1．热敏电阻的工作原理

 热敏电阻的测温原理是基于半导体电阻值随着温度的变化而变化的特性。只要测量出热敏电阻的阻值变化，就可以测量出温度。热敏电阻的图形符号为

图3-12    热敏电阻图形符号 

2．热敏电阻的分类

根据热敏电阻阻值随温度变化情况热敏电阻可分为正温度系数热敏电阻（PTC）、负温度系数热敏电阻器(NTC)和突变型负温度系数热敏电阻器(CTR)。

（1）PTC热敏电阻

 PTC热敏电阻是电阻值随温度升高而增大的热敏电阻。它的主要材料是掺入其他金属离子的BaTiO3半导体陶瓷，通过这种方式改变其温度系数和临界点温度。其温度-电阻特性曲线如图3-13所示，是非线性的，从图中可以看出当流过PTC的电流超过一定限度，引起PTC温度升高超过一定温度或者其检测的温度超过一定限度时，PTC的电阻会突然增大，所以PTC热敏电阻通常用作各种电器的过热保护、发热源的定温控制、电路的限流元件。

图3-13    各种热敏电阻的特性曲线

（2）NTC热敏电阻

电阻值随温度升高而下降的热敏电阻被称为NTC热敏电阻，它的材料主要是一些过渡金属氧化物半导体陶瓷。从图3-13可以看出NTC热敏电阻的温度-电阻特性曲线线性度较好，严格按照负指数关系变化，可以用于物体表面温度、温差、温场等测量，也可以用于自动控制及电子线路的热补偿线路。

（3）CTR热敏电阻

CTR热敏电阻的电阻值在某特定温度范围内随温度升高而降低3～4个数量级，即具有很大负温度系数，如图3-13所示，其主要材料是VO2并添加一些金属氧化物。 CTR热敏电阻在这种电器中作为温度开关来使用。

3.热敏电阻的结构

热敏电阻是由一些金属氧化物，采用不同比例配方混合，研磨后加入粘合剂，埋入适当引线（铂丝），挤压成形再经高温烧结而成。其形状有珠型、片型、柱型、铠装型等，如图3-14所示。

     （a）珠型              （b）片型               （c）柱型 

图3-14   热敏电阻的外形

         实训3-3  正、负温热敏电阻的温度控制实验

1、实验目的

了解正、负温热敏电阻的特性。

2、实验所用单元

  加热室，正负温热敏电阻传感器（如图2-28所示），正负温热敏电阻与PN结温度传感器转换电路板（如图2-29所示），K型热电偶（测量用），温度控制单元，数字电压表，万用表（自备）。

3、实验原理及电路

 热敏电阻包括正温度系数（PTC）和负温度系数（NTC）热敏电阻，热敏电阻比金属热电阻的灵敏度较高，起电阻温度系数要比金属大的多。如图3-30所示热敏电阻实验采用桥式输出，差动放大进行实验。

4、实验步骤

（1）正温热敏电阻实验

①仔细阅读实训1-3中的内容，学会基本参数设定。

②将温度控制用的热电偶插入加热室的一个传感器安置孔中，热电偶自由端引线插入实验台面板中的标准值输入端，红线为正极。

③将加热源AC16V输出的两根电源线与加热室面板上的输入相连。

④按图3-30连线：短接Vi+和Vi-并接地，接通电源，调节RP3使Vo2输出为0V，然后断开短路线和短路的接地线。

⑤将正温热敏电阻插入到加热源的另一个传感器安置孔中，将热敏电阻引脚的连接线接到电路板的热敏电阻位置（没有正负方向）。将电桥的A点接到差放的Vi+，B点接到Vi-；由于热敏电阻灵敏度较高，需逆时针调节RP2使增益调到较小的位置，调节RP1使Vo2输出再次为0V。

⑥设定温度控制仪的给定值为35℃，接通加热开关，等待温度稳定时，记录Vo2输出电压值，重新设定温度给定值为40℃，等待温度稳定时记录下电压表读数，重复以上步骤，温度给定值每次增加5℃，将实验结果记入下表3-5中。

    表 3-5                                   

（2）负温热敏电阻实验 

实验方法同正温度热敏电阻，但同样接线的情况下，温度变化对应的电压变化方向不同。将实验结果记入下表3-6中。

     表 3-6                                          

5、实验报告

（1）根据表3-5与3-6的实验结果，画出正、负温度热敏电阻温度—电压特性曲线，并计算正负温度热敏电阻的非线性误差。

（2）举出正、负温度热敏电阻在实际应用中的例子。

6、实验连线图

    本实验实际连线图如图3-31所示。