热敏电阻的区别及测量应用

在照明系统中，热敏电阻既能帮助实现较高发光效率，也能延长LED的使用寿命。LED光源效率很大程度上取决于半导体结的温度。由于极端温度将导致功率退化加快、光强减弱、色偏以及使用寿命显著缩短，甚至导致LED系统完全损坏。

而温度过低则会导致发光效率降低，进而导致每体积单位的流明值降低，因此必须极力避免此类现象发生。为了获得最大效率，温度必须处于规定的最佳温度范围内（典型的LED应用为70℃至90℃）。如果LED电路安装了热敏电阻，最佳工作温度的每一次变化都会引起NTC部件阻值的显著变化。经过比较，流经LED的电流会随即减少，LED的功率损耗也会随之降低，进而延长使用寿命。

为了确保功率半导体元件、逻辑元件、微控制器和处理器正常运行，必须极力避免过热现象。它具有电阻值随着温度的变化而相应变化的特性。温度低时，这些氧化物材料的载流子（电子和孔穴）数目少，所以其电阻值较高；随着温度的升高，载流子数目增加，所以电阻值降低。NTC热敏电阻器在室温下的变化范围在100~1500000欧姆，温度系数-2%~-5%。其电阻率和材料参数（B值）随材料成分比例、烧结温度、烧结气氛和结构状不同而变化。

热敏电阻测温原理与热电偶的测温原理不同的是，热电阻是基于电阻的热效应进行温度测量的，即电阻体的阻值随温度的变化而变化的特性。因此，只要测量出感温热电阻的阻值变化，就可以测量出温度。目前主要有金属热电阻和半导体热敏电阻两类。金属热电阻的电阻值和温度一般可以用以下的近似关系式表示，即Rt=Rt0［1+α（t-t0）］式中，Rt为温度t时的阻值；Rt0为温度t0（通常t0=0℃）时对应电阻值；α为温度系数。半导体热敏电阻的阻值和温度关系为Rt=AeB/t式中Rt为温度为t时的阻值；A、B取决于半导体材料的结构的常数。相比较而言，热敏电阻的温度系数更大，常温下的电阻值更高（通常在数千欧以上），但互换性较差，非线性严重，测温范围只有-50~300℃左右，大量用于家电和汽车用温度检测和控制。金属热电阻一般适用于-200~500℃范围内的温度测量，其特点是测量准确、稳定性好、性能可靠，在程控制中的应用极其广泛。

P1.0、P1.1和P1.2是单片机的3个I／O脚；RK为100k的精密电阻；RT为100K－精度为1％的热敏电阻；R1为100Ω的普通电阻；C1为0.1μ的瓷介电容。其工作原理为：先将P1.0、P1.1、P1.2都设为低电平输出，使C1放电至放完。将P1.1、P1.2设置为输入状态，P1.0设为高电平输出，通过RK电阻对C1充电，单片机内部计时器清零并开始计时，检测P1.2口状态，当P1.2口检测为高电平时，即C1上的电压达到单片机高电平输入的门嵌电压时，单片机计时器记录下从开始充电到P1.2口转变为高电平的时间T1。

将P1.0、P1.1、P1.2都设为低电平输出，使C1放电至放完。再将P1.0、P1.2设置为输入状态，P1.1设为高电平输出，通过RT电阻对C1充电，单片机内部计时器清零并开始计时，检测P1.2口状态，当P1.2口检测为高电平时，单片机计时器记录下从开始充电到P1.2口转变为高电平的时间T2。再根据电容的电压公式可得：T1／RK＝T2／RT，即RT＝T2*RK／T1