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熱敏電阻的工作原理及作用

來源：

2025-06-26

類別：基礎知識

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引言

熱敏電阻作為一種對溫度變化極其敏感的電阻器，在現代科技中扮演著不可或缺的角色。從簡單的家用電器到復雜的工業控制系統，再到精密醫療設備和汽車電子，熱敏電阻的身影無處不在。它的獨特之處在于其電阻值會隨著環境溫度的變化而顯著改變，這種特性使其成為理想的溫度傳感器、溫度補償元件以及浪涌電流抑制器。

本篇文章將深入探討熱敏電阻的奧秘，從其基本定義和分類入手，詳細闡述其核心工作原理，特別是負溫度系數（NTC）和正溫度系數（PTC）熱敏電阻在微觀層面上的物理機制。我們將進一步探討熱敏電阻的主要特性參數，例如電阻值、B值、耗散系數和熱時間常數，這些參數是理解和應用熱敏電阻的關鍵。文章還將詳細介紹熱敏電阻的制造工藝，包括材料的選擇、混合、成型、燒結和封裝等環節。隨后，我們將全面解析熱敏電阻在各個領域的廣泛應用，從溫度測量與控制到過電流保護，再到液位傳感和醫療診斷。最后，我們將展望熱敏電阻未來的發展趨勢和面臨的挑戰，以期勾勒出這一重要電子元件的完整圖景。

第一章：熱敏電阻的基本概念與分類

熱敏電阻，顧名思義，是一種電阻值對溫度變化呈現出敏感響應的電阻器。它不同于普通電阻，其核心功能正是利用這種溫度-電阻關系來實現溫度的測量、控制或補償。

1.1 熱敏電阻的定義

熱敏電阻是一種半導體電阻器，其電阻值隨溫度的變化而顯著改變。與金屬電阻隨溫度線性增加或減小的特性不同，熱敏電阻的電阻-溫度特性曲線通常呈非線性。這種非線性特性源于其內部半導體材料的電導率對溫度的敏感性。當溫度升高時，半導體材料中的載流子濃度會發生變化，從而影響其電阻率。

1.2 熱敏電阻的分類

熱敏電阻根據其電阻值隨溫度變化的方向，主要分為兩大類：負溫度系數（NTC）熱敏電阻和正溫度系數（PTC）熱敏電阻。此外，還有不常用的臨界溫度熱敏電阻（CTR）。

1.2.1 負溫度系數（NTC）熱敏電阻

定義與特性： NTC熱敏電阻是最常見的一種熱敏電阻。其最顯著的特點是電阻值會隨著溫度的升高而呈指數級下降。換句話說，溫度越高，電阻越小；溫度越低，電阻越大。這種特性使其在溫度測量、溫度補償和浪涌電流抑制等應用中極為普遍。
材料組成： NTC熱敏電阻通常由錳、鈷、鎳、銅、鐵、鋅、鈦等金屬氧化物陶瓷材料通過燒結工藝制成。這些金屬氧化物在高溫下形成固溶體，并具有半導體特性。通過精確控制不同金屬氧化物的配比和燒結工藝，可以獲得不同電阻值和B值（材料常數）的NTC熱敏電阻。
典型的電阻-溫度曲線： NTC熱敏電阻的電阻-溫度曲線通常可以近似地用以下公式表示：RT=R0?eB(T1?T01)其中，RT 是溫度 T 時的電阻值（單位：K），R0 是參考溫度 T0 時的電阻值，B 是材料常數（B值），它反映了材料電阻隨溫度變化的敏感程度。

1.2.2 正溫度系數（PTC）熱敏電阻

定義與特性： PTC熱敏電阻的特性與NTC熱敏電阻相反。在某一特定溫度（通常稱為居里點溫度或開關溫度）以下，其電阻值通常較小且變化不顯著。然而，一旦溫度超過這個居里點，其電阻值會急劇增大，甚至可以達到幾個數量級的跳變。這種突變的特性使其在過電流保護、加熱器和溫度控制等領域具有獨特優勢。
材料組成： PTC熱敏電阻通常由鈦酸鋇（BaTiO3）陶瓷材料制成。通過在鈦酸鋇中摻雜稀土元素（如釔、鑭等）和添加少量其他氧化物，可以調節其居里點溫度和電阻跳變特性。
典型的電阻-溫度曲線： PTC熱敏電阻的電阻-溫度曲線呈現出明顯的“膝蓋”形狀。在居里點以下，電阻值緩慢增加；在居里點附近，電阻值快速上升；超過居里點后，電阻值繼續上升，但增長速度趨于平緩。
種類區分：

開關型PTC熱敏電阻： 主要利用其電阻的急劇跳變特性進行過電流保護或自復位保險絲。
熱敏電阻加熱器： 利用PTC自身的加熱效應，當溫度達到設定值時，電阻增大，電流減小，從而實現恒溫加熱。

1.2.3 臨界溫度熱敏電阻（CTR）

定義與特性： CTR熱敏電阻是一種特殊的熱敏電阻，其電阻值在某個特定溫度（臨界溫度）下會突然發生階躍變化。在低于臨界溫度時，電阻值非常大；當溫度達到或超過臨界溫度時，電阻值會突然減小。
應用： CTR熱敏電阻的應用相對較少，主要用于一些特殊的溫度開關或限溫保護電路中。

第二章：熱敏電阻的工作原理

熱敏電阻的工作原理，無論是NTC還是PTC，都根植于其半導體材料的電導率隨溫度變化的物理機制。理解這些微觀層面的變化對于深入掌握熱敏電阻的功能至關重要。

2.1 NTC熱敏電阻的工作原理

NTC熱敏電阻的負溫度系數特性主要源于其半導體材料的載流子濃度和載流子遷移率隨溫度的變化。

半導體材料的特性： NTC熱敏電阻的材料通常是過渡金屬氧化物，如Mn、Co、Ni等。這些氧化物在室溫下表現為半導體或半絕緣體，其導電機制主要是通過晶格缺陷或雜質能級產生的電子或空穴。
載流子濃度： 在半導體中，載流子的產生需要克服一定的能帶隙。當溫度升高時，晶格原子的熱運動加劇，使得更多的電子從價帶躍遷到導帶（本征激發）或從雜質能級躍遷到導帶（雜質電離），從而導致自由載流子（電子和空穴）的濃度顯著增加。載流子濃度的增加直接導致電導率的上升和電阻率的下降。對于NTC熱敏電阻，這是其負溫度系數特性的主要貢獻者。
載流子遷移率： 載流子在半導體材料中的運動受到晶格振動和雜質散射的影響。當溫度升高時，晶格振動加劇，導致載流子在運動過程中與晶格原子碰撞的頻率增加，從而降低了載流子的遷移率。載流子遷移率的下降會使電導率降低，電阻率升高。
綜合效應： 對于NTC熱敏電阻材料，在工作溫度范圍內，載流子濃度的增加效應遠大于載流子遷移率的下降效應。因此，綜合結果是隨著溫度的升高，材料的電導率顯著增加，電阻率急劇下降，從而表現出負溫度系數特性。這種指數級的下降關系正是NTC熱敏電阻在溫度測量和補償中發揮作用的關鍵。

2.2 PTC熱敏電阻的工作原理

PTC熱敏電阻的正溫度系數特性，特別是其在居里點附近電阻的急劇跳變，是由其特殊的材料結構和物理機制決定的。

鈦酸鋇陶瓷的晶體結構： PTC熱敏電阻通常以摻雜的鈦酸鋇（BaTiO3）陶瓷為主要材料。鈦酸鋇在不同溫度下具有不同的晶體結構相變。

居里點以下： 當溫度低于居里點時，BaTiO3晶體處于鐵電相（例如，四方相）。此時，晶體內部存在自發極化，并且晶界處會形成勢壘，但由于晶體內部的缺陷和摻雜，這些勢壘相對較低，使得材料在宏觀上表現出較低的電阻。
居里點以上： 當溫度升高到居里點時，BaTiO3晶體發生相變，從鐵電相轉變為順電相（立方相）。在順電相中，晶體失去了自發極化，并且晶界處的勢壘高度會急劇增加。

晶界勢壘效應： PTC熱敏電阻的導電機制主要是通過晶粒間的隧穿或熱激發跳躍。晶界的存在形成了一個能量勢壘，電子需要克服這個勢壘才能從一個晶粒運動到另一個晶粒。
相變與勢壘高度的關聯：

居里點以下： 晶界勢壘相對較低，電子容易通過，因此電阻值較低。
居里點附近： 當溫度接近居里點時，晶體結構開始發生相變，晶界處的勢壘高度迅速增加。這種勢壘的增加阻礙了電子的傳輸，導致電阻值急劇上升。
居里點以上： 相變完成后，晶界勢壘達到最大值，電阻值也達到最大并趨于飽和。再繼續升高溫度，由于半導體材料的正常負溫度效應（載流子濃度增加），電阻值可能會略微下降或保持穩定。

自熱效應與過電流保護： PTC熱敏電阻的另一個重要特性是其自熱效應。當有過大電流通過PTC熱敏電阻時，其自身會發熱。如果產生的熱量使得PTC的溫度超過其居里點，電阻值就會急劇增大，從而限制電流的進一步增加，起到過電流保護作用。一旦電流減小，PTC的溫度下降，電阻值又會恢復到較低的初始狀態，實現自復位功能。

第三章：熱敏電阻的主要特性參數

了解熱敏電阻的各項特性參數對于正確選擇和應用至關重要。這些參數量化了熱敏電阻的電學和熱學性能。

3.1 標稱電阻值（R25）

定義： 標稱電阻值通常指熱敏電阻在特定參考溫度（通常為25°C）下的電阻值。它通常作為產品型號的重要標識。
重要性： 它是選擇熱敏電阻最基本的參數，用戶根據電路設計所需的電阻范圍來選擇合適的標稱電阻值。

3.2 材料常數（B值或β值）

定義： B值是NTC熱敏電阻的一個重要參數，反映了熱敏電阻材料的電阻隨溫度變化的敏感程度。B值越大，表示電阻隨溫度變化的幅度越大。它通常在兩個特定溫度點之間進行定義，例如B(25/50)表示在25°C和50°C之間的B值。
計算公式： B=T11?T21ln(R1)?ln(R2)其中，R1 和 R2 分別是溫度 T1 和 T2（單位：K）時的電阻值。
重要性： B值決定了熱敏電阻的電阻-溫度曲線的陡峭程度。在溫度測量應用中，高B值意味著更高的靈敏度；在溫度補償應用中，B值需要與被補償器件的溫度系數相匹配。

3.3 耗散系數（δ或PDC）

定義： 耗散系數表示在規定環境溫度下，熱敏電阻的自熱效應使其自身溫度升高1°C時所消耗的電功率。單位通常為mW/°C。
重要性： 在實際應用中，特別是當有電流流過熱敏電阻時，會產生焦耳熱導致自身溫度升高，這被稱為“自熱效應”。耗散系數是衡量自熱效應大小的關鍵參數。在溫度測量中，為了減小自熱效應引起的測量誤差，應選擇耗散系數較大的熱敏電阻，并限制通過熱敏電阻的電流。
計算： δ=ΔTP其中，P 是熱敏電阻上消耗的功率，ΔT 是由自熱引起的溫度升高。

3.4 熱時間常數（τ）

定義： 熱時間常數是指在零功率條件下，當環境溫度突然變化時，熱敏電阻的溫度變化到其最終溫度差的63.2%所需的時間。它反映了熱敏電阻對溫度變化的響應速度。單位通常為秒（s）。
重要性： 熱時間常數越小，說明熱敏電阻對溫度變化的響應速度越快，越適合用于需要快速響應的溫度檢測場合，例如實時溫度監測和快速溫度控制。反之，較大的熱時間常數則意味著響應較慢。熱時間常數與熱敏電阻的尺寸、封裝方式以及周圍介質的熱導率有關。

3.5 額定功率（Pmax）

定義： 額定功率是指在規定環境溫度下，熱敏電阻可以連續承受的最大功率。如果超過這個功率，熱敏電阻可能會因為自熱效應而損壞或失效。
重要性： 在電路設計中，必須確保通過熱敏電阻的最大功率不超過其額定功率，以防止過熱損壞。

3.6 居里點溫度（TC）

定義： 僅適用于PTC熱敏電阻，它是指PTC熱敏電阻電阻值發生急劇跳變的臨界溫度。
重要性： 居里點溫度是PTC熱敏電阻選擇的關鍵參數，它決定了PTC熱敏電阻的開關特性或限溫特性。

3.7 額定零功率電阻（Rrated）

定義： 指在規定的環境溫度下，在不引起自熱效應的極小電流下測得的熱敏電阻的電阻值。
重要性： 這是最接近熱敏電阻真實溫度-電阻關系的參數，通常作為溫度測量和計算的基礎。

第四章：熱敏電阻的制造工藝

熱敏電阻的制造是一個精密的系統工程，涉及材料科學、陶瓷工藝和半導體技術等多個領域。其性能的穩定性、一致性和可靠性在很大程度上取決于制造工藝的精細控制。

4.1 材料準備

原材料： 制造NTC熱敏電阻的原材料通常是高純度的錳、鈷、鎳、銅、鐵、鋅、鈦等金屬氧化物粉末。PTC熱敏電阻則主要使用高純度的鈦酸鋇（BaTiO3）以及稀土元素（如釔、鑭等）和少量其他氧化物作為摻雜劑。
稱量與混合： 根據預設的配方，精確稱量各種金屬氧化物粉末。隨后，將這些粉末進行充分的混合。混合過程通常采用球磨、V型混合機或行星式攪拌機等設備，以確保各種組分均勻分布，這是決定最終材料性能一致性的關鍵。

4.2 預燒結（預合成）

目的： 混合均勻的粉末在正式燒結之前，通常需要進行一次預燒結，也稱為預合成。這一步的目的是使各種氧化物在較低溫度下發生固相反應，形成初步的化合物結構，消除一些雜質，并改善粉末的燒結活性。
工藝： 將混合后的粉末放入高溫爐中，在一定溫度（通常低于最終燒結溫度）下進行加熱。預燒結后的材料通常會再次進行研磨和過篩，以獲得更細小的、均勻的粉末顆粒。

4.3 成型

壓制成型： 預燒結后的粉末通過壓制成型設備，在高壓下被壓制成預定形狀和尺寸的生坯（如圓片、棒狀、珠狀等）。常用的壓制方法包括干壓成型、等靜壓成型等。為了提高生坯的強度和便于操作，有時會在粉末中加入少量有機粘結劑。
流延成型： 對于薄膜或片狀熱敏電阻，可以采用流延成型工藝。將漿料（粉末、粘結劑、溶劑等）流延在平坦的基板上，干燥后形成薄膜。

4.4 燒結

目的： 燒結是熱敏電阻制造過程中最關鍵的環節。通過高溫燒結，生坯中的粉末顆粒發生燒結致密化，形成致密的陶瓷體，同時內部晶粒生長，形成所需的半導體晶體結構。
工藝： 將成型后的生坯放入高溫燒結爐中，在精確控制的溫度曲線（升溫速率、恒溫時間、降溫速率）和氣氛（空氣、氮氣等）下進行燒結。燒結溫度通常在1000°C至1400°C之間，具體取決于材料體系。燒結過程直接決定了熱敏電阻的電阻值、B值、穩定性以及機械強度。
氣氛控制： 燒結氣氛對熱敏電阻的性能影響很大。例如，NTC熱敏電阻通常在空氣氣氛中燒結，以確保金屬氧化物的價態穩定。PTC熱敏電阻的燒結氣氛也需要精確控制，以確保晶體結構的形成和晶界勢壘的有效建立。

4.5 引線和電極制作

電極制備： 燒結完成的熱敏電阻陶瓷體表面需要制作電極，以便與外部電路連接。常用的電極材料包括銀漿、銅漿等。電極可以通過絲網印刷、真空蒸鍍或濺射等方法沉積在陶瓷體表面，然后進行燒結固化。
引線焊接： 將金屬引線（通常是鍍錫銅線或鎳線）通過點焊、釬焊或壓接等方式連接到電極上。引線的連接質量直接影響熱敏電阻的電氣連接可靠性。

4.6 封裝

目的： 封裝是為了保護熱敏電阻芯片免受環境因素（如濕氣、機械應力、化學腐蝕等）的影響，提高其穩定性和可靠性。
封裝形式：

環氧樹脂封裝： 最常見的封裝形式之一，將熱敏電阻芯片和引線用環氧樹脂包裹起來。成本較低，防護性能好。
玻璃封裝： 將熱敏電阻芯片密封在玻璃管中，具有優異的耐高溫和防潮性能，但成本相對較高。
TO-92、SOT-23等晶體管封裝： 將熱敏電阻芯片集成到標準半導體封裝中，便于自動化生產和貼片安裝。
探頭封裝： 將熱敏電阻封裝在金屬或塑料探頭內，常用于液體或氣體溫度測量。
裸片： 對于某些特殊應用，熱敏電阻也可以以裸片形式提供，用戶自行進行封裝。

密封性： 封裝的關鍵是確保良好的密封性，防止濕氣滲透導致電阻值漂移或失效。

4.7 測試與分選

電氣性能測試： 對封裝完成的熱敏電阻進行各項電氣性能測試，包括在不同溫度下的電阻值、B值、耗散系數、絕緣電阻等。
可靠性測試： 進行高低溫循環、濕熱試驗、振動試驗等可靠性測試，以評估產品在各種惡劣環境下的穩定性和壽命。
分選與包裝： 根據測試結果，對產品進行分選，將合格品按照不同的參數等級進行分類，并進行包裝，以滿足客戶需求。

第五章：熱敏電阻的廣泛應用

熱敏電阻以其獨特的溫度敏感特性，在眾多領域發揮著不可替代的作用。其應用范圍之廣，幾乎涵蓋了所有涉及溫度測量、控制和保護的電子系統。

5.1 溫度測量與控制

這是NTC熱敏電阻最主要的應用領域，利用其電阻隨溫度變化的精確關系來實現對溫度的感應和反饋。

家用電器：

空調： 用于檢測室內外環境溫度，根據設定溫度自動調節制冷或制熱，實現智能溫控和節能。
冰箱冰柜： 監測箱內溫度，控制壓縮機啟停，保持食物新鮮。
電飯煲、電熱水壺： 精確控制加熱溫度，確保食物烹飪和水溫適宜。
洗衣機、烘干機： 檢測水溫和烘干溫度，優化洗滌烘干效果。
微波爐、烤箱： 監測腔內溫度，實現精準烹飪。
智能家居設備： 如智能溫控器、空氣凈化器等，用于環境溫度監測和調節。

汽車電子：

發動機水溫傳感器： 監測發動機冷卻液溫度，用于控制冷卻風扇、燃油噴射和點火時機，保證發動機正常工作溫度。
進氣溫度傳感器： 檢測進氣溫度，為發動機控制單元（ECU）提供數據，優化空燃比。
車內空調溫度傳感器： 自動調節車內溫度，提升駕乘舒適性。
電池溫度管理系統（BMS）： 在電動汽車和混合動力汽車中，精確監測電池組的溫度，防止過熱或過冷，延長電池壽命和提高安全性。

工業控制：

工業爐溫控制： 精確控制各種工業爐、烘箱的溫度，確保產品質量。
生產線溫度監控： 實時監測生產線上關鍵點的溫度，防止過熱或低溫影響生產效率和產品合格率。
HVAC系統： 在大型建筑的供暖、通風和空調系統中，用于環境溫度監測和區域溫度控制。
食品加工： 監測食品生產、儲存和運輸過程中的溫度，確保食品安全。

醫療設備：

體溫計： 電子體溫計的核心部件，快速準確測量人體體溫。
呼吸機： 監測患者吸入氣體和呼出氣體的溫度，確保舒適和安全。
輸液加溫器： 控制輸液溫度，避免冷液刺激。
培養箱： 精確控制細胞培養或微生物培養的環境溫度。
核磁共振（MRI）設備： 用于監測超導線圈的溫度，防止失超。

5.2 溫度補償

許多電子元器件的性能會受到溫度變化的影響（例如電阻、晶體管、傳感器等）。NTC熱敏電阻可以與這些元器件串聯或并聯，利用其負溫度系數特性來抵消或補償其他元器件的正溫度系數，從而穩定電路性能。

集成電路（IC）溫度補償： 許多IC的內部基準電壓源、振蕩器等對溫度敏感，通過加入NTC熱敏電阻進行補償，可以提高其在寬溫度范圍內的穩定性和精度。
儀表儀器溫度補償： 精密測量儀器（如萬用表、示波器等）的內部電路容易受環境溫度影響，NTC熱敏電阻用于溫度補償，提高測量精度。
晶體振蕩器溫度補償： 晶體的諧振頻率會隨溫度變化，通過NTC熱敏電阻組成的補償網絡，可以穩定晶體振蕩器的輸出頻率。

5.3 浪涌電流抑制

PTC和NTC熱敏電阻都可用于浪涌電流抑制，但原理略有不同。

NTC熱敏電阻在浪涌電流抑制中的應用（電源啟動）：

原理： 當電源設備（如開關電源、LED驅動電源）剛啟動時，電路中的平滑電容處于放電狀態，充電時會產生很大的浪涌電流，可能損壞整流器或保險絲。
作用： 在電源回路中串聯一個較大初始電阻值的NTC熱敏電阻。在冷態（常溫）下，NTC電阻值高，有效限制了充電初期的浪涌電流。當電流通過NTC發熱后，其電阻值迅速下降，電路進入正常工作狀態，功耗很小。這種“先限流后導通”的特性，有效保護了后端電路。

PTC熱敏電阻在浪涌電流抑制中的應用（過電流保護）：

原理： PTC熱敏電阻的自復位保險絲功能。當電路中發生短路或過載時，電流超過正常范圍，流過PTC的電流使其自身發熱，溫度迅速升高并超過居里點。
作用： PTC電阻值急劇增大，從而將電流限制在一個安全水平，保護了電路。當故障排除后，PTC冷卻下來，電阻值恢復到較低狀態，電路自動恢復正常，無需手動更換。這種自復位功能在許多電子產品中取代了傳統的一次性保險絲。

5.4 液位傳感

利用熱敏電阻的自熱效應和不同介質（空氣、液體）散熱能力的不同，可以實現液位檢測。

原理： 將熱敏電阻放置在液體中或空氣中。當熱敏電阻浸入液體中時，液體由于熱容量大、導熱性好，能有效地帶走熱敏電阻自身產生的熱量，使其溫度保持較低，電阻值相對穩定。當液位下降，熱敏電阻暴露在空氣中時，由于空氣散熱能力差，熱敏電阻會因自熱而溫度升高，其電阻值會發生明顯變化（NTC電阻下降，PTC電阻上升）。
應用： 廣泛應用于汽車油箱液位檢測、家用熱水器水位檢測、飲水機缺水保護、工業儲罐液位監測等。

5.5 流量傳感

與液位傳感類似，利用熱敏電阻的自熱效應和流體流速對其散熱的影響。

原理： 當流體（氣體或液體）流過自熱的熱敏電阻時，流速越大，帶走的熱量越多，熱敏電阻的溫度越低，其電阻值變化越明顯。通過測量電阻值的變化，可以反推流體的流速。
應用： 汽車發動機進氣流量計、醫療呼吸機流量監測、工業管道氣體或液體流量計等。

5.6 紅外探測器

某些類型的熱敏電阻（特別是熱敏電阻陣列）可以作為紅外輻射探測器。

原理： 當紅外輻射照射到熱敏電阻上時，會導致其溫度升高，從而引起電阻值的變化。通過測量這種電阻變化，可以探測紅外輻射的存在和強度。
應用： 火災報警器、夜視儀、非接觸式測溫儀、熱像儀等。

5.7 溫度報警

原理： 利用熱敏電阻的電阻-溫度特性，當溫度達到或超過設定閾值時，熱敏電阻的電阻值會發生顯著變化，觸發比較器或單片機判斷，從而發出警報信號。
應用： 超溫報警、火災報警、冷藏鏈溫度監控等。

5.8 延遲電路

PTC熱敏電阻可以利用其自熱效應和電阻的跳變特性來構成延遲電路。

原理： 當電流通過PTC時，PTC開始發熱，但需要一定時間才能達到其居里點并發生電阻跳變。這段時間可以被用作延遲時間。
應用： 電話線路過流保護中的延遲斷開、某些電動機的軟啟動保護等。

第六章：熱敏電阻的選型與使用注意事項

正確選擇和使用熱敏電阻是確保其性能和系統可靠性的關鍵。

6.1 熱敏電阻的選型

根據應用目的選擇類型：

溫度測量與控制： 主要選用NTC熱敏電阻，其電阻-溫度特性連續且靈敏。
過電流保護、加熱器： 主要選用PTC熱敏電阻，其開關特性和自復位功能是關鍵。

確定標稱電阻值（R25）： 根據電路設計和所需測量溫度范圍確定25°C時的電阻值。通常，電阻值越小，通過的熱敏電阻的電流就越大，自熱效應越明顯。
選擇合適的B值（NTC）： B值決定了電阻隨溫度變化的靈敏度。需要根據所需的溫度測量精度和范圍來選擇。在需要高靈敏度的應用中，選擇較高的B值；在需要較寬溫度范圍線性度的應用中，可能需要折衷選擇。
考慮耗散系數（δ）： 在溫度測量應用中，為了減小自熱誤差，應選擇耗散系數較大的熱敏電阻，并限制通過熱敏電阻的電流。
關注熱時間常數（τ）： 對于需要快速響應的場合，選擇熱時間常數小的熱敏電阻。
確定居里點溫度（TC）（PTC）： 對于PTC熱敏電阻，居里點溫度是其工作閾值，必須根據應用中需要保護或控制的溫度點來選擇。
封裝形式： 根據應用環境（潮濕、高溫、機械沖擊等）和安裝方式（表面貼裝、引線式、探頭式）選擇合適的封裝形式。例如，玻璃封裝熱敏電阻具有更好的防潮和耐高溫性能。
精度與穩定性： 根據應用對測量精度和長期穩定性的要求，選擇相應等級的熱敏電阻。

6.2 使用注意事項

避免自熱效應： 在溫度測量應用中，通過熱敏電阻的電流應盡可能小，以最大限度地降低自熱效應引起的測量誤差。通常，建議熱敏電阻上消耗的功率小于其耗散系數的十分之一，以確保自熱溫升小于0.1°C。
串聯電阻的選擇： 在熱敏電阻構成的分壓電路中，串聯電阻的選擇會影響熱敏電阻的靈敏度和輸出電壓的線性度。合理選擇串聯電阻可以使輸出電壓在特定溫度范圍內近似線性。
引線電阻： 對于引線較長或電阻值較低的熱敏電阻，引線電阻可能會對測量結果產生影響，尤其是在精密測量中需要考慮補償。
環境影響：

濕度： 濕氣會影響熱敏電阻的性能和穩定性，選擇防潮性能好的封裝是必要的。
機械應力： 避免對熱敏電阻施加過大的機械應力，以免損壞。
化學腐蝕： 在腐蝕性環境中，需要選擇具有抗腐蝕封裝的熱敏電阻。

儲存與處理：

儲存： 熱敏電阻應儲存在干燥、清潔、無腐蝕性氣體的環境中，避免陽光直射和高溫。
焊接： 焊接時應注意焊接溫度和時間，避免過熱損壞熱敏電阻。建議使用烙鐵頭散熱良好，并盡量縮短焊接時間。

校準與線性化：

校準： 對于高精度應用，熱敏電阻在使用前可能需要進行校準，以修正其特性曲線的偏差。
線性化： 由于熱敏電阻的電阻-溫度特性是非線性的，在數字系統中通常需要通過查表法、多項式擬合或硬件補償電路來實現線性化輸出。

第七章：熱敏電阻的未來發展趨勢與挑戰

隨著科技的不斷進步，熱敏電阻作為一種重要的溫度敏感元件，其技術也在不斷演進，以適應更廣闊的應用需求。

7.1 發展趨勢

小型化與集成化： 隨著電子產品向小型化、智能化發展，熱敏電阻也朝著更小尺寸、更高集成度的方向發展。微型化熱敏電阻和薄膜熱敏電阻將更廣泛地應用于微型傳感器、可穿戴設備和生物醫療領域。與MEMS（微機電系統）技術結合，實現傳感器與信號處理電路的集成。
高精度與高穩定性： 隨著對溫度測量精度要求的提高，熱敏電阻的精度和長期穩定性將是重要的發展方向。通過優化材料配方、改進制造工藝和精細化校準技術，提高熱敏電阻的準確性和可靠性。
寬溫度范圍應用： 開發能在更寬溫度范圍內保持穩定性能的熱敏電阻，包括極低溫（如液氮溫度）和超高溫（如發動機內部）環境下的應用。
多功能集成： 將熱敏電阻與其他傳感器（如濕度傳感器、壓力傳感器）集成在同一芯片上，實現多參數同步檢測，滿足物聯網和智能感知系統的需求。
智能化與數字化： 結合微控制器和數字信號處理技術，將熱敏電阻的模擬信號轉換為數字信號，并進行實時處理和補償，實現智能化的溫度管理和控制。
低功耗設計： 隨著電池供電設備和物聯網節點的普及，熱敏電阻的低功耗特性將變得越來越重要。通過優化材料和結構設計，降低熱敏電阻在工作時的功耗。
環保與可持續發展： 研發無鉛、無有害物質的新型熱敏電阻材料和制造工藝，符合環保法規要求，推動可持續發展。