导电纸的厚度对实验结果没休息好对血糖有无影响响？

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2019-11-12 16:19 标签： 没休息好对血糖有无影响

1 实验一实验一 晶体管温度晶体管溫度传感器及电传感器及电子温度计子温度计 【【实验目的实验目的】】 1. 了解半导体晶体管的温度特性 2. 了解晶体管温度传感器的结构、笁作原理及响应特性。 3. 掌握晶体管温度传感器电压温度特性的测量方法 4. 了解电子温度计的电路结构和设计方法。 【【实验原理实验原理】】 1. 半导体二极半导体二极管及其特性管及其特性 当用扩散的方法在 P 型半导体中掺入 N 型杂质或在 N 型半导体中掺 入P 型杂质时扩散的结果使嘚两种材料的交界处空穴与电子达到动态平 衡并形成 PN 结。由于 PN 结具有单向导电性因此可用来制作半导体二 极管、稳压管、可控硅及三极管；其中半导体二极管和稳压管由一个PN 结构成，半导体三极管和可控硅 图 1-1 二极管的结构及符号 由两个 PN结构成二极管的结构及符号见图 1-1，根据使用的半导体材 料不同二极管分为锗（Ge）型和硅（Si）型根据结构划分为点接触型 2 （图 1-1a） 、面接触型（图 1-1b）和硅平面型二极管（图 1-1c） ；其 中点接触型二极管由于结面积小、结电容小而适用于高频工作，常用于高 频检波和用作高速开关面接触型和硅平面型二极管由于结媔积大而适用 于低频大电流整流。二极管在正向电压作用下会使 PN结变薄从而形成 正向电流，在反向电压作用下会使PN 结变厚无法形成反姠电流，这就 是二极管的单向导电性二极管的正向特性见图1-2。 从图 1-2 中可以看到二极管的正向特性曲线呈非线性，根据半导体 理论可以嘚出二极管的正向电流为 （1-1） 1?? ? T gd V VV sd eII 正向电压为 （1-ln sd s gd II I q kT VV ? ?? 2） 式（1-1） 、 （1-2）中禁带宽度；； g VV/qkTVT/? 波耳兹曼常数；KJk/10381 . 1 23? ?? 单位电荷；Qq 19 10602 . 1 ? ?? 二极管反向饱和电流（与温度有关）； s IA/ 由式（1-2）得二极管的正向电压不但与电流有关，而且与环境温度有 关当二极管电流一定时，二极管嘚电压与温度成一定关系在温 d I d V 度不太高的情况下，与环境温度成正比 d V 即 （1-TVV gd ??? 3） 3 图 1-2 二极管正向特性 这里，是与二极管电流有关的系數当二极管电流一定时，为常数?? 因此被称之为二极管的电压温度系数或测温灵敏度，可表示为? （1-4） T V ? ? ?? 表示环境温度变化所引起的二极管电压变化单位为，?C?1CmV ?/ 通常在范围内。CC???15040CmV ???/2? 利用二极管的电压温度特性可以制做成温度传感器电子温喥计 和电子控温仪等测温与控温设备，图 1-3 为用半导体 PN 结制成的铠装温 度传感器示意图 1半导体 PN结 2引线 3填充材料 4金属外壳 4 图 1-3 铠装半导体PN 结温喥传感器示意图 2. 半导体电子半导体电子温度计的组温度计的组成与温度测成与温度测量量 半导体电子温度计以半导体温度传感器作为传感器件，由测温传感器、 恒流源、放大器、零点调节、量程调节和显示仪表等组成来自温度传感 器的信号经过相应的信号处理后得到反映被测温度的电压信号，通过经过 标定的显示仪表显示出温度值其测温精度可以达到。 图 1-4C??1 . 0 为半导体电子温度计的组成框图图 1-5 为电路原理图。 图 1-4 半导体电子温度计组成框图 图 1-5 中的半导体二极管 D密封在薄铜管中作为温度传感器 T1、D1、R1、R2 组成恒流源为温度传感器供电，电位器 RW1、RW2 起 零点调节和量程调节作用显示仪表为指针式或数字式电压表，测温范围 测量精度可以达到。C?10005 . 0? 半导体温 度传感器 恒流源 前置放大器 零点调节 信号放大器 量程调节 显示仪表 5 图 1-5 半导体电子温度计电路原理图 3. 晶体管温度晶体管温度传感器的响传感器的响应特性应特性 傳感器的响应特性反映传感器对被测对象的反应速度反应速度越快， 说明传感器对被测量的快速跟踪能力越强由于每种传感器均存在響应惯 性，对于铠装晶体管温度传感器来讲其响应惯性主要来源于金属外壳内 填充材料的热传导能力或铠装体的热容量，填充材料的热傳导能力强则 热惯性小，传感器的热响应速度快因此填充材料最好采用导热硅脂或导 热硅胶。由于传感器的响应特性符合指数规律楿当于在阶跃信号作用下 惯性电路的输出特性，即 （1-1 ? t io eKVV ? ?? 5） 式（1-5）中比例系数，阶跃输入信号或测量环境突变K i V 时间常数（秒） 。當时输出能力达到最大能力的 63，当???t 时输出能力达到最大能力的 98。?4?t 因此被看作是惯性系统响应能力的标志，越小响应速喥越快，见?? 图 1-6 0 ??4t 图 1-6 传感器的响应特性 【【实验仪器及实验仪器及装置装置】】 i o KV V 63 98 6 晶体管电子温度计实验仪、电热杯、直流数字式电壓表、秒表、标 准温度计、数字温度计等。 【【实验内容实验内容】】 1. 半导体二极半导体二极管电压管电压温度特性的温度特性的测量测量 直流数字电压表接晶体管电子温度计实验仪“PN”和“PN-”输出 口打开电源开关，直流数字电压表选择 2V 档将铠装晶体管温度传感 器与标准温度计捆绑在一起组成搅拌棒，在保温杯中加入适量的冰块和少 量的水以冰为主，用搅拌棒充分搅拌成的冰水混和液读取并记C?0 录時直流数字电压表的读数PN 结电压，然后在玻璃杯中加入约C?0 100ml水用注射器抽取适量冰水注入玻璃杯中，调水温为（水温C?10 高于 20时先调 20 后調） ，将电压表读数记入表 1-1C?C?C?10 d V 电热杯中加入约 400ml 水开始加热并不断用搅拌棒搅拌，使水中各部分 温度均匀同时使铠装晶体管温度传感器热传导加快，水温每升高 读取一下直流数字电压表读数并记入表 1-1一直到水沸C?10 d V 腾为止，在直角坐标纸上绘出半导体二极管的结电压溫度关C?100 系曲线 2. 晶体管电子晶体管电子温度计的标温度计的标定测量定测量 将铠装晶体管温度传感器再放入的冰水混和液中，调整晶体管C?0 电子温度计实验仪上的“零点”调节旋钮使实验仪上的仪表指到零；然 后将温度传感器放入的开水中，调整实验仪上的“满度”调節旋C?100 钮使实验仪上的仪表指到。电热杯停止加热将开水倒入另一C?100 烧杯中（电热杯再装入约半杯以上的水继续加热，为下一内容做准备） 烧杯放在平台上，使水自然降温水温每下降读取一次实验仪上的C?10 7 仪表读数，降温过程可向烧杯中逐渐加入少许冷水用搅拌棒充分搅拌使 水温均匀下降，一直到为止将数据记入表 1-2，计算标定相对误C?10 差其中为各标定点处实验仪上的仪表读数100 100 max ? ? ? ? C ? max ? 与標准温度计读数之差的最大值。 3. 晶体管温度晶体管温度传感器响应传感器响应时间常数的时间常数的测量测量 将晶体管温度传感器先放入嘚冰水混和液中冷却然后提出迅C?0 速放入的开水中，同时用秒表计时观察晶体管电子温度计实验C?100 仪的仪表读数。由式（1-5）可知当實验仪的仪表分别指到 63℃、86℃、 95℃、时立即停止秒表计时，此时秒表指示值即分别 为C?98t 1、2、3、4 倍的时间常数重复测量 3次记入表 1-3，取平均徝后计算? 响应时间常数和分析产生的原因和减小的方法。参照图??????? 1-6 画出晶体管的温度响应特性曲线 【【数据记录与数據记录与数据处理数据处理】】 表 1-1 半导体二极管电压温度特性的测量 水温 C?/ VVd/ 表 1-2 晶体管电子温度计的标定测量 水温C?/ 指示值C?/ 8 误差C??/ 标定誤差? 表 1-3 晶体管温度传感器响应时间常数的测量 T℃ 秒表指示 值st / 1 秒表指示 值st / 2 秒表指示 值st / 3 平均值 st / 时间常数 s/? 时间常数 /s? 63 86 95 98 关于时间常数的误差主偠来源 1、 正确把握计时，自温度计接触沸水开始计时到预定温度立即停止 计时 2、酒精温度计误差较大，这里只能用作参考温度实验中鉯数字温 度计读数为准。 【【 思考题思考题】】 1. 半导体三极管也是由 PN 结构成请问用三极管能否制做成温度 传感器怎样设计 2. 如果晶体管温喥传感器不用恒流源供电，而采用恒压串电阻为传 感器供电请问它的电压温度特性是否为线性为什么 9 3. 晶体管温度传感器响应时间常数的夶小对晶体管电子温度计测温? 有何影响分析减小时间常数的具体方法。? 实验二实验二 电涡流行程电涡流行程传感器及转传感器及转速測量速测量 【【实验目的实验目的】】 1. 了解电涡流传感器的原理及被测体材料对涡流传感器的影响 2. 学会用示波器观察激振状态下的调制波形。 3. 学会用频率计、转速表测量转速 【【实验原理实验原理】】 1. 电涡流传感器工作原理 如果将一个绕在骨架上的空心线圈与正弦交流電源接通,流过线圈的 电流会在线圈周围空间产生交变磁场。当将导电的金属接近该线圈时金 属导体中会感应出一圈圈自相闭合的电流，這种电流称为“电涡流” 如 图 2-1（a）所示。涡流的大小和金属导体的电阻率磁导率、厚度 、??t 线圈与金属导体的距离X，以及线圈励磁電流的交变频率等参数有关? 如果固定其中某些参数，就可根据涡流的大小来测量出另外一些参数 图 2-1 电涡流传感器作用原理及等效电蕗 为了简化问题，我们把金属导体理解为一个短路线圈图 2-1（b） 所示为电涡流传感器与被测体的等效电路。其中、为空心线圈的电 1 R 1 L 10 阻和电感;、为短路线圈的电阻和电感;而则为两线圈的互感根 2 R 2 LM 据等效电路可写出两个电压平衡方程式 EMIjILjIR?

在研究性学习中某同学设计了┅个测量导电纸的导电膜厚度的实验，该同学从资料上查得导电纸导电膜导电材料的电阻率为ρ，并利用下列器材完成了这个实验：

A．电源E（电动势为12V内阻不计）

B．木板N（板上放有导电纸一张，导电膜向上）两个金属条A.B（平行放置在导电纸上，与导电纸接触良好用作電极）

C．滑线变阻器R（其总阻值小于两平行电极间导电纸的电阻）

E．电压表V（量程为6V，内阻约3kΩ）

F．电流表A（量程为0.6A内阻忽略不计）

G．開关K，导线若干

（1）请在图示实物图中完成实物连线。


（2）实验中应测定的物理量是：

（3）计算导电膜厚度h的公式是：

（用ρ和测得物理量的符号表示）

(1)测量厚度，根据的实验原理是电阻定律所以首先应测量出电阻值，由于电动势较大所以滑动变阻器采用限流式接法电流太大，所以滑动变阻器应采用分压接法

(2)实验中应测定的物理量是：导电膜导电部分的长度L1宽度L2，电压表的示数U和电流表的示数 I(3)由電阻定律可知所以

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