热敏电阻的特性、分类、符号和应用知识汇总
热敏电阻是一类敏感元件，按温度系数不同分为正温度系数热敏电阻（PTC）和负温度系数热敏电阻（NTC）。热敏电阻的典型特点是对温度敏感，在不同的温度下表现出不同的电阻值。正温度系数热敏电阻（PTC）在较高温度下具有较高的电阻值，而负温度系数热敏电阻（NTC）在较高温度下具有较低的电阻值。当然，它们都属于半导体器件。
热敏电阻的主要特点
1、灵敏度高，电阻温度系数比金属大10～100倍，可检测10～6 ℃的温度变化；
2、工作温度范围宽，常温器件适用于-55 ℃～315 ℃，高温器件适用于高于315 ℃（目前可达2000 ℃），低温器件适用适用于-273 ℃～-55 ℃；
3、体积小，可测量其他温度计无法测量的活体空隙、腔体、血管的温度；
4、使用方便，阻值可在0.1～100kΩ之间任意选择；
5、易于加工成复杂形状，可大批量生产；
6、稳定性好，过载能力强。
热敏电阻的分类
1、PTC热敏电阻
PTC（正温度系数) 热敏电阻是指在一定温度下阻值急剧增加，具有正温度系数的热敏电阻。它可以用作恒温传感器。该材料是以BaTiO3或SrTiO3或PbTiO3为主要成分的烧结体。掺杂少量的氧化物，如 Nb、Ta、Bi、Sb、Y 和 La，以控制原子价数，使其具有半导体性。
BaTiO3 等半导体化材料称为半导体（体）陶瓷；同时加入Mn、Fe、Cu、Cr等氧化物增加正电阻温度系数的添加剂，采用一般陶瓷工艺制成。高温烧结将钛酸铂及其固溶体半导体化，得到具有正特性的热敏电阻材料。
钛酸钡晶体属于钙钛矿结构，是一种铁电材料。纯钛酸钡是一种绝缘材料。在钛酸钡材料中添加微量稀土元素，经过适当热处理后，电阻率在居里温度附近急剧增加几个数量级，从而产生PTC效应。这种效应与 BaTiO3 晶体及其附近的铁电性有关。钛酸钡半导体陶瓷是一种多晶材料，晶粒之间存在晶间界面。当半导体陶瓷达到一定温度或电压时，晶界发生变化，电阻发生急剧变化。
PTC效应钛酸钡半导体陶瓷的结晶起源于晶界。对于传导电子，晶粒间的界面相当于势垒。温度较低时，由于钛酸钡中电场的作用，电子容易越过势垒，因此电阻值较小。当温度升至居里点温度附近（即临界温度）时，内部电场被破坏，不能帮助导电电子越过势垒。这相当于势垒上升，电阻值突然增大，产生PTC效应。钛酸钡半导体陶瓷PTC效应的物理模型包括海面屏障模型、丹尼尔斯钡空位模型、和叠加障碍模型，它们从不同方面解释了PTC效应。
实验表明，在工作温度范围内，PTC热敏电阻的阻温特性可以用实验公式近似：
RT=RT0 ex-pop (T-T0)
式中RT和RT0代表温度为T和T0时的电阻值，Bp为材料的材料常数。
PTC效应源于陶瓷晶界和晶界间析出相的性质，并随杂质的种类、浓度和烧结条件而发生显着变化。最近，实用的热敏电阻正在使用带有硅芯片的硅温度敏感元件。这是一种小型且高精度的PTC热敏电阻，由n型硅组成。
1950年出现PTC热敏电阻，1954年出现以钛酸钡为主要材料的PTC热敏电阻。PTC热敏电阻在工业上用于温度测量和控制，也用于汽车某些部位的温度检测和调节。它们还广泛用于民用设备，例如控制即热式热水器的水温、空调的温度以及利用其加热进行气体分析和风速。下面以加热器、电机、变压器、大功率三极管等电器在加热和过热保护中的应用为例进行介绍。
除了用作加热元件外，PTC热敏电阻还可以用作“开关”。它具有三个功能：敏感元件、加热器和开关。电流通过元件后，加热元件的温度升高。当温度超过居里点温度时，电阻增加，从而限制电流增加。因此，电流的降低导致元件温度降低，电阻值的降低导致电路电流升高。随着温度的升高，组件温度会冲洗并重复。因此，它具有将温度保持在特定范围内的功能，同时也起到了开关的作用。利用这种耐温特性制成加热源。
2. NTC热敏电阻
NTC热敏半导体陶瓷多为尖晶石结构或其他结构的氧化物陶瓷。它们具有负温度系数。电阻值可以近似为：
Rt = RT * EXP (Bn * (1 / T-1 / T0)
其中 RT和RT0分别是温度T和T0下的电阻值，Bn是材料常数。陶瓷颗粒本身由于温度变化而改变其电阻率，这是由半导体的特性决定的。
NTC热敏电阻的发展经历了漫长的时期。1834年，科学家首次发现硫化银具有负温度系数。1930年，科学家发现氧化亚铜-氧化铜还具有负温度系数的性能，并成功地用于航空仪器的温度补偿电路中。随后，由于晶体管技术的不断发展，热敏电阻的研究取得了重大进展。NTC热敏电阻开发于1960年。NTC热敏电阻广泛用于温度测量、温度控制和温度补偿。
热敏电阻温度计精度可达0.1℃，感温时间可小于10s。不仅适用于粮仓温度计，也适用于食品储藏、医药卫生、科学养殖、海洋、深井、高海拔、冰川等领域的温度测量。
3、临界温度热敏电阻（CTR）
临界温度热敏电阻（CTR) ，在一定温度下，电阻值随温度升高急剧下降，具有较大的负温度系数。构成材料是钒、钡、锶、磷等元素氧化物的混合烧结体。它是一种半玻璃态半导体，也称为玻璃热敏电阻。
临界温度热敏电阻突然的温度随着锗、钨、钼和其他氧化物的加入而发生变化。这是由于掺入了不同的杂质，氧化钒的晶格间距不同。如果五氧化二钒在适当的还原气氛中变成二氧化钒，则电阻的温度变化很快；如果进一步还原为三氧化二钒，则快速变化消失。发生电阻突变的温度对应于半玻璃半导体物理性质突变的位置，因此会发生半导体-金属相移。临界温度热敏电阻可用作温度控制报警器和其他应用。
热敏电阻的符号
热敏电阻电气符号中的字母有些是o，有些是VM。带o的是热敏电阻，U是压敏电阻。热敏电阻的阻值随外界温度而变化。有的具有负温度系数，用NTC表示；有些具有正温度系数，并以PTC为代表。使用θ 或t °来表达温度。它的文字符号是“RT”。在电路图中，符号光敏电阻和热敏电阻表示为：
热敏电阻在电路图中的表示：
热敏电阻好坏测试
测试时用万用表欧姆档（根据标称电阻值确定量程，一般为R×1量程），可分为两步：一是常温测试（室内温度接近25 ° C )、用鳄鱼夹代替测试线。测量PTC热敏电阻两个引脚的实际阻值，并与标称阻值进行比较。两者之差在±2Ω以内是正常的。如果实际电阻值高于±2 Ω; 从标称电阻值看，表明其性能较差或已损坏。
其次，在常温测试的基础上，第二步测试可以是执行加热测试，加热靠近热敏电阻的热源（如电烙铁），观察万能指示器。可以看出万能指标随着温度的升高而变化，说明阻值是逐渐变化的（负温度系数热敏电阻的NTC的阻值会变小，而正温度系数的PTC的阻值会变大）。当阻值变化到一定值时，显示数据会逐渐稳定，说明热敏电阻正常。如果电阻值不变，则说明热敏电阻已损坏。
测试时应注意以下几点：
- Rt是厂家在环境温度为25 ℃时测量的，所以用万用表测量Rt时，也应在环境温度接近25 ℃时进行，以保证可以进行测试。
- 测量功率不得超过规定值，避免电流热效应造成测量误差。
- 测试过程中，请勿用手捏热敏电阻，以免人体温度影响测试。
- 注意不要将热源放置在PTC热敏电阻太近或直接接触热敏电阻，以防止其被烧毁。
热敏电阻的主要应用
（气体分析仪）
热敏电阻的用途非常广泛，主要应用包括，利用非线性特性完成稳压、限幅、开关、过流保护等功能；利用不同介质散热特性的差异，测量流量、流量、液位、导热系数、真空度等；使用热惯性作为时间延迟。
热敏电阻还可作为电子线路元件，用于仪表线路温度补偿和温差冷端温度补偿。利用NTC热敏电阻的自发热特性可实现自动增益控制，构成RC振荡器稳幅电路、延时电路和保护电路。当自热温度远大于环境温度时，电阻值也与环境的散热条件有关。
因此，热敏电阻的特性常被用于流量计、流量计、气体分析仪、热分析等，以制作特殊的检测元件。PTC热敏电阻主要用于电气设备的过热保护、非接触式继电器、恒温、自动增益控制。
总结
不难发现，热敏电阻的主要两种类型是NTC（负温度系数）和PTC（正温度系数），主要就是使用电阻测量温度。对于NTC热敏电阻，随着温度的升高，电阻会降低，而当温度降低时，电阻会增加。
热敏电阻的主要工作原理是其电阻取决于其温度，可以使用欧姆表测量热敏电阻的电阻。而就电阻随温度的变化而言，有慢变（线性）和突变（非线性）之分。
此外，热敏电阻是一种固态温度传感装置，其作用有点像电阻器，但对温度敏感。热敏电阻可用于产生随环境温度变化的模拟输出电压，因此可称为传感器。它们可以在日常用具中找到，例如火警警报器、烤箱和冰箱。它们还用于数字温度计和许多汽车应用中以测量温度。
热点资讯
推荐商品
猜你想看
热点资讯
