普通電阻器的阻值受溫度變化影響很小，但是熱敏電阻器完全不同，它的阻值隨溫度的變化而變化。熱敏電阻器是敏感元件的一類(lèi)，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(diǎn)是對(duì)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(shí)電阻值越大，負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻器(NTC)在溫度越高時(shí)電阻值越低，它們同屬于半導(dǎo)體器件。下面來(lái)簡(jiǎn)單介紹一下：

1.特點(diǎn)

(1)穩(wěn)定性好、過(guò)載能力強(qiáng);

(2)易加工成復(fù)雜的形狀，可大批量生產(chǎn);

(3)使用方便，電阻值可在0.1～100kΩ間任意選擇;

(4)體積小，能夠測(cè)量其他溫度計(jì)無(wú)法測(cè)量的空隙、腔體及生物體內(nèi)血管的溫度;

(5)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(cè)出10-6℃的溫度變化。

2.工作原理

熱敏電阻器是一種傳感器電阻，熱敏電阻器的電阻值，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，如下圖所示。

溫度特性曲線圖

由圖可知，在溫度變化相同時(shí)，熱敏電阻器的阻值變化約為鉛熱電阻的10倍，因此可以說(shuō)，熱敏電阻器對(duì)溫度的變化特別敏感。半導(dǎo)體的這種溫度特性.是因?yàn)榘雽?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(huì)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(cè)量熱敏電阻阻值的變化，便可知被測(cè)介質(zhì)的溫度變化。

將熱敏電阻器安裝在電路中使用時(shí)，熱敏電阻器在環(huán)境溫度相同時(shí)，動(dòng)作時(shí)間隨著電流的增加而急劇縮短;熱敏電阻器在環(huán)境溫度相對(duì)較高時(shí)具有更短的動(dòng)作時(shí)間和較小的維持電流及動(dòng)作電流。當(dāng)電路正常工作時(shí)，熱敏電阻器溫度與室溫相近、電阻很小，串聯(lián)在電路中不會(huì)阻礙電流通過(guò);而當(dāng)電路因故障而出現(xiàn)過(guò)電流時(shí)，熱敏電阻器由于發(fā)熱功率增加導(dǎo)致溫度上升，當(dāng)溫度超過(guò)開(kāi)關(guān)溫度時(shí)，電阻瞬間會(huì)劇增，回路中的電流迅速減小到安全值。

3.作用

3.1測(cè)溫

作為測(cè)量溫度的熱敏電阻傳感器一般結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，價(jià)格較低廉。沒(méi)有外面保護(hù)層的熱敏電阻只能應(yīng)用在干燥的地方;密封的熱敏電阻不怕濕氣的侵蝕、可以使用在較惡劣的環(huán)境下。由于熱敏電阻傳感器的阻值較大，故其連接導(dǎo)線的電阻和接觸電阻可以忽略，因此熱敏電阻傳感器可以在長(zhǎng)達(dá)幾千米的遠(yuǎn)距離測(cè)量溫度中應(yīng)用，測(cè)量電路多采用橋路。

3.2溫度補(bǔ)償

熱敏電阻傳感器可在一定的溫度范圍內(nèi)對(duì)某些元器件濕度進(jìn)行補(bǔ)償。例如，動(dòng)圈式儀表表頭中的動(dòng)圈由銅線繞制而成，溫度升高，電阻增大，引起溫度的誤差。因而可以在動(dòng)圈的回路中將負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻與錳銅絲電阻并聯(lián)后再與被補(bǔ)償元器件串聯(lián)，從而抵消內(nèi)于溫度變化所產(chǎn)生的誤差。

3.3過(guò)熱保護(hù)

過(guò)熱保護(hù)分直接保護(hù)利間接保護(hù)。對(duì)小電流場(chǎng)合，可把熱敏電阻傳感器直接串人負(fù)載中，防止過(guò)熱損壞以保護(hù)器件，對(duì)大電流場(chǎng)合，可用于對(duì)繼電器、晶體管電路等的保護(hù)。例如，在電動(dòng)機(jī)的定子繞組中嵌入突變型熱敏電阻傳感器并與繼電器串聯(lián)，當(dāng)電動(dòng)機(jī)過(guò)載時(shí)，定子電流增大，引起發(fā)熱。當(dāng)溫度大于突變點(diǎn)時(shí)，電路中的電流可以?xún)?nèi)十分之幾毫安突變?yōu)閹资涟玻虼死^電器動(dòng)作，從而實(shí)現(xiàn)過(guò)熱保護(hù)。

3.4液面測(cè)量

給NTC熱敏電阻傳感器施加一定的加熱電流，它的表面溫度將高于周?chē)目諝鉁囟龋藭r(shí)它的阻值較小。當(dāng)液而高于它的安裝高度時(shí)，液體將帶走它的熱量，使之溫度下降、阻值升高。判斷它的阻值變化，就可以知道液面是否低于設(shè)定值。汽車(chē)油箱中的油位報(bào)警傳感器就是利用以上原理制作的。

以上就是熱敏電阻器的原理與作用介紹了。由于半導(dǎo)體熱敏電阻有獨(dú)特的性能，所以在應(yīng)用方面它不僅可以作為測(cè)量元件，還可以作為控制元件和電路補(bǔ)償元件。熱敏電阻器廣泛用于家用電器、電力工業(yè)、通訊、軍事科學(xué)、宇航等各個(gè)領(lǐng)域，發(fā)展前景極其廣闊。

審核編輯：湯梓紅