认识温度传感器

• 主要材料是掺杂的BaTiO3半导体陶瓷
温度—电阻特性呈非线性，它在电子线路中多起限流、保护作用。 当流过PTC的电流超过一定限度或PTC个感受到的温度超过一定限度时， 其电阻值突然增大。
用途：无触点的电路及元器件保护 自动限制过电流 故障排除后自动恢复 工作时无噪音无火花 工作可靠、使用方便
认识温度传感器—热敏电阻
热敏电阻正是利用某种半导体材料的电阻率随温度变化而变化的性质 制成的。
认识温度传感器—热敏电阻
热敏电阻材料特性
大部分半导体热敏电阻中的各种氧化物是按一定比例混合的。金属氧化 物：钴Co、锰Mn、镍Ni 等的氧化物采用不同比例配方、高温烧结而成。目前 热敏电阻使用的上限温度约为300℃。
热敏电阻材料按温度特性可分为正温度 系数（PTC）热敏电阻、负温度系数（NTC） 热敏电阻和临界温度系数（CTR）热敏电阻 三类。它们随温度的变化关系曲线如图右图 所示。
认识热敏电阻的温度特性
107
负温度系数热敏电阻：
NTC
106
CБайду номын сангаасR
105
正温度系数热敏电阻：
PTC
104
r / (Ω c·m)
临界温度系数热敏电阻： 103 CRT
102
PTC NTC
101 0
40
80
120
160
200
温度/℃
认识温度传感器—热敏电阻
PTC
正温度系数热敏电阻器
• 电阻值随温度升高而增大的电阻器，简称PTC热敏阻器。
认识温度传感器—热敏电阻
CTR
突变型负温度系数热敏电阻器
• 电阻值随温度升高而增大的电阻器，简称CTR热敏阻器。
• 主要材料是VO2并添加一些金属氧化物。
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。主要用于温度开关类的控制
认识温度传感器—热敏电阻
三、热敏电阻主要特点
作业
以表格的形式，总结热敏电阻传感器的工作原理、性能特点、应用场合。
汽车中的热敏电阻
在汽车电路中，比较常用的是负温度 系数（NTC）热敏电阻器。如电喷车发动 机控制用的冷却液温度传感器、空气温度 传感器、自动变速箱中的油温传感器等。
汽车油温传感器
认识温度传感器—热敏电阻
认识热敏电阻
热敏电阻一般用金属氧化物陶瓷半导体材料或碳化硅材料 制造，粉状材料经过成形、烧结等工艺制成热敏电阻。
第一章 认识温度传感器
1.4 热敏电阻温度传感器
半导体热敏电阻测量温度
学习目标： （1）了解热敏电阻的主要特性 （2）掌握热敏电阻的应用 （3）掌握热敏电阻用于温度检测的方法。
热敏电阻在电冰箱中的应用
PTC热敏电阻使用于电 冰箱起动电路中，控制起 动绕组的工作状态，使电 冰箱压缩机正常起动。
冰箱压缩机用PTC起动器
NTC
负温度系数热敏电阻器
• 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。
• 材料主要是一些过渡金属氧化物半导体陶瓷。
具有半导体性质，有灵敏度高、稳定性好、响应快、寿命长、价格低 等优点，广泛应用于需要定点测温的自动控制电路中，如冰箱、空调等
特点： 体积小，功率大，抑制浪涌电流能力强 反应速度快 ·材料常数（B值）大，残余电阻小 寿命长，可靠性高 系列全，工作范围宽
根据不同的使用要求，可以把热敏电阻做成不同的形状和结构。常用热敏 电阻的外形如图所示
（a）
（b）
（c）
（d）
（e）
常用的热敏电阻的外形 （a）玻璃罩式 （b）垫圈式 （c）圆片式 （d）棒状 （e）片式
认识温度传感器—热敏电阻
热敏电阻的应用
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（-40～＋350℃）热敏电阻已逐渐取代传统的温度传感器。例 如有自恢复保险丝
金属氧化物：钴Co、锰Mn、镍Ni 等的氧化物 采用不同比例配方、高温烧结而成。
热敏电阻 引线
玻璃壳
（a）珠状
（b）片状
（c）杆状 （d）垫圈状
优点：（1）结构简单、体积小、可测点温度； （2）电阻温度系数大，灵敏度高（10倍）； （3）电阻率高、热惯性小、适宜动态测量。
1、特点： 灵敏度高、体积小、反应快
1、灵敏度较高，其电阻温度系数要比金属大10～100倍以上，能检测出106℃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 件适用温度高 于315℃（目前最高可达到 2000℃），低温器件适用于-273℃～55℃； 3、体积小，能够测量其他温度计无法测量的空隙、腔体及生物体内血管的温 度； 4、使用方便，电阻值可在0.1～100kΩ间任意选择； 5、易加工成复杂的形状，可大批量生产； 6、稳定性好、过载能力强。
2、制作原理： 利用半导体的电阻值随温度显著变化的特性制成。
3、类型 （1）NTC型热敏电阻 （2）CTR型热敏电阻 （3）PTC型热敏电阻
认识温度传感器—热敏电阻
热敏电阻工作原理
热敏电阻是一种新型的半导体测温元件。半导体中参加导电的是载流子， 由于半导体中载流子的数目远比金属中的自由电子数目少得多，所以它的电阻 率大。随温度的升高，半导体中更多的价电子受热激发跃迁到较高能级而产生 新的电子—空穴对，因而参加到电的载流子数目增加了，半导体的电阻率也就 降低了（电导率增加）。因为载流子数目随温度上升按指数规律增加，所以半 导体的电阻率也就随温度上升按指数规律下降。热敏电阻正是利用半导体这种 载流子数随温度变化而变化的特性制成的一种温度敏感元件。
认识温度传感器—热敏电阻
应用二：对于启动时需要较大功率，运动时功率又较小的这类单相电动机 （冰箱压缩机、空调机等），往往采用启动后将启动绕组通过离心开关将其 断开。 如采用PTC热敏电阻作为启动线圈自动通断的无触点开关时，则效果更好， 寿命更长。
认识温度传感器—热敏电阻
归纳总结
热敏电阻正是利用某种半导体材料的电阻率随温度变化而变化的性质制成的。
认识温度传感器—热敏电阻 四、热敏电阻的结构
热敏电阻是由一些金属氧化物的粉末按一定比例混合烧结而成的半导体。 通过不同的材质组合，能得到热敏电阻不同的电阻值及不同的温度特性。 热敏电阻主要由热敏探头、引线、壳体等构成
热敏电阻器的结构及符号
认识温度传感器—热敏电阻
热敏电阻一般做成二端器件，但也有做成三端或四端器件的。二端和三端 器件为直热式，即热敏电阻直接由连接的电路中获得功率。四端器件则为旁 热式。
热敏电阻在电视机上的应用
PTC热敏电阻器常用于彩色电视机的 消磁电路中。
彩色电视机开机通电后，消磁回路产 生一个很大的电流，同时产生一个很强的 交变磁场。由于电路中PTC热敏电阻的作 用，这一强交变磁场场可在相当短的时间 内衰减到极弱的程度。随着回路电流由大 变小，磁场则由强变弱，从而自动将彩色 显像管阴罩、防爆带等铁制件上的剩磁消 掉，保证了彩色显像管的色纯度。
热敏电阻应用广泛，常用于家用空调、汽车空调、冰箱、冷柜、热水器、 饮水机、暖风机、洗碗机、消毒柜、洗衣机、烘干机以及中低温干燥箱、恒 温箱等场合的温度测量与控制的场合。广泛应用于空调、暖气、电子体温计 等
认识温度传感器—热敏电阻
应用一：电脑在使用过程中，当CPU工作繁忙的时候，CPU温度往往升高， 若不加处理，会造成CPU的烧毁，在CPU插槽中，用热敏电阻测温，然后 通过相关电路进行处理，