热敏电阻的温度特性
半导体热敏电阻的电阻—温度特性实验讲义
∞ 半导体热敏电阻的电阻—温度特性实验原理1. 半导体热敏电阻的电阻—温度特性某些金属氧化物半导体（如：Fe3O4、MgCr2O 4 等）的电阻与温度的关系满足式（1）：B R = R e T （1） T ∞式中 R T 是温度为T 时的热敏电阻阻值，R ∞ 是T 趋于无穷时热敏电阻的阻值阻的材料常数，T 为热力学温度。
①，B 是热敏电热敏电阻对温度变化反应的灵敏度一般由电阻温度系数α来表示。
根据定义，电阻温 度系数可由式（2）来决定：α = 1 R T dR TdT （2）由于这类热敏电阻的α 值为负，因此被称为负温度系数（NTC ）热敏电阻，这也是最 常见的一类热敏电阻。
2. 惠斯通电桥的工作原理半导体热敏电阻的工作阻值范围一般在 1~106Ω，需要较精确测量时常用电桥法，惠斯 通电桥是一种应用很广泛的仪器。
惠斯通电桥的原理如图 1 所示。
四个电阻 R 0 、R 1 、R 2 和 R x 组成一个四边形，其中 R x就是待测电阻。
在四边形的一对对角 A 和 C 之间连接电源；而在另一对对角 B 和D 之间接 入检流计 G 。
当 B 和 D 两点电势相等时，G 中无电流通过，电桥便达到了平衡。
平衡时必CR b 图 1 惠斯通电桥原理图 图 2 惠斯通电桥面板图① 由于(1)式只在某一温度范围内才适用，所以更确切的说 R 仅是公式的一个系数，而并非实际 T 趋于无穷时热敏电阻的阻值。
R R 1 有 R x = R 2 R 1 R 0 ， 2 和 R 0 都已知， R x 即可求出。
R 0 为标准可变电阻，由有四个旋钮的电R 阻箱组成，最小改变量为 1Ω。
1 R2 称电桥的比率臂，由一个旋钮调节，它采用十进制固定值，共分 0.001，0.01，0.1，1，10，100，1000 七挡。
热敏材料的物理特性与应用
热敏材料的物理特性与应用热敏材料是一种特殊的材料，其物理特性十分独特。
热敏材料在温度变化的作用下，能够表现出明显的物理性质的变化，这种变化可以被用作一种测量手段或者是一种控制手段。
在现代工业中，热敏材料被广泛应用，如温度传感器、热敏打印机头等。
今天，我们来详细了解一下热敏材料的物理特性和具体的应用。
一、热敏材料的物理特性1、电阻温度特性热敏材料的电阻温度特性可以根据材料种类不同而有所不同，一般来说，小功率复合型电阻热敏元件的电阻温度特性曲线呈现出“正温度系数”（PTC）的曲线特性，而金属热敏电阻的温度特性则为“负温度系数”（NTC）的曲线特性。
2、温度敏感性热敏材料的温度敏感性是指在特定条件下，温度变化对热敏材料所表现出的物理性质变化的敏感程度。
热敏材料具有很高的温度敏感性，因此能够在较低的温度范围内检测到较小的温度变化。
3、热膨胀系数热敏材料的热膨胀系数是指材料在温度变化的作用下，单位温度变化所引起的线膨胀量的比例，热敏材料具有很大的热膨胀系数，这种特性使得热敏材料能够用于压力、钞票、证件等防伪领域中。
4、热导率热敏材料的热导率是指材料对热能的导热能力，一般来说，热敏材料的热导率较低，这使得热敏材料在应用中具有比较明显的局限性。
二、热敏材料的应用1、温度传感器温度传感器是热敏材料最常见的应用，其原理是根据热敏材料的电阻温度特性，监测电阻值变化，从而达到检测温度变化的目的。
温度传感器广泛应用于工业、农业和生活各个领域。
2、热敏打印机头热敏打印机头主要由热敏元件、过渡层和导热片等几个部分组成，其原理是利用热敏材料的电阻温度特性，根据电流传感器中所输入的数据来控制打印头的加热电流，从而在热敏纸上产生热印迹。
热敏打印机头广泛应用于商业打印、票据打印和条形码打印等领域。
3、温度控制器温度控制器是一种将温度变化作为反馈信号，通过控制热敏元件的电流来控制温度变化的设备，它在工业和科研领域中广泛应用，例如高温工业炉、低温环境保护设备等场合。
NTC热敏电阻特性参数基本知识
NTC热敏电阻特性参数基本知识NTC热敏电阻（Negative Temperature Coefficient Thermistor）是一种温度敏感的电阻器件，其电阻值随着温度的升高而减小，温度降低时则电阻值增加。
它广泛应用于温度测量、温度控制以及温度补偿等领域。
了解NTC热敏电阻的特性参数对于正确选择和使用该器件至关重要。
下面将介绍NTC热敏电阻的基本知识以及其特性参数。
1.NTC热敏电阻的材料2.NTC热敏电阻的电阻温度特性NTC热敏电阻的电阻温度特性是指在一定温度范围内，NTC热敏电阻的电阻值随温度的变化规律。
一般来说，NTC热敏电阻的电阻值在室温附近随温度线性下降。
即温度升高，电阻值减小；温度降低，电阻值增加。
这种特性可以通过温度系数来描述，即NTC热敏电阻的温度系数为负值。
3.NTC热敏电阻的温度系数NTC热敏电阻的温度系数（α）是指在一定温度范围内，电阻值单位变化所对应的温度变化。
一般用%/°C来表示。
温度系数越大，NTC热敏电阻的灵敏度越高。
常见的NTC热敏电阻的温度系数范围为-1%~-6%/°C。
4.NTC热敏电阻的额定电阻值与温度关系NTC热敏电阻的额定电阻值只是一个参考值，一般在室温下测量得到。
随着温度的变化，NTC热敏电阻的电阻值也会相应改变。
实际应用时，需要根据具体的温度测量范围和精度要求，选择合适的NTC热敏电阻型号和相应的电阻值。
5.NTC热敏电阻的温度测量范围和精度6.NTC热敏电阻的响应时间7.NTC热敏电阻的封装形式综上所述，NTC热敏电阻的特性参数包括电阻温度特性、温度系数、额定电阻值与温度关系、温度测量范围和精度、响应时间以及封装形式等。
在选择和应用NTC热敏电阻时，需要根据实际需求和具体的设计要求进行综合考虑。
这些基本知识的掌握能够帮助工程师正确选择和使用NTC热敏电阻，从而确保系统的稳定性和性能。
热敏电阻的温度特性
理论分析热敏电阻由半导体材料制成,其基本特性是温度特性. 它对温度的变化十分敏感,当温度变化为1 度时,金属材料的电阻值仅变化,而热敏电阻值变化可达3 %～6 %. 热敏电阻的体积可以做得很小,其中RC3 型珠状热敏电阻的大小仅与芝麻颗粒的大小相当,其电阻值可以做成几百欧姆到几千欧姆不等.半导体的导电能力取决于参与导电的自由电子数,也即载流子数. 载流子数目越多,导电能力越强,其电阻率也就越小. 和一般的金属不同,负温度系数热敏电阻有一个重要的特点:当温度升高时,其阻值急剧减小,并且其中的载流子数目是随着温度的升高而按指数规律迅速增加的,因此负温度系数热敏电阻的电阻值随着温度的升高将按指数规律迅速减小. 实验表明在一定温度范围内,半导体热敏电阻与温度的关系为:R t = A exp ( B/ T) (1)其中,A 、B 均为常数, B 是热敏电阻的材料常数, T 是绝对温度, R t 是温度为t 时的电阻. 根据电阻温度系数的定义:R2 = R1 [1 +α( t2 - t1 ) ] (2)α= 1R t·d Rd t(3)式中α为电阻温度系数. 若绘出热敏电阻的电阻温度特征曲线就可以得到特定温度范围内的电阻温度系数α. 对于半导体,公式(1) 两边对T 求导,带入公式(3) 可得:α= -BT2 (4)由公式(4) ,我们可以发现半导体的电阻温度系数为一负值,这一点也正好说明了其电阻温度特性.数据采集与处理(1) 在仿真操作界面上,按实验要求将所需的各种虚拟仪器组装成完整的实验系统,通过调节R1 、R2的大小选取电桥倍率k =R1R2= 1. 温度调到10 ℃,调节电阻箱R0 ,使检流计的读数为零,并记录此时的温度值t 和电阻值R t ; 调节温度到升温档,从10 ℃开始,每隔5 ℃测量一次,直至90 ℃,将所测温度和电阻值记录并填入表格中,如表1 所示.表1 半导体热敏电阻的温度特性(2) 绘出R t2t 曲线和ln R t2 1T曲线.t/ ℃10 15 20 25 30 35 40 45 50R t /Ω 3 494. 9 2 820. 4 2 292. 8 1 876. 9 1 546. 6 1 282. 5 1 069. 8 897. 5 757. 1( T = t + 273. 2) / K 283. 2 288. 2 293. 2 298. 2 303. 2 308. 2 313. 2 318. 2 323. 2(1 000/ T) / K 3. 531 3. 470 3. 411 3. 353 3. 298 3. 245 3. 193 3. 143 3. 094ln R t 8. 159 7. 945 7. 738 7. 537 7. 344 7. 157 6. 975 6. 800 6. 629t/ ℃55 60 65 70 75 80 85 90R t /Ω642. 0 547. 0 468. 3 402. 8 347. 9 301. 8 262. 8 229. 7( T = t + 273. 2) / K 328. 2 333. 2 338. 2 343. 2 348. 2 353. 2 358. 2 363. 2(1 000/ T) / K 3. 047 3. 001 2. 957 2. 914 2. 872 2. 831 2. 792 2. 753ln R t 6. 465 6. 304 6. 149 5. 998 5. 852 5. 710 5. 571 5. 437(3) 计算此半导体热敏电阻的材料常数B 以及常数A 和温度为20 ℃、50 ℃时的电阻温度系数αt ,最终写出此种半导体热敏电阻的电阻2温度关系表达式R t = A exp ( B/ T) .①此半导体的材料常数B 可以通过图5 求出,根据公式(1) 可以得到:ln R t =BT+ ln A (5)由以上分析可知ln R t～ 1T为一线性关系,其斜率与材料常数B 的值是一致的,求出图5 中直线的斜率便知道了B 的值. 在直线上任取两点a(3. 001 ×10 - 3 ,6. 304) 和b(3. 411 ×10 - 3 ,7. 738) ,则求得:B =ln R ta - ln R tb1T a- 1T b≈3. 500 ×103 (6)②求常数A ,任取一点带入公式(1) ,在这里我们取点c( R t = 547. 0 Ω, T = 333. 2 K) ,可以求得:A =R texp ( BT)= 547. 0exp ( (3. 500 ×103333. 2)≈0. 015 (Ω) (7)③求材料的电阻温度指数α,由公式(4) 可得:当t = 20 ℃,即T = 293. 2 K 时材料的电阻温度系数α。
NTC热敏电阻特性参数基本知识
NTC热敏电阻特性参数基本知识NTC热敏电阻（Negative Temperature Coefficient Thermistor）是一种温度敏感的电阻器件，其电阻值随温度的升高而下降。
它具有快速响应、高精度、可靠性高等特点，被广泛应用于温度测量、温度补偿、过热保护等领域。
一、NTC热敏电阻的结构与原理NTC热敏电阻由导电粒子均匀分布在陶瓷或聚合物基底中组成。
当温度升高时，导电粒子随之受热膨胀，导致电阻器的电阻值下降；反之，当温度下降时，导电粒子缩小，电阻值则上升。
这种负温度系数的特性使得NTC热敏电阻可以作为温度变化的传感器使用。
二、NTC热敏电阻的温度特性1. 热敏特性（Temperature Coefficient of Resistance，TCR）：TCR是NTC热敏电阻电阻值随温度变化的斜率，通常以ppm/℃或%/℃来表示。
TCR越大，NTC热敏电阻对温度变化的灵敏度越高。
2. 零点电阻（Zero Power Resistance）：零点电阻指NTC热敏电阻在零功率状态下的电阻值。
NTC热敏电阻的零点电阻通常在室温（25℃）下测量。
3. B值（B Value）：B值是NTC热敏电阻数据表的一个重要参数，用于描述NTC热敏电阻电阻值与温度之间的关系。
B值越大，NTC热敏电阻对温度变化的响应越快。
三、NTC热敏电阻的封装形式与特点1.芯片型：芯片型NTC热敏电阻封装小巧，适合高密度集成电路板焊接使用。
常见的封装形式有0402、0603、0805等。
2.线材型：线材型NTC热敏电阻采用线材引出，方便直接连接电路。
常见的线材型NTC热敏电阻有带头、带露点、带保护套等。
3.壳体型：壳体型NTC热敏电阻采用外壳封装，结构较为坚固，适用于恶劣环境下的温度检测和控制。
常见的壳体型NTC热敏电阻有玻璃封装、金属封装等。
四、NTC热敏电阻的应用1.温度测量：NTC热敏电阻可以通过测量其电阻值来获取温度信息，广泛应用于温度计、恒温器、温度传感器等领域。
热敏电阻温度特性试验实验数据处理
热敏电阻温度特性试验实验数据处理一、实验目的了解热敏电阻的电阻—温度特性及测温原理，学习惠斯通电桥的原理及使用方法，学习坐标变换、曲线改直的技巧。
二、实验所用仪器及使用方法直流单臂电桥、检流计、待测热敏电阻和温度计、调压器。
三、实验原理半导体热敏电阻的电阻—温度特性热敏电阻的电阻值与温度的关系为：A，B是与半导体材料有关的常数，T为绝对温度，根据定义，电阻温度系数为：R是在温度为t时的电阻值。
惠斯通电桥的工作原理t如图所示：四个电阻R0，R1，R2，Rx组成一个四边形，即电桥的四个臂，其中Rx就是待测电阻。
在四边形的一对对角A和C之间连接电源，而在另一对对角B和D之间接入检流计G。
当B和D两点电位相等时，G中无电流通过，电桥便达到了平衡。
平衡时必有Rx = (R1/R2)·R0，(R1/R2)和R0都已知，Rx即可求出。
电桥灵敏度的定义为：式中ΔRx指的是在电桥平衡后Rx的微小改变量，Δn越大，说明电桥灵敏度越高。
实验仪器四、实验所测数据•不同T所对应的Rt 值R均值，1 / T，及ln R t的值t五、实验结果：1.热敏电阻的R t-t特性曲线数据点连线作图在图上找到T=50所对应的点做切线，可以求得切线的斜率： K=（500-0）/(0-85)=5.88由此计算出：α=-0.031二次拟合的曲线：在图上找到T=50所对应的点做切线，可以求得切线的斜率：K=（495-0）/(0-84)=5.89由由此计算出：α=--0.0312.ln R t -- (1 / T)曲线仿真实验画出图线如下图所示但计算机仿真实验画出的曲线图中A的值计算有误，正确的A=0.0153.将图修正后如下：A=0.0153，B=3047.5383由此写出R0.0153t=六、思考题1.如何提高电桥的灵敏度？2.答：电桥的灵敏度和电源电压，检流计的灵敏度成正比，因此提高电源电压，检流计的灵敏度能提高电桥灵敏度。
另外，检流计电阻，桥臂总阻值，桥臂电阻比也关系到电桥的灵敏度，因此合适的桥臂总阻值，桥臂电阻比也能提高电桥灵敏度。
热敏电阻温度特性研究实验报告
热敏电阻温度特性研究实验报告热敏电阻温度特性研究实验报告引言：热敏电阻是一种能够随温度变化而改变电阻值的电子元件。
它在工业、医疗、环保等领域中有着广泛的应用。
本实验旨在研究热敏电阻的温度特性，探索其在不同温度下的电阻变化规律，为其应用提供参考。
实验设计：本实验采用的热敏电阻为NTC热敏电阻，其电阻值随温度的升高而下降。
实验所用的测试仪器有温度计、电压源、电流表和万用表。
实验步骤：1. 将热敏电阻与电路连接，保证电路的正常工作。
2. 将电压源接入电路，调节电压为常数值。
3. 使用温度计测量热敏电阻的温度，记录下每个温度点对应的电阻值。
4. 重复步骤3，直到覆盖整个温度范围。
实验结果：通过实验数据的收集与整理，我们得到了热敏电阻在不同温度下的电阻值变化曲线。
实验结果表明，随着温度的升高，热敏电阻的电阻值呈现出逐渐下降的趋势。
当温度较低时，电阻值变化较小；而当温度升高到一定程度时，电阻值的变化速度加快。
讨论：1. 温度对热敏电阻的影响：根据实验结果，我们可以得出结论：温度对热敏电阻的电阻值有着显著的影响。
随着温度的升高，热敏电阻的电阻值逐渐下降。
这是因为在高温下，热敏电阻内部的电导率增加，电子的运动能力增强，从而导致电阻值的降低。
2. 热敏电阻的应用：热敏电阻的温度特性使其在许多领域中得到了广泛的应用。
例如，在温度控制系统中，热敏电阻可以用来检测环境温度，并通过控制电路来实现温度的自动调节。
此外，热敏电阻还可以用于温度计、温度补偿电路等方面。
结论：通过本次实验，我们对热敏电阻的温度特性有了更深入的了解。
实验结果表明，热敏电阻的电阻值随温度的升高而下降。
这一特性使得热敏电阻在许多领域中有着广泛的应用前景。
对于今后的研究和应用，我们可以进一步探索热敏电阻的温度特性，优化其性能，并将其应用于更多的领域中，为人们的生活和工作带来更多便利。
PTC热敏电阻最重要的三个特性
PTC 热敏电阻最重要的三个特性
PTC 热敏电阻是一种阻值会随温度的升高而变大的器件，可实现如温度检测，电路限流等应用。
村田POSISTOR®PTC 热敏电阻采用具有优异
可靠性及性能的陶瓷材料制成。
齐全的产品线不仅涵盖了不同的封装形式（表面贴装型，引线直插型），同时也覆盖了用于不同应用的产品如过电流保护用，过热保护用以及浪涌电流抑制用。
本文介绍POSISTOR®具有的三
个主要特性。
1、电阻-温度特性
尽管常态温度与“居里点”温度之间存在微小差别，POSISTOR®仍然显
示了几乎恒定的电阻-温度特性。
其电阻-温度特性则是，当温度超过居里点时，电阻会陡然上升。
居里点（C.P.）被定义为其电阻值等于25°C 的两倍电阻值时的温度。
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测量热敏电阻的温度特性
热敏电阻是用半导体材料制成的热敏器件，根据其电阻率随温度变化的特性不同，大致可分为三种类型：（1）NTC （负温度系数）型热敏电阻；（2）PTC （正温度系数）型热敏电阻；（3）CTC （临界温度系数）型热敏电阻。
其中PTC 型和CTC 型热敏电阻在一定温度范围内，阻值随温度剧烈变化，因此可用做开关元件。
热敏电阻器在温度测控、现代电子仪器及家用电器（如电视机消磁电路、电子驱蚊器）等中有广泛用途。
在温度测量中使用较多的是NTC 型热敏电阻，本实验将测量其电阻温度特性。
1.实验目的
(1)测量NTC 型热敏电阻的温度特性； (2)学习用作图法处理非线性数据。
2.实验原理
NTC 型热敏电阻特性
NTC 型热敏电阻是具有负的温度系数的热敏电阻，即随着温度升高其阻值下降，在不太宽的温度范围内（小于450℃），其电阻-温度特性符合负指数规律。
NTC 热敏电阻值R 随温度T 变化的规律由式(1-1)表示
T
B
T Ae R =
（1-1）
其中A 、B 为与材料有关的特性常数，T 为绝对温度，单位K 。
对于一定的热敏电阻，
A 、
B 为常数。
对式（1-1）两边取自然对数有
T
B
A R T +
=ln ln (1-2) 从T
R T 1
ln -
的线性拟合中，可得到A 、B 的值，写出热敏电阻温度特性 的经验公式。
3.实验内容
（1）连接电路。
（2）观察NTC 型热敏电阻的温度特性。
（3）测量NTC 型热敏电阻的温度特性。
（4）数据处理
a. 画出热敏电阻的t R -特性曲线；
b. 画出T
R T 1
ln -
曲线，求出其直线的截距、斜率，即可求得A 、B ，写 出热敏电阻温度特性的经验公式。