溫度熱敏電阻傳感器：如何為溫度傳感器選擇正確的NTC熱敏電阻？
溫度傳感器是指能感受溫度并轉(zhuǎn)換成可用輸出信號的傳感器。溫度傳感器是溫度測量儀表的核心部分，品種繁多。溫度傳感器對于環(huán)境溫度的測量非常準(zhǔn)確，廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)、工業(yè)、車間、庫房等領(lǐng)域。
按照傳感器材料及電子元件特性，溫度傳感器分為熱電阻和熱電偶兩類。
1、熱電阻
熱敏電阻是用半導(dǎo)體材料， 大多為負(fù)溫度系數(shù)，即阻值隨溫度增加而降低。
溫度變化會造成大的阻值改變，因此它是最靈敏的溫度傳感器。但熱敏電阻的線性度極差，并且與生產(chǎn)工藝有很大關(guān)系。
熱敏電阻還有其自身的測量技巧。熱敏電阻體積小是優(yōu)點，它能很快穩(wěn)定，不會造成熱負(fù)載。不過也因此很不結(jié)實，大電流會造成自熱。由于熱敏電阻是一種電阻性器件，任何電流源都會在其上因功率而造成發(fā)熱。功率等于電流平方與電阻的積。因此要使用小的電流源。如果熱敏電阻暴露在高熱中，將導(dǎo)致永久性的損壞。
2、熱電偶
熱電偶是溫度測量中最常用的溫度傳感器。其主要好處是寬溫度范圍和適應(yīng)各種大氣環(huán)境，而且結(jié)實、價低，無需供電，也是最便宜的。電偶是最簡單和最通用的溫度傳感器，但熱電偶并不適合高精度的的測量和應(yīng)用。
熱電偶用作溫度傳感器時往往需要搭配熱敏電阻作為基準(zhǔn)溫度參考及溫度補償。
因此，對于溫度傳感器來說，熱敏電阻必不可少。
而當(dāng)溫度傳感器面對數(shù)以千計的熱敏電阻類型時，選型可能會造成相當(dāng)大的困難。在這篇技術(shù)文章中，我將為您介紹選擇熱敏電阻時需牢記的一些重要參數(shù)，尤其是當(dāng)要在兩種常用的用于溫度傳感的熱敏電阻類型（負(fù)溫度系數(shù)NTC熱敏電阻或硅基線性熱敏電阻）之間做出決定時。
NTC熱敏電阻由于價格低廉而廣泛使用，但在極端溫度下提供精度較低。硅基線性熱敏電阻可在更寬溫度范圍內(nèi)提供更佳性能和更高精度，但通常其價格較高。
下文中我們將會介紹，正在市場投放中的其他線性熱敏電阻，可以提供更具成本效益的高性能選件，幫助解決廣泛的溫度傳感需求的同時不會增加解決方案的總體成本。
適用于您應(yīng)用的熱敏電阻將取決于許多參數(shù)，例如：
● 物料清單（BOM）成本。
● 電阻容差。
● 校準(zhǔn)點。
● 靈敏度（每攝氏度電阻的變化）。
● 自熱和傳感器漂移。
物料清單成本
熱敏電阻本身的價格并不昂貴。由于它們是離散的，因此可以通過使用額外的電路來改變其電壓降。例如，如果您使用的是非線性的NTC熱敏電阻，且希望在設(shè)備上出現(xiàn)線性電壓降，則可選擇添加額外的電阻器幫助實現(xiàn)此特性。
但是，另一種可降低BOM和解決方案總成本的替代方案是使用自身提供所需壓降的線性熱敏電阻。這意味著工程師可以簡化設(shè)計、降低系統(tǒng)成本并將印刷電路板（PCB）的布局尺寸至少減少33%。
電阻容差
熱敏電阻按其在25°C時的電阻容差進(jìn)行分類，但這并不能完全說明它們?nèi)绾坞S溫度變化。您可以使用設(shè)計工具或數(shù)據(jù)表中的器件電阻與溫度（R-T）表中提供的最小、典型和最大電阻值來計算相關(guān)的特定溫度范圍內(nèi)的容差。
計算此差異非常重要，這樣您就可選擇相關(guān)溫度范圍內(nèi)保持較低容差的器件。
校準(zhǔn)點
并不知曉熱敏電阻在其電阻容差范圍內(nèi)的位置會降低系統(tǒng)性能，因為您需要更大的誤差范圍。校準(zhǔn)將告知您期望的電阻值，這可幫助您大幅減少誤差范圍。但是，這是制造過程中的一個附加步驟，因此應(yīng)盡量將校準(zhǔn)保持在更低水平。
校準(zhǔn)點的數(shù)量取決于所使用的熱敏電阻類型以及應(yīng)用的溫度范圍。對于較窄的溫度范圍，一個校準(zhǔn)點適用于大多數(shù)熱敏電阻。對于需要寬溫度范圍的應(yīng)用，您有兩種選擇：1）使用NTC校準(zhǔn)三次（這是由于它們在極端溫度下的靈敏度低且有較高電阻容差），或2）使用硅基線性熱敏電阻校準(zhǔn)一次，其比NTC更加穩(wěn)定。
靈敏度
當(dāng)試圖從熱敏電阻獲得良好精度時，每攝氏度電阻（靈敏度）出現(xiàn)較大變化只是其中一個難題。但是，除非您通過校準(zhǔn)或選擇低電阻容差的熱敏電阻在軟件中獲得正確的電阻值，否則較大的靈敏度也將無濟(jì)于事。
由于NTC電阻值呈指數(shù)下降，因此在低溫下具有極高的靈敏度，但是隨著溫度升高，靈敏度也會急劇下降。硅基線性熱敏電阻的靈敏度不像NTC那樣高，因此它可在整個溫度范圍內(nèi)進(jìn)行穩(wěn)定測量。隨著溫度升高，硅基線性熱敏電阻的靈敏度通常在約60°C時超過NTC的靈敏度。
自熱和傳感器漂移
熱敏電阻以熱量形式散發(fā)能耗，這會影響其測量精度。散發(fā)的熱量取決于許多參數(shù)，包括材料成分和流經(jīng)器件的電流。
傳感器漂移是熱敏電阻隨時間漂移的量，通常通過電阻值百分比變化給出的加速壽命測試在數(shù)據(jù)表中指定。如果您的應(yīng)用要求使用壽命較長，且靈敏度和精度始終如一，請選擇具有較低自熱且傳感器漂移小的熱敏電阻。
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熱敏電阻
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。
熱敏電阻是一種傳感器電阻，其電阻值隨著溫度的變化而改變。按照溫度系數(shù)不同分為正溫度系數(shù)熱敏電阻（PTC thermistor，即 Positive Temperature Coefficient thermistor）和負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻（NTC thermistor，即 Negative Temperature Coefficient thermistor）。正溫度系數(shù)熱敏電阻器的電阻值隨溫度的升高而增大，負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻器的電阻值隨溫度的升高而減小，它們同屬于半導(dǎo)體器件。
中文名
熱敏電阻
外文名
thermistor
屬 性
一種敏感元件
溫度系數(shù)分類
正溫度系數(shù)（PTC），負(fù)溫度系數(shù)（NTC）
特 點
對溫度敏感
拼 音
rè mǐn diàn zǔ
目錄
1
特點
2
工作原理
3
基本特性
4
技術(shù)參數(shù)
5
材料分類
6
電阻分類
7
檢測
8
應(yīng)用
9
主要缺點
10
問題
11
區(qū)別
12
熱敏電阻合金
熱敏電阻特點
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語音
熱敏電阻的主要特點是：①靈敏度較高，其電阻溫度系數(shù)要比金屬大10～100倍以上，能檢測出10-6℃的溫度變化；②工作溫度范圍寬，常溫器件適用于-55℃～315℃，高溫器件適用溫度高于315℃（目前最高可達(dá)到2000℃），低溫器件適用于-273℃～-55℃；③體積小，能夠測量其他溫度計無法測量的空隙、腔體及生物體內(nèi)血管的溫度；④使用方便，電阻值可在0.1～100kΩ間任意選擇；⑤易加工成復(fù)雜的形狀，可大批量生產(chǎn)；⑥穩(wěn)定性好、過載能力強。
熱敏電阻工作原理
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熱敏電阻將長期處于不動作狀態(tài)；當(dāng)環(huán)境溫度和電流處于c區(qū)時，熱敏電阻的散熱功率與發(fā)熱功率接近，因而可能動作也可能不動作。熱敏電阻在環(huán)境溫度相同時，動作時間隨著電流的增加而急劇縮短；熱敏電阻在環(huán)境溫度相對較高時具有更短的動作時間和較小的維持電流及動作電流。1、PTC效應(yīng)是一種材料具有PTC (positive temperature coefficient) 效應(yīng)，即正溫度系數(shù)效應(yīng)，僅指此材料的電阻會隨溫度的升高而增加。如大多數(shù)金屬材料都具有PTC效應(yīng)。在這些材料中，PTC效應(yīng)表現(xiàn)為電阻隨溫度增加而線性增加，這就是通常所說的線性PTC效應(yīng)。2、非線性PTC效應(yīng) 經(jīng)過相變的材料會呈現(xiàn)出電阻沿狹窄溫度范圍內(nèi)急劇增加幾個至十幾個數(shù)量級的現(xiàn)象，即非線性PTC效應(yīng)，相當(dāng)多種類型的導(dǎo)電聚合體會呈現(xiàn)出這種效應(yīng)，如高分子PTC熱敏電阻。這些導(dǎo)電聚合體對于制造過電流保護(hù)裝置來說非常有用。
3、高分子PTC熱敏電阻用于過流保護(hù)，高分子PTC熱敏電阻又經(jīng)常被人們稱為自恢復(fù)保險絲（下面簡稱為熱敏電阻），由于具有獨特的正溫度系數(shù)電阻特性，因而極為適合用作過流保護(hù)器件。熱敏電阻的使用方法象普通保險絲一樣，是串聯(lián)在電路中使用。當(dāng)電路正常工作時，熱敏電阻溫度與室溫相近、電阻很小，串聯(lián)在電路中不會阻礙電流通過；而當(dāng)電路因故障而出現(xiàn)過電流時，熱敏電阻由于發(fā)熱功率增加導(dǎo)致溫度上升，當(dāng)溫度超過開關(guān)溫度（ts，見圖1）時，電阻瞬間會劇增，回路中的電流迅速減小到安全值。為熱敏電阻對交流電路保護(hù)過程中電流的變化示意圖。熱敏電阻動作后，電路中電流有了大幅度的降低，圖中t為熱敏電阻的動作時間。由于高分子PTC熱敏電阻的可設(shè)計性好，可通過改變自身的開關(guān)溫度（ts）來調(diào)節(jié)其對溫度的敏感程度，因而可同時起到過溫保護(hù)和過流保護(hù)兩種作用，如kt16－1700dl規(guī)格熱敏電阻由于動作溫度很低，因而適用于鋰離子電池和鎳氫電池的過流及過溫保護(hù)。環(huán)境溫度對高分子PTC熱敏電阻的影響 高分子PTC熱敏電阻是一種直熱式、階躍型熱敏電阻，其電阻變化過程與自身的發(fā)熱和散熱情況有關(guān)，因而其維持電流（ihold）、動作電流（itrip）及動作時間受環(huán)境溫度影響。當(dāng)環(huán)境溫度和電流處于a區(qū)時，熱敏電阻發(fā)熱功率大于散熱功率而會動作；當(dāng)環(huán)境溫度和電流處于b區(qū)時發(fā)熱功率小于散熱功率，高分子PTC熱敏電阻由于電阻可恢復(fù)，因而可以重復(fù)多次使用。圖6為熱敏電阻動作后，恢復(fù)過程中電阻隨時間變化的示意圖。電阻一般在十幾秒到幾十秒中即可恢復(fù)到初始值1.6倍左右的水平，此時熱敏電阻的維持電流已經(jīng)恢復(fù)到額定值，可以再次使用了。面積和厚度較小的熱敏電阻恢復(fù)相對較快；而面積和厚度較大的熱敏電阻恢復(fù)相對較慢。
熱敏電阻基本特性
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溫度特性
熱敏電阻的電阻－溫度特性可近似地用下式表示：R=R0exp{B（1/T-1/T0)}：R：溫度T(K）時的電阻值、Ro：溫度T0、（K）時的電阻值、B:B值、*T(K)=t(oC)+273.15。實際上，熱敏電阻的B值并非是恒定的，其變化大小因材料構(gòu)成而異，最大甚至可達(dá)5K/°C。因此在較大的溫度范圍內(nèi)應(yīng)用式1時，將與實測值之間存在一定誤差。此處，若將式1中的B值用式2所示的作為溫度的函數(shù)計算時，則可降低與實測值之間的誤差，可認(rèn)為近似相等。BT=CT2+DT+E，上式中，C、D、E為常數(shù)。另外，因生產(chǎn)條件不同造成的B值的波動會引起常數(shù)E發(fā)生變化，但常數(shù)C、D不變。因此，在探討B(tài)值的波動量時，只需考慮常數(shù)E即可。常數(shù)C、D、E的計算，常數(shù)C、D、E可由4點的（溫度、電阻值）數(shù)據(jù)（T0,R0).(T1,R1）.(T2,R2）and(T3,R3），通過式3～6計算。首先由式樣3根據(jù)T0和T1,T2,T3的電阻值求出B1,B2,B3，然后代入以下各式樣。電阻值計算例：試根據(jù)電阻－溫度特性表，求25°C時的電阻值為5(kΩ），B值偏差為50(K）的熱敏電阻在10°C～30°C的電阻值。步驟（1）根據(jù)電阻－溫度特性表，求常數(shù)C、D、E。To=25+273.15T1=10+273.15T2=20+273.15T3=30+273.15（2）代入BT=CT2+DT+E+50，求BT。（3）將數(shù)值代入R=5exp {(BT1/T-1/298.15）}，求R。*T:10+273.15～30+273.15。
熱敏電阻技術(shù)參數(shù)
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①標(biāo)稱阻值Rc：一般指環(huán)境溫度為25℃時熱敏電阻器的實際電阻值。②實際阻值RT：在一定的溫度條件下所測得的電阻值。③材料常數(shù)：它是一個描述熱敏電阻材料物理特性的參數(shù)，也是熱靈敏度指標(biāo)，B值越大，表示熱敏電阻器的靈敏度越高。應(yīng)注意的是，在實際工作時，B值并非一個常數(shù)，而是隨溫度的升高略有增加。④電阻溫度系數(shù)αT：它表示溫度變化1℃時的阻值變化率，單位為%/℃。⑤時間常數(shù)τ：熱敏電阻器是有熱慣性的，時間常數(shù)，就是一個描述熱敏電阻器熱慣性的參數(shù)。它的定義為，在無功耗的狀態(tài)下，當(dāng)環(huán)境溫度由一個特定溫度向另一個特定溫度突然改變時，熱敏電阻體的溫度變化了兩個特定溫度之差的63.2%所需的時間。τ越小，表明熱敏電阻器的熱慣性越小。⑥額定功率PM：在規(guī)定的技術(shù)條件下，熱敏電阻器長期連續(xù)負(fù)載所允許的耗散功率。在實際使用時不得超過額定功率。若熱敏電阻器工作的環(huán)境溫度超過 25℃，則必須相應(yīng)降低其負(fù)載。⑦額定工作電流IM：熱敏電阻器在工作狀態(tài)下規(guī)定的名義電流值。⑧測量功率Pc：在規(guī)定的環(huán)境溫度下，熱敏電阻體受測試電流加熱而引起的阻值變化不超過0.1%時所消耗的電功率。
熱敏電阻
⑨最大電壓：對于NTC熱敏電阻器，是指在規(guī)定的環(huán)境溫度下，不使熱敏電阻器引起熱失控所允許連續(xù)施加的最大直流電壓；對于PTC熱敏電阻器，是指在規(guī)定的環(huán)境溫度和靜止空氣中，允許連續(xù)施加到熱敏電阻器上并保證熱敏電阻器正常工作在PTC特性部分的最大直流電壓。⑩最高工作溫度Tmax：在規(guī)定的技術(shù)條件下，熱敏電阻器長期連續(xù)工作所允許的最高溫度。⑾開關(guān)溫度tb:PTC熱敏電阻器的電阻值開始發(fā)生躍增時的溫度。⑿耗散系數(shù)H：溫度增加1℃時，熱敏電阻器所耗散的功率，單位為mW/℃。
熱敏電阻材料分類
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語音
熱敏材料一般可分為半導(dǎo)體類、金屬類和合金類三類，現(xiàn)分別簡述如下
[1]
。半導(dǎo)體熱敏電阻材料這類材料有單晶半導(dǎo)體、多晶半導(dǎo)體、玻璃半導(dǎo)體、有機半導(dǎo)體以及金屬氧化物等。它們均具有非常大的電阻溫度系數(shù)和高的電阻率，用其制成的傳感器的靈敏度也相當(dāng)高。按電阻溫度系數(shù)也可分為負(fù)電阻溫度系數(shù)材料和正電阻溫度系數(shù)材料.在有限的溫度范圍內(nèi)，負(fù)電阻溫度系數(shù)材料a可達(dá)-6*10-2/℃，正電阻溫度系數(shù)材料a可高達(dá)-60*10-2/℃以上。如飲酸鋇陶瓷就是一種理想的正電阻溫度系數(shù)的半導(dǎo)體材料。上述兩種材料均廣泛用于溫度測量、溫度控制、溫度補瞬、開關(guān)電路、過載保護(hù)以及時間延遲等方面，如分別用子制作熱敏電阻溫度計、熱敏電阻開關(guān)和熱敏電阻溫度計、熱敏電阻開關(guān)和熱敏電阻延遲繼電錯等
[1]
。這類材料由于電阻和流度呈指數(shù)關(guān)系，因此測溫范圍狹窄、均勻性也差
[1]
。.金屬熱敏電阻材料此類材料作為熱電阻測溫、限流器以及自動恒溫加熱元件均有較為廣泛的應(yīng)用。如鉑電阻溫度計、鎳電阻溫度計、銅電阻溫度計等。其中鉑側(cè)溫傳感器在各種介質(zhì)中(包括腐蝕性介質(zhì))，表現(xiàn)出明顯的高精度和高穩(wěn)定的特征。但是，由于鉑的稀缺和價格昂貴而使它們的廣泛應(yīng)用受到一定的限制。銅測溫傳感器較便宜，但在腐蝕性介質(zhì)中長期使用，可導(dǎo)致靜態(tài)特性與阻值發(fā)生明顯變化。最近有資料報導(dǎo)，銅測溫傳感器可在空氣介質(zhì)中-60~180℃溫度范圍使用。但是，國外為了在-60~180℃長期地測量溫度和在250℃短期測量溫度，普遍大量使用著鎳測溫傳感器，并認(rèn)為鎳是一種較理想的材料，因為它們具有高的靈敏度、滿意的重現(xiàn)性和穩(wěn)定性
[1]
。合金熱敏電阻材料合金熱敏電阻材料亦稱熱敏電阻合金。這種合金具有較高的電阻率，并且電阻值隨溫度的變化較為敏感，是一種制造溫敏傳感器的良好材料。作為溫敏傳感器的熱敏電阻合金性能要求如下：（1）足夠大的電阻率；（2）相當(dāng)高的電阻溫度系數(shù)；(3)具有接近于實驗材料線膨脹系數(shù)；(4)小的應(yīng)變靈敏系數(shù)；（5）在工作溫度區(qū)間加熱和冷卻時，電阻溫度曲線應(yīng)有良好的重復(fù)性
[1]
。
熱敏電阻電阻分類
編輯
語音
正溫度系數(shù)熱敏電阻
熱敏電阻
正溫度系數(shù)（PTC）是指在某一溫度下電阻急劇增加、具有正溫度系數(shù)的熱敏電阻現(xiàn)象或材料，可專門用作恒定溫度傳感器．該材料是以BaTiO3或SrTiO3或PbTiO3為主要成分的燒結(jié)體，其中摻入微量的Nb、Ta、 Bi、 Sb、Y、La等氧化物進(jìn)行原子價控制而使之半導(dǎo)化，常將這種半導(dǎo)體化的BaTiO3等材料簡稱為半導(dǎo)（體）瓷；同時還添加增大其正電阻溫度系數(shù)的Mn、Fe、Cu、Cr的氧化物和起其他作用的添加物，采用一般陶瓷工藝成形、高溫?zé)Y(jié)而使鈦酸鉑等及其固溶體半導(dǎo)化，從而得到正特性的熱敏電阻材料。其溫度系數(shù)及居里點溫度隨組分及燒結(jié)條件（尤其是冷卻溫度）不同而變化。鈦酸鋇晶體屬于鈣鈦礦型結(jié)構(gòu)，是一種鐵電材料，純鈦酸鋇是一種絕緣材料．在鈦酸鋇材料中加入微量稀土元素，進(jìn)行適當(dāng)熱處理后，在居里溫度附近，電阻率陡增幾個數(shù)量級，產(chǎn)生PTC效應(yīng)，此效應(yīng)與BaTiO3晶體的鐵電性及其在居里溫度附近材料的相變有關(guān)。鈦酸鋇半導(dǎo)瓷是一種多晶材料，晶粒之間存在著晶粒間界面。該半導(dǎo)瓷當(dāng)達(dá)到某一特定溫度或電壓，晶體粒界就發(fā)生變化，從而電阻急劇變化。鈦酸鋇半導(dǎo)瓷的PTC效應(yīng)起因于粒界（晶粒間界）。對于導(dǎo)電電子來說，晶粒間界面相當(dāng)于一個勢壘。當(dāng)溫度低時，由于鈦酸鋇內(nèi)電場的作用，導(dǎo)致電子極容易越過勢壘，則電阻值較小。當(dāng)溫度升高到居里溫度（即臨界溫度）附近時，內(nèi)電場受到破壞，它不能幫助導(dǎo)電電子越過勢壘。這相當(dāng)于勢壘升高，電阻值突然增大，產(chǎn)生PTC效應(yīng)。鈦酸鋇半導(dǎo)瓷的PTC效應(yīng)的物理模型有海望表面勢壘模型、丹尼爾斯等人的鋇缺位模型和疊加勢壘模型，它們分別從不同方面對PTC效應(yīng)作出了合理解釋。實驗表明，在工作溫度范圍內(nèi)，PTC熱敏電阻的電阻-溫度特性可近似用實驗公式表示：R(T)=R(T0)*exp(Bp(T-T0))式中R(T)、R(T0)表示溫度為T、T0時電阻值，Bp為該種材料的材料常數(shù)。PTC效應(yīng)起源于陶瓷的粒界和粒界間析出相的性質(zhì)，并隨雜質(zhì)種類、濃度、燒結(jié)條件等而產(chǎn)生顯著變化。最近，進(jìn)入實用化的熱敏電阻中有利用硅片的硅溫度敏感元件，這是體型小且精度高的PTC熱敏電阻，由n型硅構(gòu)成，因其中的雜質(zhì)產(chǎn)生的電子散射隨溫度上升而增加，從而電阻增加。PTC熱敏電阻于1950年出現(xiàn)，隨后1954年出現(xiàn)了以鈦酸鋇為主要材料的PTC熱敏電阻。PTC熱敏電阻在工業(yè)上可用作溫度的測量與控制，也用于汽車某部位的溫度檢測與調(diào)節(jié)，還大量用于民用設(shè)備，如控制瞬間開水器的水溫、空調(diào)器與冷庫的溫度，利用本身加熱作氣體分析和風(fēng)速機等方面。下面簡介一例對加熱器、馬達(dá)、變壓器、大功率晶體管等電器的加熱和過熱保護(hù)方面的應(yīng)用。PTC熱敏電阻除用作加熱元件外，同時還能起到“開關(guān)”的作用，兼有敏感元件、加熱器和開關(guān)三種功能，稱之為“熱敏開關(guān)”。電流通過元件后引起溫度升高，即發(fā)熱體的溫度上升，當(dāng)超過居里點溫度后，電阻增加，從而限制電流增加，于是電流的下降導(dǎo)致元件溫度降低，電阻值的減小又使電路電流增加，元件溫度升高，周而復(fù)始，因此具有使溫度保持在特定范圍的功能，又起到開關(guān)作用。利用這種阻溫特性做成加熱源，作為加熱元件應(yīng)用的有暖風(fēng)器、電烙鐵、烘衣柜、空調(diào)等，還可對電器起到過熱保護(hù)作用。負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻負(fù)溫度系數(shù)（NTC）熱敏電阻是指隨溫度上升電阻呈指數(shù)關(guān)系減小、具有負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻現(xiàn)象和材料。該材料是利用錳、銅、硅、鈷、鐵、鎳、鋅等兩種或兩種以上的金屬氧化物進(jìn)行充分混合、成型、燒結(jié)等工藝而成的半導(dǎo)體陶瓷，可制成具有負(fù)溫度系數(shù)（NTC）的熱敏電阻．其電阻率和材料常數(shù)隨材料成分比例、燒結(jié)氣氛、燒結(jié)溫度和結(jié)構(gòu)狀態(tài)不同而變化。還出現(xiàn)了以碳化硅、硒化錫、氮化鉭等為代表的非氧化物系NTC熱敏電阻材料。NTC熱敏半導(dǎo)瓷大多是尖晶石結(jié)構(gòu)或其他結(jié)構(gòu)的氧化物陶瓷，具有負(fù)的溫度系數(shù)，電阻值可近似表示為：R(T)=R(T0) *exp(Bn(1/T-1/T0))式中R(T)、R(T0)分別為溫度T、T0時的電阻值，Bn為材料常數(shù)。陶瓷晶粒本身由于溫度變化而使電阻率發(fā)生變化，這是由半導(dǎo)體特性決定的。NTC熱敏電阻器的發(fā)展經(jīng)歷了漫長的階段。1834年，科學(xué)家首次發(fā)現(xiàn)了硫化銀有負(fù)溫度系數(shù)的特性。1930年，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)氧化亞銅-氧化銅也具有負(fù)溫度系數(shù)的性能，并將之成功地運用在航空儀器的溫度補償電路中。隨后，由于晶體管技術(shù)的不斷發(fā)展，熱敏電阻器的研究取得重大進(jìn)展。1960年研制出了NTC熱敏電阻器。NTC熱敏電阻器廣泛用于測溫、控溫、溫度補償?shù)确矫妗ＥR界溫度熱敏電阻臨界溫度熱敏電阻（CTR，即 Critical Temperature Resistor）具有負(fù)電阻突變特性，在某一溫度下，電阻值隨溫度的增加激劇減小，具有很大的負(fù)溫度系數(shù)。構(gòu)成材料是釩、鋇、鍶、磷等元素氧化物的混合燒結(jié)體，是半玻璃狀的半導(dǎo)體，也稱CTR為玻璃態(tài)熱敏電阻。驟變溫度隨添加鍺、鎢、鉬等的氧化物而變。這是由于不同雜質(zhì)的摻入，使氧化釩的晶格間隔不同造成的。若在適當(dāng)?shù)倪€原氣氛中五氧化二釩變成二氧化釩，則電阻急變溫度變大；若進(jìn)一步還原為三氧化二釩，則急變消失。產(chǎn)生電阻急變的溫度對應(yīng)于半玻璃半導(dǎo)體物性急變的位置，因此產(chǎn)生半導(dǎo)體-金屬相移。CTR能夠作為控溫報警等應(yīng)用。熱敏電阻的理論研究和應(yīng)用開發(fā)已取得了引人注目的成果。隨著高、精、尖科技的應(yīng)用，對熱敏電阻的導(dǎo)電機理和應(yīng)用的更深層次的探索，以及對性能優(yōu)良的新材料的深入研究，將會取得迅速發(fā)展。
熱敏電阻檢測
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檢測時，用萬用表歐姆檔（視標(biāo)稱電阻值確定檔位，一般為R×1擋），具體可分兩步操作：首先常溫檢測（室內(nèi)溫度接近25℃），用鱷魚夾代替表筆分別夾住PTC熱敏電阻的兩引腳測出其實際阻值，并與標(biāo)稱阻值相對比，二者相差在±2Ω內(nèi)即為正常。實際阻值若與標(biāo)稱阻值相差過大，則說明其性能不良或已損壞。其次加溫檢測，在常溫測試正常的基礎(chǔ)上，即可進(jìn)行第二步測試—加溫檢測，將一熱源（例如電烙鐵）靠近熱敏電阻對其加熱，觀察萬用表示數(shù)，此時如看到萬用示數(shù)隨溫度的升高而改變，這表明電阻值在逐漸改變（負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻器NTC阻值會變小，正溫度系數(shù)熱敏電阻器PTC阻值會變大），當(dāng)阻值改變到一定數(shù)值時顯示數(shù)據(jù)會逐漸穩(wěn)定，說明熱敏電阻正常，若阻值無變化，說明其性能變劣，不能繼續(xù)使用。測試時應(yīng)注意以下幾點：（1）Rt是生產(chǎn)廠家在環(huán)境溫度為25℃時所測得的，所以用萬用表測量Rt時，亦應(yīng)在環(huán)境溫度接近25℃時進(jìn)行，以保證測試的可信度。（2）測量功率不得超過規(guī)定值，以免電流熱效應(yīng)引起測量誤差。（3）注意正確操作。測試時，不要用手捏住熱敏電阻體，以防止人體溫度對測試產(chǎn)生影響。（4）注意不要使熱源與PTC熱敏電阻靠得過近或直接接觸熱敏電阻，以防止將其燙壞。
熱敏電阻應(yīng)用
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熱敏電阻
熱敏電阻也可作為電子線路元件用于儀表線路溫度補償和溫差電偶冷端溫度補償?shù)取＠肗TC熱敏電阻的自熱特性可實現(xiàn)自動增益控制，構(gòu)成RC振蕩器穩(wěn)幅電路，延遲電路和保護(hù)電路。在自熱溫度遠(yuǎn)大于環(huán)境溫度時阻值還與環(huán)境的散熱條件有關(guān)，因此在流速計、流量計、氣體分析儀、熱導(dǎo)分析中常利用熱敏電阻這一特性，制成專用的檢測元件。PTC熱敏電阻主要用于電器設(shè)備的過熱保護(hù)、無觸點繼電器、恒溫、自動增益控制、電機啟動、時間延遲、彩色電視自動消磁、火災(zāi)報警和溫度補償?shù)确矫妗?br/>熱敏電阻主要缺點
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熱敏電阻
①阻值與溫度的關(guān)系非線性嚴(yán)重；②元件的一致性差，互換性差；③元件易老化，穩(wěn)定性較差；④除特殊高溫?zé)崦綦娮柰猓^大多數(shù)熱敏電阻僅適合0～150℃范圍，使用時必須注意。
熱敏電阻問題
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如果您打算在整個溫度范圍內(nèi)均使用熱敏電阻溫度傳感器件，那么該器件的設(shè)計工作會頗具挑戰(zhàn)性。熱敏電阻通常為一款高阻抗、電阻性器件，因此當(dāng)您需要將熱敏電阻的阻值轉(zhuǎn)換為電壓值時，該器件可以簡化其中的一個接口問題。然而更具挑戰(zhàn)性的接口問題是，如何利用線性 ADC 以數(shù)字形式捕獲熱敏電阻的非線性行為。“熱敏電阻”一詞源于對“熱度敏感的電阻”這一描述的概括。熱敏電阻包括兩種基本的類型，分別為正溫度系數(shù)熱敏電阻和負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻。負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻非常適用于高精度溫度測量。要確定熱敏電阻周圍的溫度，您可以借助Steinhart-Hart公式：T=1/(A0+A1(lnRT)+A3(lnRT3))來實現(xiàn)。其中，T為開氏溫度；RT為熱敏電阻在溫度T時的阻值；而 A0、A1和A3則是由熱敏電阻生產(chǎn)廠商提供的常數(shù)。熱敏電阻的阻值會隨著溫度的改變而改變，而這種改變是非線性的，Steinhart-Hart公式表明了這一點。在進(jìn)行溫度測量時，需要驅(qū)動一個通過熱敏電阻的參考電流，以創(chuàng)建一個等效電壓，該等效電壓具有非線性的響應(yīng)。您可以使用配備在微控制器上的參照表，嘗試對熱敏電阻的非線性響應(yīng)進(jìn)行補償。即使您可以在微控制器固件上運行此類算法，但您還是需要一個高精度轉(zhuǎn)換器用于在出現(xiàn)極端值溫度時進(jìn)行數(shù)據(jù)捕獲。另一種方法是，您可以在數(shù)字化之前使用“硬件線性化”技術(shù)和一個較低精度的 ADC。(Figure 1)其中一種技術(shù)是將一個電阻RSER與熱敏電阻RTHERM以及參考電壓或電源進(jìn)行串聯(lián)（見圖1）。將 PGA（可編程增益放大器）設(shè)置為1V/V，但在這樣的電路中，一個10位精度的ADC只能感應(yīng)很有限的溫度范圍（大約±25°C）。
Figure 1,請注意，在圖1中對高溫區(qū)沒能解析。但如果在這些溫度值下增加 PGA 的增益，就可以將 PGA 的輸出信號控制在一定范圍內(nèi)，在此范圍內(nèi) ADC 能夠提供可靠地轉(zhuǎn)換，從而對熱敏電阻的溫度進(jìn)行識別。微控制器固件的溫度傳感算法可讀取 10 位精度的 ADC 數(shù)字值，并將其傳送到PGA 滯后軟件程序。PGA 滯后程序會校驗 PGA 增益設(shè)置，并將 ADC 數(shù)字值與圖1顯示的電壓節(jié)點的值進(jìn)行比較。如果 ADC 輸出超過了電壓節(jié)點的值，則微控制器會將 PGA 增益設(shè)置到下一個較高或較低的增益設(shè)定值上。如果有必要，微控制器會再次獲取一個新的 ADC 值。然后 PGA 增益和 ADC 值會被傳送到一個微控制器分段線性內(nèi)插程序。從非線性的熱敏電阻上獲取數(shù)據(jù)有時候會被看作是一項“不可能實現(xiàn)的任務(wù)”。您可以將一個串聯(lián)電阻、一個微控制器、一個 10 位 ADC 以及一個 PGA 合理的配合使用，以解決非線性熱敏電阻在超過±25°C溫度以后所帶來的測量難題。
熱敏電阻區(qū)別
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熱敏電阻符號是PTC， 阻值隨溫度的變化而變化，有正溫度型的負(fù)溫度型， 2.壓敏電阻阻值隨壓力的變化而變化， 高,中,低壓壓敏電阻: 產(chǎn)品主要有MYN型,MY31型以及MYG型三大型號
熱敏電阻熱敏電阻合金
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熱敏電阻合金已開始日益廣泛地用于溫度的監(jiān)測和控制。如在環(huán)境監(jiān)測、食品的長期儲存、生物工程以及尖端軍事工程等方面都獲得了廣泛的應(yīng)用
[1]
。熱敏電阻合金一般均具有較高的電阻率和電阻溫度系數(shù)，因此可以制成小型化的高靈敏度的測溫傳感器。如箔式應(yīng)變片式測溫傳感器就是一種理想的結(jié)構(gòu)件溫度測量元件。此外熱敏電阻合金在高性能飛機的大氣總溫傳感器和大型客機溫度傳感器中也獲得了一定的應(yīng)用。可見，熱敏電阻合金的優(yōu)越性將日趨顯著
[1]
。
詞條圖冊
更多圖冊
參考資料
1.
熱敏電阻合金
．中國知網(wǎng)[引用日期2015-02-23]
溫度熱敏電阻傳感器：熱敏電阻傳感器是什么？
熱敏電阻分正溫度系數(shù)熱敏電阻和負(fù)溫度系數(shù)熱電阻，根據(jù)不同的用途會有不同的選擇。
應(yīng)該說熱敏電阻是熱敏傳感器的一種。熱敏電容也是屬于熱敏傳感器。
有許多材料，它的電阻值的大小隨溫度的變化而顯著變化。用這些材料制成的電阻，就叫熱敏電阻（意思是對溫度很敏感的電阻）。
利用熱敏電阻來測量溫度的元件（或組件），就叫“熱敏電阻傳感器”。
一種感受元器件 作用很大 可以感受溫度變化自身電阻發(fā)生變化
溫度熱敏電阻傳感器：熱敏電阻溫度傳感器原理
熱敏電阻器是敏感元件的一類，按照溫度系數(shù)不同分為正溫度系數(shù)熱敏電阻器（PTC）和負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻器（NTC）。熱敏電阻器的典型特點是對溫度敏感，不同的溫度下表現(xiàn)出不同的電阻值。正溫度系數(shù)熱敏電阻器（PTC）在溫度越高時電阻值越大，負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻器（NTC）在溫度越高時電阻值越低，它們同屬于半導(dǎo)體器件。
熱敏電阻是熱電阻的一種，所以說，原理都是溫度引起電阻變化。目前主要有金屬熱電阻和半導(dǎo)體熱敏電阻兩類。
熱敏電阻溫度傳感器的工作原理：
熱敏電阻是一種傳感器電阻，熱敏電阻的電阻值，隨著溫度的變化而改變，與一般的固定電阻不同。金屬的電阻值隨植度的升高而增大，但半導(dǎo)體則相反，它的電阻值隨溫度的升高而急劇減小，并呈現(xiàn)非線性。在溫度變化相同時，熱敏電阻器的阻值變化約為鉛熱電阻的10倍，因此可以說，熱敏電阻器對溫度的變化特別敏感。半導(dǎo)體的這種溫度特性。是因為半導(dǎo)體的導(dǎo)電方式是載流子（電子、空穴）導(dǎo)電。由于半導(dǎo)體中載流子的數(shù)目遠(yuǎn)比金屬中的自由電子少得多，所以它的電阻率很大。隨著溫度的升高，半導(dǎo)體中參加導(dǎo)電的載流子數(shù)目就會增多，故半導(dǎo)體導(dǎo)電率就增加，它的電阻率也就降低了。
熱敏電阻溫度傳感器正是利用半導(dǎo)體的電阻值隨溫度顯著變化這一特性制成的熱敏元件。它是由某些金屬氧化物按不同的配方制成的。在一定的溫度范圍內(nèi)，根據(jù)測量熱敏電阻阻值的變化，便可知被測介質(zhì)的溫度變化。
