热敏电阻：原理、应用与分类详解

热敏电阻是一种早期开发且种类繁多的成熟敏感元器件，主要由半导体陶瓷材料构成。其工作原理基于温度对电阻的影响，当温度改变时，半导体中的电子和空穴浓度n和p以及它们的迁移率μn和μp会发生变化，从而导致电导σ，即σ = q(nμn + pμp)，其中q为电荷量。由于这些参数都与温度T成函数关系，因此可以通过测量电阻的变化来推算出温度。 热敏电阻的特点在于其具有很高的灵敏度，相对于温差电偶和线绕电阻测温元件，其温度系数大，能精确测量微小的温度变化。它们体积小、热容量小，响应速度快，适合在狭小空间或远程环境中使用。热敏电阻的阻值受温度影响是非线性的，因此在要求极高精度的测量中，它们的应用范围有限。常见的热敏电阻类型包括负温度系数热敏电阻(NTC)、正温度系数热敏电阻(PTC)和临界负温度系数热敏电阻(CTR)。 NTC热敏电阻是应用最广泛的，主要用于温度计、温差计、热辐射计、红外探测器和比热计等，工作温度范围通常在－60℃到+300℃，超过这个范围可能会影响其稳定性。标称阻值可以从1欧姆到100兆欧姆不等。通过精密电阻与热敏电阻的组合，可以扩大温度测量的线性范围。热敏电阻的外形多样，如珠状、棒杆状、片状和薄膜等，封装方式常用玻璃、镍和不锈钢管等套管结构。 安装热敏电阻时，测温精度会受到环境因素的影响，例如安装位置、散热条件和电流控制等因素都需考虑。热敏电阻因其独特的性能和广泛应用，在电子设备和自动化系统中扮演着重要角色，尤其是在需要快速、灵敏温度检测的场合。随着技术的发展，热敏电阻的设计和制造也在不断优化，以满足更高精度和更广泛的应用需求。