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* 第三章 温度传感器 第一节 概 论 第二节 热电偶温度传感器 第三节 热敏电阻温度传感器 第四节 IC温度传感器 第五节 其他温度传感器 通过本章的学习了解温度传感器的作用、地位、分类和发展趋势；掌握热电偶三定律及相关计算；掌握热敏电阻不同类型的特点及应用场合；掌握集成温度传感器使用方法；了解其他温度传感器工作原理。 热敏电阻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。 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（-40～＋350℃）热敏电阻已逐渐取代传统的温度传感器。 主要讲述热敏电阻的特点、分类，基本参数，主要特性和应用等。 第三节 热敏电阻温度传感器 （一）热敏电阻的特点 1．电阻温度系数的范围甚宽 有正、负温度系数和在某一特定温度区域内阻值突变的三种热敏电阻元件。电阻温度系数的绝对值比金属大10～100倍左右。 2．材料加工容易、性能好 可根据使用要求加工成各种形状，特别是能够作到小型化。目前，最小的珠状热敏电阻其直径仅为 0.2mm。 3．阻值在1～10M之间可供自由选择 使用时，一般可不必考虑线路引线电阻的影响；由于其功耗小、故不需采取冷端温度补偿，所以适合于远距离测温和控温使用。 一、热敏电阻的特点与分类 4．稳定性好 商品化产品已有30多年历史，加之近年在材料与工艺上不断得到改进。据报道，在0.01℃的小温度范围内，其稳定性可达0.0002℃的精度。相比之下，优于其它各种温度传感器。 5．原料资源丰富，价格低廉 烧结表面均已经玻璃封装。故可用于较恶劣环境条件；另外由于热敏电阻材料的迁移率很小，故其性能受磁场影响很小，这是十分可贵的特点。 热敏电阻的种类很多，分类方法也不相同。按热敏电阻的阻值与温度关系这一重要特性可分为： 1．正温度系数热敏电阻器（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器（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．突变型负温度系数热敏电阻器（CTR 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。 （二）热敏电阻的分类 热敏电阻材料的分类（1） 大分类 小分类 代表例子 NTC 单晶 金刚石、Ge、Si 金刚石热敏电阻 多晶 迁移金属氧化物复合烧结体?、无缺陷形金属氧化烧结体多结晶单体?、固溶体形多结晶氧化物SiC系 Mn、Co、Ni、Cu、Al氧化物烧结体、ZrY氧化物烧结体、还原性TiO3、Ge、Si Ba、Co、Ni氧化物 溅射SiC薄膜 玻璃 Ge 、Fe、 V等氧化物 硫硒碲化合物 玻璃 V、P、Ba氧化物、Fe、Ba、Cu氧化物、Ge、Na、K氧化物、（As2Se3）0.8、（Sb2SeI）0.2 有机物 芳香族化合物 聚酰亚釉 表面活性添加剂 液体 电解质溶液 熔融硫硒碲化合物 水玻璃 As、Se、Ge系 热敏电阻材料的分类（2） PTC 无机物 BaTiO3系 Zn、Ti、Ni氧化物系 Si系、硫硒碲化合物 （Ba、Sr、Pb）TiO3烧结体 有机物 石墨系 有机物 石墨、塑料 石腊、聚乙烯、石墨 液体 三乙烯醇混合物 三乙烯醇、水、NaCl CTR ? V、Ti氧化物系、Ag2S、（AgCu）、（ZnCdHg）BaTiO3单晶 V、P、（Ba·Sr）氧化物 Ag2S–CuS 大分类 小分类 代表例子 1. 标称电阻R25（冷阻） 标称电阻值是热敏电阻在25±0.2℃时的阻值。 二、热敏电阻的基本参数 2. 材料常数BN 是表征负温度系数(NTC)热敏电阻器材料的物理特性常数。BN值决定于材料的激活能?E,具有BN=?E／2k的函数关系，式中k为波尔兹曼常数。一般BN值越大，则电阻值越大，绝对灵敏度越高。在工作温度范围内，BN值并不是一个常数，而是随温度的升高略有增加的。 3. 电阻温度系数（%/℃） 热敏电阻的温度变化1 ℃时电阻值的变化率。 4. 耗散系数H 热敏电阻器温度变化1℃所耗散的功率变化量。在工作范围内，当环境温度变化时,H值随之变化,其大小与热敏电阻的结构、形状