半导体热敏电阻测温的优化方案

热敏电阻是利用半导体的电阻随温度变化的特性制成的测温元件。与金属材料相比，半导体材料的电阻率温度系数是金属材料的10～100倍，灵敏度更高，但电阻值的温度特性为非线性，测温范围限于-100℃～400℃，互换性差。

热敏电阻可分为3种类型，正温度系数热敏电阻（PTC）、负温度系数热敏电阻（NTC）、临界温度电阻（CTR）。

NTC热敏电阻是由金属氧化物组成的，如锰、钴、铁、镍、铜等多种氧化物混合烧结而成，属于特种陶瓷，在工作温度范围内，其电阻值随温度上升高而非线性下降，温度系数为-（1～6）％/℃。

PTC热敏电阻通常是在钛酸钡陶瓷中加入施主杂质以增大电阻温度系数。在工作温度范围内，其电阻值随温度上升高面非线性增大，温度系数为（0.5～8）％/℃

CTR热敏电阻是一种开关型NTC，在临界温度附近，阻值随温度上升高而急剧减小。

表4.2.1　热敏电阻的类型、参数及结构

热敏电阻按照外形分为玻璃管式、圆片式和单片式。玻璃管式热敏电阻可靠性高，热时间常数小，响应速度快，常用于温度测量。如电磁灶灶面温度检测、空调器室内进风出风口温度检测。圆片式常用于温度补偿。单片式是表面贴装方式的电阻，也用于电路的温度补偿。

图4.2.10　热敏电阻的外形结构

实训任务3　热敏电阻特性测试实验

一、实训目的

分析热敏电阻工作特性。(www.xing528.com)

二、实训器材

电工电子实验台、传感器温度测控模块、传感器电源显示模块、短路块1个、电压表、导线若干。

三、实训内容

通过温度测控系统进行恒温控制，设置不同的温度值，测量热敏电阻的输出电压，进而分析其温度特性。

图4.2.11　系统示意图

图4.2.12　热敏电阻电路

1.用导线将传感器电源显示模块上的+5V、+12V、+24V电源和GND分别用导线引入到传感器温度测控模块的电源单元，并使用短路块连接J501的右边两个插针（即“中间插针”与“加热电阻”连接）。

2.打开模块电源开关POWER1、POWER2。

3.按下表要求设定不同温度值，待温度恒定以后，用万用表测量Vtest2口电压Vout，完成下表：

4.根据表中测量结果，分析热敏电阻的温度特性。