热敏电阻器是敏感元件的一类，按照温度系数不

热敏电阻的主要特点是:

①灵敏度较高，其电阻温度系数要比金属大10~100倍以上，能检测出10-6℃的温度变化;

②工作温度范围宽，常温器件适用于-55℃~315℃，高温器件适用温度高于315℃(目前最高可达到2000℃)，低温器件适用于-273℃~-55℃;

③体积小，能够测量其他温度计无法测量的空隙、腔体及生物体内血管的温度;

④使用方便，电阻值可在0.1~100kΩ间任意选择;

⑤易加工成复杂的形状，可大批量生产;

⑥稳定性好、过载能力强。

热敏电阻将长期处于不动作状态;当环境温度和电流处于c区时，热敏电阻的散热功率与发热功率接近，因而可能热敏电阻动作也可能不动作。热敏电阻在环境温度相同时，动作时间随着电流的增加而急剧缩短;热敏电阻在环境温度相对较高时具有更短的动作时间和较小的维持电流及动作电流。

1、ptc效应是一种材料具有ptc(positive temperature coefficient)效应，即正温度系数效应，仅指此材料的电阻会随温度的升高而增加。如大多数金属材料都具有ptc效应。在这些材料中，ptc效应表现为电阻随温度增加而线性增加，这就是通常所说的线性ptc效应。

2、非线性ptc效应 经过相变的材料会呈现出电阻沿狭窄温度范围内急剧增加几个至十几个数量级的现象，即非线性ptc效应，相当多种类型的导电聚合体会呈现出这种效应，如高分子ptc热敏电阻。这些导电聚合体对于制造过电流保护装置来说非常有用。

3、高分子ptc热敏电阻用于过流保护 高分子ptc热敏电阻又经常被人们称为自恢复保险丝(下面简称为热敏电阻)，由于具有独特的正温度系数电阻特性，因而极为适合用作过流保护器件。热敏电阻的使用方法象普通保险丝一样，是串联在电路中使用。

当电路正常工作时，热敏电阻温度与室温相近、电阻很小，串联在电路中不会阻碍电流通过;而当电路因故障而出现过电流时，热敏电阻由于发热功率增加导致温度上升，当温度超过开关温度(ts，见图1)时，电阻瞬间会剧增，回路中的电流迅速减小到安全值.为热敏电阻对交流电路保护过程中电流的变化示意图。热敏电阻动作后，电路中电流有了大幅度的降低，图中t为热敏电阻的动作时间。由于高分子ptc热敏电阻的可设计性好，可通过改变自身的开关温度(ts)来调节其对温度的敏感程度，因而可同时起到过温保护和过流保护两种作用，如kt16-1700dl规格热敏电阻由于动作温度很低，因而适用于锂离子电池和镍氢电池的过流及过温保护。环境温度对高分子ptc热敏电阻的影响 高分子ptc热敏电阻是一种直热式、阶跃型热敏电阻，其电阻变化过程与自身的发热和散热情况有关，因而其维持电流(ihold)、动作电流(itrip)及动作时间受环境温度影响。当环境温度和电流处于a区时，热敏电阻发热功率大于散热功率而会动作;当环境温度和电流处于b区时发热功率小于散热功率，高分子ptc热敏电阻由于电阻可恢复，因而可以重复多次使用。图6为热敏电阻动作后，恢复过程中电阻随时间变化的示意图。电阻一般在十几秒到几十秒中即可恢复到初始值1.6倍左右的水平，此时热敏电阻的维持电流已经恢复到额定值，可以再次使用了。面积和厚度较小的热敏电阻恢复相对较快;而面积和厚度较大的热敏电阻恢复相对较慢。

温度特性热敏电阻的电阻-温度特性可近似地用下式表示:R=R0exp{B(1/T-1/T0)}:R:温度T(K)时的电阻值、Ro:温度T0、(K)时的电阻值、B:B值、*T(K)=t(ºC)+273.15。实际上，热敏电阻的B值并非是恒定的，其变化大小因材料构成而异，最大甚至可达5K/°C。因此在较大的温度范围内应用式1时，将与实测值之间存在一定误差。此处，若将式1中的B值用式2所示的作为温度的函数计算时，则可降低与实测值之间的误差，可认为近似相等。

BT=CT2+DT+E，上式中，C、D、E为常数。另外，因生产条件不同造成的B值的波动会引起常数E发生变化，但常数C、D不变。因此，在探讨B值的波动量时，只需考虑常数E即可。常数C、D、E的计算，常数C、D、E可由4点的(温度、电阻值)数据(T0,R0).(T1,R1).(T2,R2)and(T3,R3)，通过式3~6计算。首先由式样3根据T0和T1,T2,T3的电阻值求出B1,B2,B3，然后代入以下各式样。

电阻值计算例:试根据电阻-温度特性表，求25°C时的电阻值为5(kΩ)，B值偏差为50(K)的热敏电阻在10°C~30°C的电阻值。步骤(1)根据电阻-温度特性表，求常数C、D、E。To=25+273.15T1=10+273.15T2=20+273.15T3=30+273.15(2)代入BT=CT2+DT+E+50，求BT。(3)将数值代入R=5exp {(BT1/T-1/298.15)}，求R。*T:10+273.15~30+273.15。

①标称阻值Rc:一般指环境温度为25℃时热敏电阻器的实际电阻值。②实际阻值RT:在一定的温度条件下所测得的电阻值。

③材料常数:它是一个描述热敏电阻材料物理特性的参数，也是热灵敏度指标，B值越大，表示热敏电阻器的灵敏度越高。应注意的是，在实际工作时，B值并非一个常数，而是随温度的升高略有增加。

④电阻温度系数αT:它表示温度变化1℃时的阻值变化率，单位为%/℃。

⑤时间常数τ:热敏电阻器是有热惯性的，时间常数，就是一个描述热敏电阻器热惯性的参数。它的定义为，在无功耗的状态下，当环境温度由一个特定温度向另一个特定温度突然改变时，热敏电阻体的温度变化了两个特定温度之差的63.2%所需的时间。τ越小，表明热敏电阻器的热惯性越小。

⑥额定功率PM:在规定的技术条件下，热敏电阻器长期连续负载所允许的耗散功率。在实际使用时不得超过额定功率。若热敏电阻器工作的环境温度超过 25℃，则必须相应降低其负载。

⑦额定工作电流IM:热敏电阻器在工作状态下规定的名义电流值。

⑧测量功率Pc:在规定的环境温度下，热敏电阻体受测试电流加热而引起的阻值变化不超过0.1%时所消耗的电功率。

热敏电阻⑨最大电压:对于NTC热敏电阻器，是指在规定的环境温度下，不使热敏电阻器引起热失控所允许连续施加的最大直流电压;对于PTC热敏电阻器，是指在规定的环境温度和静止空气中，允许连续施加到热敏电阻器上并保证热敏电阻器正常工作在PTC特性部分的最大直流电压。⑩最高工作温度Tmax:在规定的技术条件下，热敏电阻器长期连续工作所允许的最高温度。

⑾开关温度tb:PTC热敏电阻器的电阻值开始发生跃增时的温度。

⑿耗散系数H:温度增加1℃时，热敏电阻器所耗散的功率，单位为mW/℃。

热敏材料一般可分为半导体类、金属类和合金类三类，现分别简述如下。

半导体热敏电阻材料

这类材料有单晶半导体、多晶半导体、玻璃半导体、有机半导体以及金属氧化物等。它们均具有非常大的电阻温度系数和高的龟阻率，用其制成的传感器的灵敏度也相当高。按电阻温度系数也可分为负电阻温度系数材料和正电阻温度系数材料.在有限的温度范围内，负电阻温度系数材料a可达-6*10-2/℃，正电阻温度系数材料a可高达-60*10-2/℃以上。如饮酸钡陶瓷就是一种理想的正电阻温度系数的半导体材料。上述两种材料均广泛用于温度测量、温度控制、温度补瞬、开关电路、过载保护以及时间延迟等方面，如分别用子制作热敏电阻温度计、热敏电阻开关和热敏电阻温度计、热敏电阻开关和热敏电阻延迟继电错等。

这类材料由于电阻和流度呈指数关系，因此测温范围狭窄、均匀性也差。.

金属热敏电阻材料

此类材料作为热电阻测温、限流器以及自动恒温加热元件均有较为广泛的应用。如铂电阻温度计、镍电阻温度计、铜电阻温度计等。其中铂侧温传感器在各种介质中(包括腐蚀性介质)，表现出明显的高精度和高稳定的特征。但是，由于铂的稀缺和价格昂贵而使它们的广泛应用受到一定的限制。铜测温传感器较便宜，但在腐蚀性介质中长期使用，可导致静态特性与阻值发生明显变化。最近有资料报导，铜测温传感器可在空气介质中-60~180℃温度范围使用。但是，国外为了在-60~180℃长期地测量温度和在250℃短期测量温度，普遍大量使用着镍测温传感器，并认为镍是一种较理想的材料，因为它们具有高的灵敏度、满意的重现性和稳定性。

合金热敏电阻材料

合金热敏电阻材料亦称热敏电阻合金。这种合金具有较高的电阻率，并且电阻值随温度的变化较为敏感，是一种制造温敏传感器的良好材料。作为温敏传感器的热敏电阻合金性能要求如下:(1)足够大的电阻率;(2)相当高的电阻温度系数;(3)具有接近于实验材料线膨胀系数;(4)小的应变灵敏系数;(5)在工作温度区间加热和冷却时，电阻温度曲线应有良好的重复性。