浅谈热敏电阻

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1、浅谈热敏电阻传感器（英文名称：transducer/sensor）是一种检测装置，能感受到被测量的信息，并能将检测感受到的信息，按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，它是实现自动检测和自动控制的首要环节。而传感器的核心元件是各种皱感元件，热皱电阻就是其中比较常见且被广泛应用的一个。一.基本概念：热頌电阻是一类开发早、种类多、发展较成熟的敏感元器件.热敏电阻由半导体陶瓷材料组成，利用的原理是温度引起电阻变化.若电子和空穴的浓度分别为n、p,迁移率分别为un.up,则半导体的电导为：o二q（nUn+pUp）因为n、p、Pn

2、.up都是依赖温度T的函数，所以电导是温度的函数，因此可由测量电导而推算出温度的高低，并能做出电阻-温度特性曲线.这就是半导体热敏电阻的工作原理.热皱电阻包括正温度系数（PTC）和负温度系数（NTC）热頌电阻，以及临界温度热敏电阻（CTR）o二.工作原理PTC（正温度系数热敏电阻）热敏电阻是一种具温度敏感性的半导体电阻,一旦超过一定的温度（居里温度）时，它的电阻值随着温度的升高几乎是呈阶跃式的增高・PTC热敏电阻木体温度的变化可以由流过PTC热敏电阻的电流來获得，也可以由外界输入热量或者这二者的叠加來获得•陶瓷材料通常用作高电阻的

3、优良绝缘体,而陶瓷PTC热敏电阻是以钛酸钞!为基，掺杂其它的多晶陶瓷材料制造的，具有较低的电阻及半导特性•通过冇目的的掺杂一种化学价较高的材料作为晶体的点阵元來达到的:在晶格中顿离了或钛酸盐离了的一部分被较高价的离了所替代,因而得到了一定数量产生导电性的自由电子.对于PTC热墩电阻效应，也就是电阻值阶跃增高的原因，在于材料组织是由许多小的微晶构成的，在晶粒的界面上，即所谓的晶粒边界（晶界）上形成势垒，阻碍电子越界进入到相邻区域中去，因此而产生高的电阻•这种效应在温度低时被抵消:在晶界上高的介电常数和口发的极化强度在低温时阻碍了势垒

4、的形成并使电子叮以自由地流动•而这种效应在高温时,介电常数和极化强度大幅度地降低，导致势垒及电阻大幅度地增高,呈现出强烈的PTC效应.NTC（负温度系数热敏电阻）热敏电阻在温度低时，这些氧化物材料的载流子（屯子和孔穴）数目少，所以其电阻值较高；随着温度的升高，载流子数目增加，所以电阻值降低。NTC热敏电阻器在室温下的变化范围在100^1000000欧姆，温度系数-2%~-6.5%。NTC热敏电阻器可NTC热敏电阻器广泛用于测温、控温、温度补偿等方面。一.主要特点：热敏电阻的主要特点是:①灵敏度较高，其电阻温度系数要比金属大10〜1

5、00倍以上，能检测III10-6°C的温度变化；②工作温度范围宽，常温器件适用于-55°C〜315°C,高温器件适用温度高于315°C（目前最高可达到2000°C）,低温器件适用于-273°C〜55°C；③体积小，能够测量其他温度计无法测量的空隙、腔体及生物体内血管的温度；④使用方便，电阻值可在0.1〜100kQ间任意选择；⑤易加工成复杂的形状，可大批量生产；⑥稳定性好、过载能力强。二.实际应用PTC热敏电阻在工业上可用作温度的测量与控制，也用于汽车某部位的温度检测与调节，述大量用于民用设备，如控制瞬间开水器的水温、空调器与冷库的

6、温度，利用木身加热作气体分析和风速机等方面。PTC热敏电阻除用作加热元件外，同时还能起到“开关”的作用，兼有嫩感元件、加热器和开关三种功能，称之为“热敏开关”o电流通过元件后引起温度升高，即发热体的温度上升，当超过居里点温度后，电阻增加，从而限制电流增加，于是电流的下降导致元件温度降低，电阻值的减小乂使电路电流增加，元件温度升高，周而复始，因此具有使温度保持在特定范围的功能，又起到开关作用。利用这种阻温特性做成加热源，作为加热元件应用的有暖风器、电烙铁、烘衣柜、空调等，还可对屯器起到过热保护作用.NTC热敏电阻器它的测量范围一般为

7、-10〜+300°C，也可做到-200〜+10°C,甚至口J用于+300〜+1200°C环境中作测温用。NTC热敏电阻器温度计的精度可以达到0.1°C,感温吋间可少至10s以下。它不仅适用于粮仓测温仪，同时也可应用于食品储存、医药卫生、科学种田、海洋、深井、高空、冰川等方面的温度测量。