一 溫度傳感器及熱敏元件

溫度傳感器主要由熱敏元件組成。熱敏元件品種教多，市場(chǎng)上銷(xiāo)售的有雙金屬片、銅熱電阻、鉑熱電阻、熱電偶及半導(dǎo)體熱敏電阻等。以半導(dǎo)體熱敏電阻為探測(cè)元件的溫度傳感器應(yīng)用廣泛，這是因?yàn)樵谠试S工作條件范圍內(nèi)，半導(dǎo)體熱敏電阻有體積小、靈敏度高、精度高的特點(diǎn)，而且制造工藝簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉。

1.半導(dǎo)體熱敏電阻的工作原理E3T-ST12 接近開(kāi)關(guān)

按溫度特性熱敏電阻可分為兩類(lèi)，隨溫度上升電阻的為正溫度系數(shù)熱敏電阻，反之為負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻。

⑴ 正溫度系數(shù)熱敏電阻的工作原理

此種熱敏電阻以鈦酸鋇（BaTio3）為基本材料，再摻入適量的稀土元素，利用陶瓷工藝高溫?zé)Y(jié)爾成。純鈦酸鋇是一種絕緣材料，但摻入適量的稀土元素如鑭（La）和鈮（Nb）等以后，變成了半導(dǎo)體材料，被稱(chēng)半導(dǎo)體化鈦酸鋇。它是一種多晶體材料，晶粒之間存在著晶粒界面，對(duì)于導(dǎo)電電子而言，晶粒間界面相當(dāng)于一個(gè)位壘。當(dāng)溫度低時(shí)，由于半導(dǎo)體化鈦酸鋇內(nèi)電場(chǎng)的作用，導(dǎo)電電子可以很容易越過(guò)位壘，所以電阻值較??；當(dāng)溫度升高到居里點(diǎn)溫度（即臨界溫度，此元件的‘溫度控制點(diǎn)’ 一般鈦酸鋇的居里點(diǎn)為120℃）時(shí)，內(nèi)電場(chǎng)受到，不能幫助導(dǎo)電電子越過(guò)位壘，所以為電阻值的急劇。因?yàn)檫@種元件具有未達(dá)居里點(diǎn)前電阻隨溫度變化非常，具有恒溫、調(diào)溫和自動(dòng)控溫的功能，只，不發(fā)紅，無(wú)明火，不易，電壓交、直流3～440V均可，使用壽命長(zhǎng)，非常適用于電動(dòng)機(jī)等電器裝置的過(guò)熱探測(cè)。

⑵ 負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻的工作原理

負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻是以氧化錳、氧化鈷、氧化鎳、氧化銅和氧化鋁等金屬氧化物為主要原料，采用陶瓷工藝制造而成。這些金屬氧化物材料都具有半導(dǎo)體性質(zhì)，*類(lèi)似于鍺、硅晶體材料，的載流子（電子和空穴）數(shù)目少，電阻較高；溫度升高，載流子數(shù)目，自然電阻值。負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻類(lèi)型很多，使用區(qū)分低溫（-60～300℃）、中溫（300～600℃）、高溫（>600℃）三種，有靈敏度高、性好、響應(yīng)快、壽命長(zhǎng)、價(jià)格低等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于需要定點(diǎn)測(cè)溫的溫度自動(dòng)控制電路，如冰箱、空調(diào)、溫室等的溫控。

熱敏電阻與簡(jiǎn)單的放大電路結(jié)合，就可檢測(cè)千分之一度的溫度變化，所以和電子儀表組成測(cè)溫計(jì)，能完成高精度的溫度測(cè)量。普通用途熱敏電阻工作溫度為-55℃～+315℃，特殊低敏電阻的工作溫度低于-55℃，可達(dá)-273℃。

2.熱敏電阻的型號(hào)

我國(guó)產(chǎn)熱敏電阻是按部頒SJ1155-82來(lái)制定型號(hào)，由四部分組成。

部分：主稱(chēng)，用字母‘M’表示 元件。

第二部分：類(lèi)別，用字母‘Z’表示正溫度系數(shù)熱敏電阻器，或者用字母‘F’表示負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻器。

第三部分：用途或特征，用一位數(shù)字（0-9）表示。一般數(shù)字‘1’表示普通用途，‘2’表示穩(wěn)壓用途（負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻器），‘3’表示微波測(cè)量用途（負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻器），‘4’表示旁熱式（負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻器），‘5’表示測(cè)溫用途，‘6’表示控溫用途，‘7’表示消磁用途（正溫度系數(shù)熱敏電阻器），‘8’表示線性型（負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻器），‘9’表示恒溫型（正溫度系數(shù)熱敏電阻器），‘0’表示特殊型（負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻器）

第四部分：序號(hào)，也由數(shù)字表示，代表規(guī)格、性能。

往往廠家出于區(qū)別本系列產(chǎn)品的特殊需要，在序號(hào)后加‘派生序號(hào)’，由字母、數(shù)字和‘-’號(hào)組合而成。

例： M Z 1 1

3.熱敏電阻器的主要參數(shù)

各種熱敏電阻器的工作條件一定要在其出廠參數(shù)允許范圍之內(nèi)。熱敏電阻的主要參數(shù)有十余項(xiàng)：標(biāo)稱(chēng)電阻值、使用溫度（高工作溫度）、測(cè)量功率、額定功率、標(biāo)稱(chēng)電壓（大工作電壓）、工作電流、溫度系數(shù)、材料常數(shù)、時(shí)間常數(shù)等。其中標(biāo)稱(chēng)電阻值是在25℃零功率時(shí)的電阻值，實(shí)際上總有一定誤差，應(yīng)在±10%之內(nèi)。普通熱敏電阻的工作溫度范圍較大，可根據(jù)需要從-55℃到+315℃選擇，值得注意的是，不同型號(hào)熱敏電阻的高工作溫度差異很大，如MF11片狀負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻器為+125℃，而MF53-1僅為+70℃，學(xué)生實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)注意（一般不要超過(guò)50℃）。

4 實(shí)驗(yàn)用熱敏電阻選擇

普通用途負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻器，因它隨溫度變化一般比正溫度系數(shù)熱敏電阻器易觀察，電阻值連續(xù)下降明顯。若選正溫度系數(shù)熱敏電阻器，實(shí)驗(yàn)溫度應(yīng)在該元件居里點(diǎn)溫度附近。

例MF11普通負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻器參數(shù)

主要技術(shù)參數(shù)名稱(chēng) 參數(shù)值 MF11熱敏電阻符號(hào)外形圖

標(biāo)稱(chēng)阻值（kΩ） 10～15 片狀外形 符號(hào)

額定功率 （W） 0.25

材料常數(shù)B范圍（k） 1980～3630

溫度系數(shù)（10-2/℃） -（2.23～4.09）

耗散系數(shù)（mW/℃） ≥5

時(shí)間常數(shù)（s） ≤30

高工作溫度（℃） 125

粗測(cè)熱敏電阻的值，宜選用量程適中且通過(guò)熱敏電阻測(cè)量電流較小萬(wàn)用表。若熱敏電阻10kΩ左右，可以選用MF10型萬(wàn)用表，將其擋位開(kāi)關(guān)撥到歐姆擋R×100，用鱷魚(yú)夾代替表筆分別熱敏電阻的兩引腳。在溫度明顯低于體溫時(shí)，讀數(shù)10.2k ,用手捏住熱敏電阻，可看到表針指示的阻值逐漸減小；松開(kāi)手后，阻值加大，逐漸復(fù)原。這樣的熱敏電阻可以選用（高工作溫度100℃左右）。

幾種實(shí)用測(cè)溫傳感器

a空調(diào)內(nèi)溫控傳感器：熱敏元件封在銅金屬中。

b 氣溫測(cè)量傳感器

BDG01UJ【BDG 8725-2-05-W031-90000-54
BDG01UH【BDG 8725-2-05-W031-9000-65
BDG01UK【BDG 8725-2-05-W148-5000-54
BDG01UL【BDG 8725-2-10-30-W148-2500-54
BDG01UM【BDG 8725-3-05-90000-54
BDG01UN【BDG 8725-3-10-30-0200-54-2M
BDG01UR【BDG 8726-2-05-9000-54
BDG01UU【BDG 8727-2-10-30-W203-9000-00
BDG01UW【BDG 8727-2-30-9000-54
BDG01UY【BDG 8727-28B-05-1024-65
BDG01UZ【BDG 8727-3-05-0064-54
BDG01W0【BDG 8727-3-05-1024-54
BDG01W1【BDG 8727-3-05-1024-65
BDG01W2【BDG 8727-3-05-4096-54
BDG01W3【BDG 8727-3-05-7200-54
BDG01W5【BDG 8727-3-05-90000-54
BDG01W4【BDG 8727-3-05-9000-54
BDG01W6【BDG 8727-3-05-W203-1024-00
BDG01W7【BDG 8727-3-10-30-0004-54