热敏电阻

热敏电阻（）是一种传感器电阻，电阻值隨着溫度的变化而改变，且体积隨溫度的变化較一般的固定电阻要大很多。热敏电阻的英文「thermistor」是由Thermal（熱）及resistor（电阻）兩詞組成的混成詞。热敏电阻属可变電阻的一类，广泛应用于各种电子元件中，例如湧浪電流限制器、溫度傳感器、可復式保險絲、及自動調節的等。

不同於電阻溫度計使用純金屬，在熱敏電阻器中使用的材料通常是陶瓷或聚合物。兩者也有不同的溫度響應性質，電阻溫度計適用於較大的溫度範圍；而熱敏電阻通常在有限的溫度範圍內實現較高的精度，通常是-90℃〜130℃。"NTC Thermistors" . Micro-chip Technologies. 2010.

 基本特性 
热敏电阻最基本的特性是其阻值随温度的变化有极为显著的变化，以及伏安曲线呈非线性。若电子和空穴的浓度分别为、，迁移率分别为、，则半导体的电导为：



因为、、、都是依赖温度T的函数，所以电导是温度的函数，因此可由测量电导而推算出温度的高低，并能做出电阻-温度特性曲线。这就是半导体热敏电阻的工作原理。

假設，電阻和溫度之間的關係是線性的，則：

 = 電阻變化
 = 溫度變化
 = 一階的電阻溫度係數

熱敏電阻可以依值大致分為兩類：
為正值，電阻隨溫度上昇而增加，稱為正溫度係數（PTC，Positive Temperature Coefficient）熱敏電阻。
為負值，電阻隨溫度上昇而減少，稱為負溫度係數（NTC，Negative Temperature Coefficient）熱敏電阻。

此外還有一種临界温度热敏电阻（CTR，Critical Temperature Resistance），在一定溫度範圍內，其電阻會有大幅的變化。

非熱敏電阻的一般電阻，其一般都相當接近零，因此在一定的溫度範圍內其電阻值可以接近一定值。

有時熱敏電阻不用溫度係數k來描述，而是用電阻溫度係數來描述，其定義為Thermistor Terminology . U.S. Sensor

此處的係數和以下的參數是不同的。

斯坦哈特-哈特公式
在實務上，上述的線性近似只在很小溫度範圍下適用，若要考慮精密的溫度量測，需要更詳細的描述溫度-電阻曲線。是廣為使用的三階近似式：

其中a、b和c稱為斯坦哈特-哈特參數，每個熱敏電阻有不同的參數，T是以開爾文表示的溫度，R是電阻，單位是歐姆，若要電阻以溫度的函數表示，可以整理為下式：

其中

在二百度的範圍內，斯坦哈特-哈特公式的誤差多半小於0.02 °C"Practical Temperature Measurements" . Agilent Application Note. Agilent Semiconductor.。例如，室溫下（25 °C = 298.15 K）電阻值為3000 Ω的熱敏電阻，其參數為

 NTC熱敏電阻的參數 

NTC熱敏電阻的電阻值隨溫度的上昇而下降，也可以用B（或β）參數來描述其特性，其實就是參數為, 及的。

其中
T：溫度，單位為K
R0：為溫度T0 (25 °C = 298.15 K)時的電阻

求解R可得

或者

其中.

因此可以求解溫度為

B參數的方程也可以表示為，可以得熱敏電阻溫度及電阻的方程式轉換為和的線性方程式。由其平均斜率可以得到B參數的估計值。

歷史
第一個NTC熱敏電阻是法拉第在1833年研究硫化銀的半導體特性時發現的。法拉第注意到硫化銀的阻值隨著溫度上昇而大幅下降（這也是第一次對於半導體材料特性的記錄）
。

早期因為熱敏電阻不易生產，且應用的技術受限，商業化的使用一直到1930年代才開始。第一個在商業應用上可行的熱敏電阻是由Samuel Ruben在1930年發明。

 應用領域 
 溫度偵測
 電路開關
 湧流抑制
 马达延时启动
 过热保护

 相關條目 
 傳感器
 可變電阻
 光敏電阻
 聲敏電阻
 熱敏電阻溫度計
 热电偶


 参考文献 

 外部連結 

The thermistor at bucknell.edu
Software for thermistor calculation at Sourceforge
"Thermistors & Thermocouples:Matching the Tool to the Task in Thermal Validation"  - Journal of Validation Technology

Category:传感器
分類:HVAC

R
Category:溫度計