热敏电阻

✍ dations ◷ 2025-04-03 10:41:03 #电子元件,温度计,感测器,HVAC

热敏电阻(英语:thermistor)是一种传感器电阻,电阻值随着温度的变化而改变,且体积随温度的变化较一般的固定电阻要大很多。热敏电阻的英文“thermistor”是由Thermal(热)及resistor(电阻)两词组成的混成词。热敏电阻属可变电阻的一类,广泛应用于各种电子元件中,例如涌浪电流限制器、温度传感器、可复式保险丝、及自动调节的加热器(英语:Heating element)等。

不同于电阻温度计使用纯金属,在热敏电阻器中使用的材料通常是陶瓷或聚合物。两者也有不同的温度响应性质,电阻温度计适用于较大的温度范围;而热敏电阻通常在有限的温度范围内实现较高的精度,通常是-90℃〜130℃。

热敏电阻最基本的特性是其阻值随温度的变化有极为显著的变化,以及伏安曲线呈非线性。若电子和空穴的浓度分别为 n {\displaystyle n} 值大致分为两类:

此外还有一种临界温度热敏电阻(CTR,Critical Temperature Resistance),在一定温度范围内,其电阻会有大幅的变化。

非热敏电阻的一般电阻,其一般都相当接近零,因此在一定的温度范围内其电阻值可以接近一定值。

有时热敏电阻不用温度系数来描述,而是用电阻温度系数 α T {\displaystyle \alpha _{T}} 、和称为斯坦哈特-哈特参数,每个热敏电阻有不同的参数,是以开尔文表示的温度,是电阻,单位是欧姆,若要电阻以温度的函数表示,可以整理为下式:

其中

在二百度的范围内,斯坦哈特-哈特公式的误差多半小于0.02 °C。例如,室温下(25 °C = 298.15 K)电阻值为3000 Ω的热敏电阻,其参数为

NTC热敏电阻的电阻值随温度的上升而下降,也可以用(或)参数来描述其特性,其实就是参数为 a = ( 1 / T 0 ) ( 1 / B ) ln ( R 0 ) {\displaystyle a=(1/T_{0})-(1/B)\ln(R_{0})} 可得

或者

其中 r = R 0 e B / T 0 {\displaystyle r_{\infty }=R_{0}e^{-{B/T_{0}}}} 参数的估计值。

第一个NTC热敏电阻是法拉第在1833年研究硫化银的半导体特性时发现的。法拉第注意到硫化银的阻值随着温度上升而大幅下降(这也是第一次对于半导体材料特性的记录)。

早期因为热敏电阻不易生产,且应用的技术受限,商业化的使用一直到1930年代才开始。第一个在商业应用上可行的热敏电阻是由Samuel Ruben在1930年发明。

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