热敏电阻式传感器：金属和半导体类型

热敏电阻式传感器其传感元件的电阻随温度而变，用于直接测量温度，或间接测量与温度有某种关系的其他物理量。按热敏元件的材料不同分，热敏电阻式传感器主要有金属热敏电阻（热电阻）和半导体热敏电阻两种类型。

1.金属热敏电阻式传感器

（1）金属热敏电阻式传感器原理

金属热敏电阻是由金属丝（镍、铜、铂、银等）绕制在绝缘绕线架上，再罩上适当的外壳构成，因此也称其为绕线式温度传感器。金属热敏电阻式传感器利用了金属丝的电阻随温度变化而改变的特性，在一定的温度变化范围内，绕线电阻的温度特性可近似地表示为

R_t=R₀（1+αT） （2-11）

式中 T——测量温度（℃）；

α——电阻丝的温度系数；

R₀——电阻丝在0℃时的电阻值；

R_t——电阻丝在各种温度下的电阻值。

热敏元件常用材料的温度系数见表2-1。

表2-1 热敏元件常用材料的温度系数

（2）金属热敏电阻式传感器特性

金属热敏电阻在温度升高时，金属晶格中无序运动的自由电子运动能量增加，使其作定向运动（形成电流）所需的电场强度增大，即所需的电压增加。也就是说，温度上升时金属的导电能力下降（电阻率上升）了，因此，金属热敏电阻具有正温度系数的特性。(www.xing528.com)

金属热敏电阻式传感器其精度在±1%以内，响应较慢，其电阻值较小。

2.半导体热敏电阻式传感器

（1）半导体热敏电阻式传感器

半导体热敏电阻在温度变化时，其半导体晶体中的电子与空穴（载流子）数量发生变化，使其导电能力（电阻率）改变，即半导体具有其电阻R随温度而变化的特点。通过不同的掺杂和烧结工艺，可使半导体热敏电阻得到不同的温度特性，如图2-12所示。

PTC热敏电阻的电阻值随温度上升而增大，用作正温度系数温度传感器；NTC热敏电阻的电阻值随温度上升而减小，可用作负温度系数温度传感器；CTC热敏电阻的电阻值在某一临界温度下会产生跃变，这种半导体传感元件可用作热敏开关。

图2-12 半导体热敏电阻的温度特性

（2）半导体热敏电阻式传感器的特点

相对于金属热敏电阻，半导体热敏电阻具有灵敏度高、响应特性好、电阻值和温度测量范围大等优点，因此使用较为广泛。

3.热敏电阻式传感器的特点

与热电偶式温度传感器相比，热敏电阻式传感器的结构简单，灵敏度较高，动态响应特性较好；其缺点是线性度较差，不能测量较高的温度。

4.热敏电阻式传感器的应用

热敏电阻式传感器主要用来测量温度，也可用于测量与温度有对应关系的其他物理量。热敏电阻式传感器在汽车上有着广泛的应用，例如，发动机温度传感器、排气温度传感器、变速器油温度传感器、蒸发器温度传感器、车内温度传感器、车外温度传感器、燃油箱温度传感器等。