什么是热敏电阻
热敏电阻被定义为一个类型的电阻器，其电阻随温度的变化而变化。尽管所有电阻器的电阻都会随温度轻微波动，但热敏电阻对温度变化特别敏感。
热敏电阻在电路中充当无源组件。它们是一种准确，廉价且坚固的温度测量方法。尽管它们在极高的温度或极冷的温度下无法正常工作，但它们却是许多不同应用的首选传感器。当需要精确的温度读数时，它们是理想的选择。
热敏电阻的用途
热敏电阻具有多种应用。在许多不同的液体和环境空气环境中，它们被用作热敏电阻温度计的一种测量温度的方法。热敏电阻最常见的用途包括：
• 电子体温计
• 汽车应用（用于测量汽车和卡车中的机油和冷却液温度）
• 家用电器（例如微波炉，冰箱和烤箱）
• 电路保护（即电涌保护）
• 可充电电池（确保维持正确的电池温度）
• 测量电气材料的热导率
• 温度补偿（即保持电阻以补偿电路另一部分的温度变化引起的影响）
• 用于惠斯通电桥电路
热敏电阻如何工作
热敏电阻的工作原理是其电阻取决于其温度。我们可以使用欧姆表来测量热敏电阻的电阻。如果我们知道温度变化如何影响热敏电阻的精确关系，那么通过测量热敏电阻的电阻就可以得出其温度。
电阻变化多少取决于热敏电阻中使用的材料类型。热敏电阻的温度和电阻之间的关系是非线性的。典型的热敏电阻图如下所示：
如果我们有一个具有以上温度曲线图的热敏电阻，我们可以简单地将欧姆表测得的电阻与曲线图上所示的温度对齐。通过在y轴上绘制一条横穿电阻的水平线，并从该水平线与图形相交的位置向下绘制一条垂直线，因此可以得出热敏电阻的温度。
热敏电阻类型
有两种类型的热敏电阻：
• 负温度系数（NTC）热敏电阻
• 正温度系数（PTC）热敏电阻
NTC热敏电阻
在NTC热敏电阻中，当温度升高时，电阻减小。并且当温度降低时，电阻增加。因此，在NTC中，热敏电阻的温度和电阻成反比。这些是最常见的弥散者。
NTC热敏电阻的电阻和温度之间的关系由以下表达式控制：
• R T是温度T（K）时的电阻
• R 0是温度T 0（K）时的电阻
• T 0是参考温度（通常为25 o C）
• β是一个常数，其值取决于材料的特性。标称值取为4000。
如果β值高，则电阻与温度的关系将非常好。β的值越高，表示在相同的温度升高下电阻的变化越大–因此，您增加了热敏电阻的灵敏度（从而提高了精度）。
从表达式（1），我们可以得到电阻温度系数。这不过是热敏电阻灵敏度的表述。
从上面我们可以清楚地看到，αT具有负号。该负号表示NTC热敏电阻的负电阻-温度特性。
如果β= 4000 K和T = 298 K，则α Ť = -0.0045 / ö K.这比铂RTD的灵敏度高得多。这将能够测量温度的很小变化。
但是，现在可以以高成本获得具有正温度系数的重掺杂热敏电阻的替代形式。表达式（1）使得即使在很小的温度范围内也无法对曲线进行线性近似，因此，热敏电阻绝对是非线性传感器。
PTC热敏电阻
PTC热敏电阻在温度和电阻之间具有相反的关系。当温度升高时，电阻增加。并且当温度降低时，电阻降低。因此，在PTC热敏电阻中，温度和电阻成反比。
尽管PTC热敏电阻不如NTC热敏电阻常见，但它们经常用作电路保护的一种形式。类似于保险丝的功能，PTC热敏电阻可以用作限流 设备。
当电流通过设备时，会引起少量的电阻发热。如果电流大到足以产生比设备损失的更多热量，则设备会发热。在PTC热敏电阻中，这种加热也会导致其电阻增加。这会产生自增强效应，该效应会向上推动电阻，从而限制电流。这样，它就可以作为电流限制装置来保护电路。
热敏电阻特性
控制热敏电阻特性的关系如下：
这里：
• R 1 =绝对温度T 1 [ o K]时热敏电阻的电阻
• R 2 =温度T 2 [ o K]时热敏电阻的电阻
• β=常数，取决于换能器的材料
我们可以从上面的等式中看到，温度和电阻之间的关系是高度非线性的。标准的NTC热敏电阻通常表现出约0.05 / o C 的负热电阻温度系数。
热敏电阻构造
为了制造热敏电阻，将两种或更多种由金属氧化物制成的半导体粉末与粘合剂混合以形成浆料。在导线上会形成一小滴这种浆料。为了干燥，我们必须将其放入烧结炉中。在此过程中，该浆液将收缩到导线上以形成电连接。通过在其上涂上玻璃涂层来密封该加工过的金属氧化物。这种玻璃涂层使热敏电阻具有防水性能，从而有助于提高其稳定性。
市场上有不同形状和尺寸的热敏电阻。较小的热敏电阻为直径从0.15毫米到1.5毫米的珠子形式。热敏电阻也可以是通过在高压下将热敏电阻材料压成直径为3毫米至25毫米的扁平圆柱体制成的圆盘和垫圈形式。
温度传感器类型
热敏电阻的典型尺寸为0.125mm至1.5mm。市售的热敏电阻的标称值为1K，2K，10K，20K，100K等。该值表示温度为25 o C时的电阻值。
热敏电阻有多种型号可供选择：珠型，棒型，盘形等。热敏电阻的主要优点是体积小且成本相对较低。
这种尺寸优势意味着，在外壳中工作的热敏电阻的时间常数较小，尽管尺寸减小还会降低其散热能力，从而使自热效应更大。这种影响会永久损坏热敏电阻。
为避免这种情况，与电阻温度计相比，热敏电阻必须在较低的电流水平下工作，从而导致较低的测量灵敏度。
热敏电阻与热电偶
热敏电阻和热电偶之间的主要区别是：
热敏电阻：
• 感应范围更窄（55至+150 o C –尽管因品牌而异）
• 感应参数=电阻
• 非线性的 感测参数（电阻）与温度之间的关系
• NTC热敏电阻的电阻随温度升高呈指数级下降
• 适用于感测温度的微小变化（很难准确地使用热敏电阻，并且在超过50 o C的范围内都具有高分辨率）。
• 感应电路简单，不需要放大，非常简单
• 如果不校准，通常很难获得高于1 o C的精度
热电偶：
• 温度感应范围广（T型= -200-350 o C; J型= 95-760°C; K型= 95-1260°C;其他类型的温度甚至更高）
• 可以很准确
• 传感参数=不同温度下结点产生的电压
• 热电偶电压相对较低
• 线性的 感测参数（电压）与温度之间的关系
热敏电阻与RTD
电阻温度检测器（也称为RTD传感器）与热敏电阻非常相似。RTD和热敏电阻均具有随温度变化的电阻。
两者之间的主要区别在于它们制成的材料类型。热敏电阻通常由陶瓷或聚合物材料制成，而RTD由纯金属制成。在性能方面，热敏电阻几乎在所有方面都具有优势。
与RTD相比，热敏电阻更精确，更便宜且响应时间更快。热敏电阻与RTD相比，唯一真正的缺点是涉及温度范围。RTD可以比热敏电阻在更宽的范围内测量温度。
除此之外，没有理由在RTD上使用热敏电阻。
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