1.11 热电阻器
由不同材料和工艺制成的半导体电阻器，具有对温度、光照度、湿度、压力、磁通量、气体浓度等非电物理量敏感的特殊性能，故这类电阻器被称为敏感电阻器。它们可将热、光、力、磁、温度、气体等非电量转换为电信号，因此，它们是检测不同物理量的传感器。
常用的敏感电阻器有热电阻器、光敏电阻器、压敏电阻器、湿敏电阻器、气敏电阻器、力敏电阻器、磁敏电阻器等。本章1.12～1.18节将分别对热敏电阻器、光敏电阻器、压敏电阻器、湿敏电阻器、气敏电阻器、力敏电阻器进行简要介绍。
1.11.1 敏感电阻器的型号
敏感电阻器的型号标注分为4个部分：第1部分为字母M，表示主称；第2部分表示类别，以字母来区分（各个字母的意义详见表1-7）；第3部分表示其用途或特征，以数字或字母来标注，其意义详见表1-8；第4部分表示序号，以数字来标注。
表1-7 敏感电阻器中各个类别字母的含义
表1-8 敏感电阻器中各个数字/字母的含义
例如，敏感电阻器型号MZ61，其中M表示主称、指此电阻器为敏感电阻器，Z表示类别、指正温度系数热敏电阻器，6表明用途或特征、指控温用电阻器，1则代表序号。
1.11.2 热电阻器
（1）热电阻器简介
热电阻器的图形符号与外观，如图1-11所示。
图1-11
图1-11 热电阻器的图形符号与外观
注意：热电阻器的标称值是指环境温度指定为25℃时的电阻值；在不同温度下，用万用表测量热电阻器时，其测量值不一定与标称值相等。
（2）分类
这类电阻器对温度极为敏感，温度的变化可引起电阻器阻值的相应变化。热电阻器种类繁多，分类方法多样。根据其形状结构，可分为球形、杆形、圆片形、管形、圆圈形等；根据其受热方式，可分为直热式热电阻器和旁热式热电阻器；根据其温度系数，可分为正温度系数（PTC）热电阻器和负温度系数（NTC）热电阻器2；根据其工作温度范围，可分为常温、高温、超低温热电阻器。
现今，应用最广泛的当属负温度系数热电阻器，它又可以进一步分为测温型、稳压和普通型3类。
（3）正温度系数热电阻器
这类热电阻器在温度升高时，其电阻值随温度而增大，且阻值变化量与温度变化量成正比例关系；但是，当温度超过特定值时，阻值会急剧增大至最大值，之后，阻值反而会随着温度升高而下降。
正温度系数（PTC）热电阻器的应用领域日益广泛，除了常规的温度测量电路与温度控制电路之外，还用于彩色电视机的消磁电路以及电冰箱、电动驱蚊器、电熨斗等家用电器之中。例如，在热吹风机、驱蚊器、电卷发器等家用加热器的加热元件中，多采用MZ41、MZ41A、MZ42等型号热电阻器；在电冰箱压缩机启动电路中，多采用MZ-01、MZ-02、MZ-03、MZ-04、MZ92、MZ93等型号的热电阻器；在彩色电视机的消磁电路中，MZ71、MZ72、MZ73、MZ74、MZ75等型号的热电阻器得到广泛应用；在电动机过热保护电路之中，MZ61-1、MZ61-2、MZ61-3等型号的热电阻器多被采用；MZ2A、MZ2B、MZ2C、MZ2D、MZ21-1、MZ21-2等型号则可用作限流电阻。
（4）负温度系数热电阻器
这类电阻器的种类多样、形状各异（图1-12），其最大特点是阻值与温度变化量成反比，即电阻器阻值随着温度的升高而降低。
负温度系数（NTC）热电阻器的应用范围最广，家用电器（如空调、电冰箱、烤箱、复印机等）的温度测量、温度控制、温度补偿等均采用了这类电阻器。例如，用于温度测量的有MF-51、MF-52、MF53-1、MF53-2、MF53-3、MF57-1、MF57-2、MF57-3等；用于温度测量、控制与补偿的有MF11、MF12-1、MF12-2、MF12-3、MF13、MF14、MF15、MF16、MF17等；用于电路稳压的有MF21-1、MF22-1、MF22-2、MF22-3、MF827、MF831、MF841、MF869等；用于微波功率检测的有MF31-1、MF31-2、MF31-3等。
（5）选用方法
就选用目的及其在电路中的功能而言，敏感电阻器与普通电阻器有很大区别，敏感电阻器主要起到对电路进行自动控制、过电压保护、物理量检测与控制及温度补偿等作用。因此，敏感电阻器的选用条件更严格、对参数的要求更高，另外，还必须满足电子电路的型号要求，否则无法达到敏感电阻器的选用目的。
选用热电阻器时，需要注意的参数包括热电阻器的额定功率、最大工作电压、标称阻值，以及最高工作温度和电阻温度系数等；此外，鉴于热电阻器型号较多且其温度系数有正负之分，选用时还必须符合电路的具体要求。例如，彩色电视机、仪器仪表等的过载保护电路可选用MF-10-1性NTC热电阻器；彩色电视机的消磁电路则可选用MZ72、MZ73、MZ74等型号的PTC热电阻器；电冰箱压缩机的启动电路通常选用MZ-01、MZ-02、MZ-03、MZ81、MZ91、MZ92等信号的PTC热电阻器；MF11、MF12、MF13、MF14系列的普通型NTC热电阻器，多用于温度补偿电路之中；而MZ2A、MZ2B、MZ2C、MZ2D、MZ21-1、MZ21-2等型号的PTC热电阻器，一般用于过电流保护电路的构建。
①PTC和NTC热电阻器的选用方法
选用的基本原则是根据电路的具体要求而进行适当的筛选。例如，根据电视机或显示器的工作电压（220V/110V）、工作电流及消磁线圈规格等参数，设计电路时应选用标称阻值、最大起始电流、最大工作电流等参数均满足要求的消磁型热电阻器。
而NTC型热电阻器具有极强的温度敏感性，适用于具有温度检测、温度补偿、温度控制、微波功率测量、稳压控制等功能的电路，选用时，必须依据电路的具体要求来选择适当的NTC热电阻器型号，且必须使所选NTC热敏电阻器的温度控制范围符合电路要求。例如，若温度测量电路预定的测量范围是-60～+40℃，则选用工作温度-80～+55℃在范围内的MF52型NTC热电阻器比较适当。
②PTC热敏电阻器的选用注意事项
a.最大工作电压的选择。PTC热电阻器串联于电路内时，仅分得电路正常工作电压的一小部分，而PTC热电阻器启动后即呈现出高阻状态，此时它必须承受几乎全部的电源电压。故在选择PTC热电阻器时，其最大工作电压必须高于电源电压，且考虑到电源电压可能的波动，而必须在最大工作电压的选择时留出足够的余量。
b.不动作电路与动作电流的选择。选用原则是动作电流应不少于不动作电流的2倍。这是因为环境温度对上述两种电流的影响均较大，不动作电流应选用在允许的最高环境温度时的数值，而动作电流则应在低环境温度下进行选取。
c.最大电流的选择。在PTC热电阻器起到执行保护作用的时候，应检查电路中是否有可能产生超过最大工作电压下的最大电流的器件。
d.开关温度（居里温度）的选择。从降低成本的角度考虑，设计电路时应选用高开关温度和小尺寸的PTC热电阻器，通常开关温度应比最大环境温度高出20～40℃。
③NTC热电阻器的选用注意事项
a.NTC热电阻器的最大工作电流应大于实际电源回路中的工作电流。
b.功率型NTC热电阻器的标称电阻值为
R≥1.414E/Im （1-3）
式中 E——线路电压；
Im——浪涌电流。若电路中采用转换电源、逆变电源、开关电源和UPS电源，则Im≥100I（I为工作电流）；而对于灯丝、加热器等，Im≥30I。
c.材料常数B的值越大，则NTC热电阻器的残余电阻越小，其工作温度就越小。
d.时间常数与耗散系数的乘积越大，则表示NTC热电阻器的热容量越大，其抑制浪涌电流的能力也越强。
（6）检测与代换方法
①检测 鉴于热电阻器对于温度的敏感性，不宜采用万用表检测其电阻值（原因是万用表电流通过热电阻器时，会因产生热量而引起其阻值的变化）。因此，万用表检测方法仅适用于测量精度要求不高的场合。
在常温下，以万用表的欧姆挡来检测热电阻器的阻值，其检测电路如图1-12所示，同时用电烙铁烘烤热电阻器，若其阻值缓慢增加，则表明该热电阻器为PTC型且性能良好；若热电阻器的阻值在烘烤过程中缓慢降低，则表明该热电阻器为NTC型且性能完好。相反，若烘烤时热电阻器的阻值无任何变化，则说明该热电阻器已经损坏；若热电阻器的阻值超出原阻值很多倍甚至接近无穷大，则表明该热电阻器的内部接触不良或已经短路；若热电阻器的阻值始终为0，则表明其内部已经被击穿无法再使用。
图1-12 PTC热电阻器检测电路示意图
②代换 热电阻器损坏后，可选用同型号、同阻值、同功率的其他热电阻器进行替换，否则，也可选用同一系列中其他型号的热电阻器进行代换。