Методика проведения эксперимента. В работе исследуется температурный датчик на основе собственного германия

В работе исследуется температурный датчик на основе собственного германия. По результатам работы необходимо определить калибровочную характеристику датчика.

Известно, что сопротивление собственного полупроводника уменьшается с повышением температуры согласно экспоненциальному закону

, (1.1)

где ρ₀ − удельное сопротивление полупроводника при неограниченно большой температуре;

ΔΕ − ширина запрещенной зоны;

К =8,62.10^-5 эВ/К − постоянная Больцмана;

Т − абсолютная температура.

Прологарифмируем эту зависимость

. (1.2)

Отсюда выходит, что в координатах , наблюдается линейная зависимость с угловым коэффициентом В (рис.1.1)

. (1.3)

В этом случае калибровочная прямая датчика температуры на основе собственного полупроводника имеет вид

, (1.4)

где Т_i – измеряемая температура в ⁰С;

В – угловой коэффициент, определяемый по (1.2);

lnR₀ – натуральный логарифм сопротивления полупроводника при бесконечно большой температуре, который определяется экспериментально при калибровке датчика (см. выражение 1.5);

lnR_i – натуральный логарифм сопротивления полупроводника при измеряемой температуре.

Значение коэффициента lnR₀ можно определить усреднением экспериментальных данных согласно:

. (1.5)

В дальнейшем, получив калибровочную кривую температурного датчика по значению измеренного значения сопротивления датчика можно рассчитать температуру окружающей среды согласно (1.4).

Таким образом, получив экспериментально зависимость сопротивления собственного полупроводника от температуры, необходимо перестроить ее в координатах , а затем аппроксимировать ее прямой линией на участке высоких температур и определить угловой коэффициент полученной прямой с помощью соотношения

. (1.6)

Экспериментально зависимость R = ¦(T) снимают с помощью схемы измерения, изображенной на рис. 1.2.

Дата добавления: 2015-08-13