空气温度传感器

二、热敏电阻
热敏电阻是一种利用半导体材料制成的敏感元件，其电阻 对温度变化很明显，电阻温度系数比金属大很多。 在温度传感器中应用最多的有热电偶、热电阻（如铂、铜 电阻温度计等）和热敏电阻。热敏电阻发展最为迅速，由于其 性能得到不断改进，稳定性已大为提高，在许多场合下（-50 ～＋350℃）热敏电阻已逐渐取代传统的温度传感器。
RT/Ω 106 105 104 2 3
4 1
103
102 101
阻值的突变点称为临界温 热敏电阻的电阻--温度特性曲线 度点。
1-NTC；2-CTR； 3-4 PTC
100 铂丝 40 0
60 120 160 温度T/º C
（1）原因
此类半导体陶瓷材料在临 RT/Ω 界温度点发生半导体向金属 的相变，引起半导体电阻值 的极大变化。 典型的CTR电阻材料为V2O3， 其相变点可通过添加Ge、Ni、 W、Mn等元素来调整。
106 105 104 2 3
4 1
103
102 101
（2）应掌握的概念
①开关电阻Rc：
标称电阻值×规定系数（如80％）
100 铂丝 40 0
60 120 160 温度T/º C
热敏电阻的电阻--温度特性曲线 1-NTC；2-CTR； 3-4 PTC
②宏观开关温度：
电阻值下降到开关电阻时所 对应的温度。
该类电阻器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。其主要材料是 VO2并添加一些金属氧化物。
4.热敏电阻的特性
热敏电阻器的电阻——温度特性（RT—T）
RT/Ω 106 105 104 103 102 1
2
4
3
ρT—T与RT—T特 性曲线一致。
热敏电阻式温度传感器 灵敏度高，响应特性较 好，但线性差，适应温 度较低
一、温度传感器的发展概况
公元1600年，伽里略研制出气体温度计。 一百年后，研制成酒精温度计和水银温度计。
随着现代工业技术发展的需要，相继研制出金属丝电 阻、温差电动式元件、双金属式温度传感器。
1950年以后，相继研制成半导体热敏电阻器。 最近，随着原材料、加工技术的飞速发展、又陆续研 制出各种类型的温度传感器。
（3）美国贝尔实验室早在1940年左右利用Mn、Co、Ni、 Cu等金属氧化物研制出工艺简单、性能良好的热敏电阻器。
热敏电阻主要由热敏探头1、引线2、壳体3构成。
2 Rt 3
热敏电阻符号
结构
1
1——热敏探头，2——引线，3——壳体
3.热敏电阻的分类
半导体热敏电阻按半导体电阻随温度变化的典型分为 三种类型：
1.热敏电阻的结构
热敏电阻是由一些金属氧化物的粉末（NiO、MnO、CuO、 TiO等）为基体原料，加入一些添加剂，采用陶瓷工艺制成的。 通过不同材质的混合，能得到热敏电阻不同的电阻值R0及 不同的温度特性。
2、热敏电阻发展历史
（1）1837年，人们就发现Ag2S的电导率随温度的改变而 变化这一现象。 （2）最早用来制造热敏电阻的材料是VO2。
RT/Ω
106 105 104 2 3
4 1
（3）CTR的用途Βιβλιοθήκη Baidu
控温、报警、无触点开关等。
103
102 101
100 铂丝 40 0
60 120 160 温度T/º C
热敏电阻的电阻--温度特性曲线 1-NTC；2-CTR； 3-4 PTC
101
100
铂丝
0
40
60 120 160 温度T/º C
热敏电阻的电阻--温度特性曲线 1-NTC；2-CTR； 3-4 PTC
1．临界温度系数热敏电阻（CTR）
临界温度系数热敏电阻 （CTR）是指在某一温度附 近电阻值发生突变，且于几 度的狭小温区内随温度的增 加降低3～4个数量级的一类 热敏元件。右图中的2曲线即 为一典型的CTR热敏电阻温 度特性曲线。
1．正温度系数热敏电阻（PTC）
电阻值随温度升高而增大的电阻器，简称PTC热敏阻器。 它的主要材料是掺杂的BaTiO3半导体陶瓷。
2．负温度系数热敏电阻（NTC）
电阻值随温度升高而下降的热敏电阻器简称 NTC 热敏电 阻器。它的材料主要是一些过渡金属氧化物半导体陶瓷。
3．临界温度系数热敏电阻（CTR）