~温度特性研究桥式电路，并设计各臂电阻R和 的值，以确保电压输出不会溢出（本实验 =1000.0Ω， =4323.0Ω）。
根据桥式，预调平衡，将“功能转换”开关旋至“电压“位置，按下G、B开关，打开实验加热装置升温，每隔2℃测1个值，并将测量数据列表（表二）。
表一 MF51型半导体热敏电阻（2.7kΩ）之电阻～温度特性
温度℃ 25 30 35 40 45 50 55 60 65
电阻Ω 2700 2225 1870 1573 1341 1160 1000 868 748
表二 非平衡电桥电压输出形式（立式）测量MF51型热敏电阻的数据
i 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
温度t℃ 10.4 12.4 14.4 16.4 18.4 20.4 22.4 24.4 26.4 28.4
热力学T K 283.4 285.4 287.4 289.4 291.4 293.4 295.4 297.4 299.4 301.4
0.0 -12.5 -27.0 -42.5 -58.4 -74.8 -91.6 -107.8 -126.4 -144.4
0.0 -259.2 -529.9 -789 -1027.2 -124.8 -1451.9 -1630.1 -1815.4 -1977.9
4323.0 4063.8 3793.1 3534.0 3295.8 3074.9 2871.1 2692.9 2507.6 2345.1
根据表二所得的数据作出 ～ 图，如右图所示。运用最小二乘法计算所得的线性方程为 ，即MF51型半导体热敏电阻（2.7kΩ）的电阻～温度特性的数学表达式为 。
4、实验结果误差
通过实验所得的MF51型半导体热敏电阻的电阻—温度特性的数学表达式为 。根据所得表达式计算出热敏电阻的电阻～温度特性的测量值，与表一所给出的参考值有较好的一致性，如下表所示：
表三 实验结果比较
温度℃ 25 30 35 40 45 50 55 60 65
参考值RT Ω 2700 2225 1870 1573 1341 1160 1000 868 748
测量值RT Ω 2720 2238 1900 1587 1408 1232 1074 939 823
相对误差 % 0.74 0.58 1.60 0.89 4.99 6.20 7.40 8.18 10.00
从上述结果来看，基本在实验误差范围之内。但我们可以清楚的发现，随着温度的升高，电阻值变小，但是相对误差却在变大，这主要是由内热效应而引起的。
5、内热效应的影响
在实验过程中，由于利用非平衡电桥测量热敏电阻时总有一定的工作电流通过，热敏电阻的电阻值大，体积小，热容量小，因此焦耳热将迅速使热敏电阻产生稳定的高于外界温度的附加内热温升，这就是所谓的内热效应。在准确测量热敏电阻的温度特性时，必须考虑内热效应的影响。本实验不作进一步的研究和探讨。
6、实验小结
通过实验，我们很明显的可以发现热敏电阻的阻值对温度的变化是非常敏感的，而且随着温度上升，其电阻值呈指数关系下降。因而可以利用电阻—温度特性制成各类传感器，可使微小的温度变化转变为电阻的变化形成大的信号输出，特别适于高精度测量。又由于元件的体积小，形状和封装材料选择性广，特别适于高温、高湿、振动及热冲击等环境下作温湿度传感器，可应用与各种生产作业，开发潜力非常大。
参考文献：
[1] 竺江峰，芦立娟，鲁晓东。 大学物理实验[M]
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[3] 《大学物理实验》编写组。 大学物理实验[M] 厦门：厦门大学出版社
[4] 陆申龙，曹正东。 热敏电阻的电阻温度特性实验教与学[J]<
SGS报告是sgs公司出具的SGS简介
SGS 是 Societe Generale de Surveillance S.A. 的简称，译为“通用公证行”。
它创建于1887年，是目前世界上最大、资格最老的民间第三方从事产品质量控制和技术鉴定的跨国公司。总部设在日内瓦,在世界各地没有251家分支机构，256个专业实验室和 27000名专业技术人员，在142个国家开展产品质检、监控和保证活动。
据该公司宣称，目前世界上有23个国家（主要是发展中国家）的政府实施SGS检验包括：安哥拉、阿根廷、玻利维亚、布基那法索、布隆迪、柬埔寨、喀麦隆、中非、刚果共和国、象牙海岸、厄瓜多尔、几内亚、肯尼亚、马拉维、马里、毛里塔尼亚、墨西哥、巴拉圭、秘鲁、菲律宾、卢旺达、塞内加尔、刚果民主共和国、赞比亚。 这些基于对SGS的公正性、科学性、权威性和技术能力的充分信任，委托SGS对进品货物实施“装船前全面监管计划”（英文是Comprehensive Import Super-vision Scheme,简称CISS），即贸易发展，并抑制非法的进出品活动。
SGS关务作业是指货物进品国政府或政府授权海关当局与SGS签署协议,由SGS在货物出口国办理货物装船前的验货、核定完税价格(或结汇价格)、税则归类（在进口国实行HS 制度的前提下）,执行进品管制规定（如是否已事先申领进口许可证件等）等原系由进口国海关在货物运抵进品国后所执行的进品验关作业由SGS确认真实、合理后，出具公证报告，即“清洁报告书”（Clean Report of Finding,简称CRF），作为货物进口后向海关申报时必须交验的单证,进口国海关凭此简化或免除多道通关手续，直接征税后放行，既加快了验放（一般不复检）,又严密了监管。反之，则签发“不可兑现报告书” （Non-Ne-gotiable Report of Findings），这样，即使货物运抵目的港，进口国海关不予通关，出口商也不能结汇。
SGS关务作业一般包括以下内容：
1、检查（验）货物规格、数（重）量和包装。包括对商品进行物理测试、化学分析和外观检查,对数（重）量按照国际贸易中惯用方法进行鉴定；包装则要求货物能完好无损地运抵目的港收货人手中。对药品和化学品要查检有效期限等。
2、对大宗货物要求进行监视装载。一是保证所载货物是经过SGS检查（验）过的,二是保证合同项下货物完全、牢固地装在指定的运输船舶上.对集装箱货物要求进行监视装箱作业和施封。
3、核定价格。即对成交价格进行审核，这是实施CISS的最重要内容，也是吸引许多国家的原因之一,目的是防止进口商低价高报，避免资金外流，或防止高价低报，偷逃关税。SGS利用电脑网络收集储存各个渠道的商情，并要求出口商提供价格构成细目表，如出厂价、成品包装费、仓储费、运往码头运费、装船费、海运或空运费、佣金以及商业上可接受的附加费等,以便对货价同出口价或当地消费价格进行比较,查证卖方最后商业发票的总价及价格要素是否符合该商品在原产地供应国的正常出口价,保证完税价格和进口国外汇支出的合理性。
4、海关税则归类。审核进口商在进口许可证中所填报的税号与该国现行的海关税则规定是否相符,或依据验货时所见的实物提出合理的税号和税率，确保关税的足额征收和海关统计的准确性。
5、审核进口商品是否符合进口国外贸、海关法令，进口必需的许可手续是否齐备与合法，以有效杜绝无证到货和违禁品、管制商品的非法进口。
SGS关务作业流程大致如下：
1、 出口成交。
出口商按正常的贸易程序与进口商达成出口交易，进口商再把有关这笔交易的情况通知本国的SGS联络办公室，同时通知出口商需请SGS－CSTC验货。SGS－CSTC收到进口国SGS联络办公室的通知（检验编号）后，传真（邮寄）给出口商一份注明"SGS检验编号"（I．O．NO．）和SGS－CSTC"ICN"编号的空白验货申请表（RFI），通知出口商提交单据，安排验货。
2．申请验货。
为安排检验，出口商或报关行须在出口货物备妥前7天需填写带有SGS检验编号的验货申请表（RFI），连同下列单据一起传真（寄）给离验货地点最近的SGS－CSTC分公司。
这些单据包括形式发票、形式装箱单及零备件清单、产品技术规格资料、样本、信用证、制造商测试报告（机器／设备）、制造商分析报告（化工/医药/石油/染料产品）、卫生证书（食品）、植物检疫证书（全部农产品）、厂检分析单（全部钢铁材料及其初级产品）。所有提交给SGS－CSTC的单据均要注明SGS检验编号（此编号见验货申请表）。
在验货申请表上应列明供货商的详细资料，如联系人及联系电话、验货时间、验货地点等，以便SGS－CSTC与之联系，安排检验。
3．接受验货。
由CISS国家法规要求的装船前检验，SGS－CSTC不向出口商收取任何费用。出口商有义务把货物备妥并提供必要的（搬运）劳力和设备，以便检验顺利完成。出口商如果委托供货商或代理安排验货时，出口商有义务使供货商或代理清楚检验要求。如果货物没有按要求准备好或不具备检验条件，SGS－CSTC保留中止检验的权利。每一批在"全面进口监管计划（CISS）"下的货物都须由SGS－CSTC进行实物检验。SGS－CSTC的检验员将对照出口商的形式文件，检验货物的规格、名称、数量、外观质量，必要时要抽取样品。
4．申请核发公证报告。
出口货物经向海关报关装船后,出口商须备妥正本提单、发票装箱单等，向SGS申请核发公证报告。SGS－CSTC完成检验后，出口商须按国别把最终文件分别传真（寄）给SGS－CSTC上海经济事务部（EAD）。所有提交给SGS－CSTC的文件都应注明SGS检验编号（此编号见验货申请表）。如果SGS－CSTC的检验结果同出口商的最终文件有差异或文件不齐全，SGS会同出口商联系，要求修改文件、补充文件或通知进口国SGS联络办公室，以取得进口商的确认。
5．向SGS领取公证报告。
如果出口商收到的信用证上要求"在出口商的发票上贴SGS安全标签"（Security lable），出口商可提交一份最终出口发票给最近的SGS－CSTC分公司，并去领取安全标签，或要求SGS－CSTC将安全标签邮寄给出口商。请注意，只有在完成以上1－4程序后，SGS－CSTC才会签发安全标签。
此外,SGS还要求厂商在结关日前，电话通知有关船名、码头、装运单（S/D）号码筹，以便SGS认为有必要再派员复验。 SGS现已与我国政府官方机构－国家商检局合作，由国家商检局指定中国进出口商品检验总公司（CCLS ）代理他们办理从中国出口输往实施CISS国家商品的装船前检验，核定价格及税则号列，并代理SGS签发清洁报告书。目前有权签发的有辽宁、北京、天津、河北、山东、湖北、上海、广东等10个进出口商品检验公司。
常用电子仪器的使用实验报告：
实验目的：学习电子电路实验中常用的电子仪器：示波器、函数信号发生器、直流稳压电源、交流毫伏表、频率计等的主要技术指标、性能及正确使用方法。
实验原理：在模拟电子电路实验中，经常使用的电子仪器有示波器、函数信号发生器、直流稳压电源、交流毫伏表及频率计等。它们和万用电表一起，可以完成对模拟电子电路的静态和动态工作情况的测试。
内容简介
本书是全面系统论述现代电子仪器的实用型工具书。全书分12部分共47章，分别介绍电子仪器的计量基础知识，仪器中常用的关键器件，数据采集系统，数字信号处理，仪器中的嵌入式计算机，
通用电子仪器，各种频域、时域和数据域仪器，电路元件测量仪器，光波测量仪器，光时域反射计，半导体测试仪器，自动测试系统以及系统中硬件、软件和配置的考虑，分布式测量系统等的工作原理和主要性能特性，对许多电参数的测量方法也进行了阐述。
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