2.3 敏感电阻器
敏感电阻器是指阻值随某些外界条件改变而变化的电阻器。敏感电阻器种类很多，常见的有热敏电阻器、光敏电阻器、湿敏电阻器、力敏电阻器和磁敏电阻器等。
2.3.1 热敏电阻器
热敏电阻器是一种对温度敏感的电阻器，它一般由半导体材料制作而成，当温度变化时其阻值也会随之变化。
（1）外形与符号
热敏电阻器实物外形和符号如图2-21所示。
图2-21 热敏电阻器
（2）种类
热敏电阻器种类很多，通常可分为正温度系数热敏电阻器（PTC）和负温度系数热敏电阻器（NTC）两类。
① 负温度系数热敏电阻器 负温度系数热敏电阻器简称NTC，其阻值随温度升高而减小。NTC是由氧化锰、氧化钴、氧化镍、氧化铜和氧化铝等金属氧化物为主要原料制作而成的。根据使用温度条件不同，负温度系数热敏电阻器可分为低温（–60～300℃）、中温（300～600℃）、高温（>600℃）三种。
NTC的温度每升高1℃，阻值会减小1%～6%，阻值减小程度视不同型号而定。NTC广泛用于温度补偿和温度自动控制电路，如冰箱、空调、温室等温控系统常采用NTC作为测温元件。
② 正温度系数热敏电阻 正温度系数热敏电阻器简称PTC，其阻值随温度升高而增大。PTC是在钛酸钡（BaTiO3）中掺入适量的稀土元素制作而成。
PTC可分为缓慢型和开关型。缓慢型PTC的温度每升高1℃，其阻值会增大0.5%～8%。开关型PTC有一个转折温度（又称居里点温度，钛酸钡材料PTC的居里点温度一般为120℃左右），当温度低于居里点温度时，阻值较小，并且温度变化时阻值基本不变（相当于一个闭合的开关），一旦温度超过居里点温度，其阻值会急剧增大（相当于开关断开）。
缓慢型PTC常用在温度补偿电路中，开关型PTC由于具有开关性质，常用在开机瞬间接通而后又马上断开的电路中，如彩电的消磁电路和冰箱的压缩机启动电路就用到开关型PTC。
（3）应用
热敏电阻器具有阻值随温度变化而变化的特点，一般用在与温度有关的电路中。下面以图2-22来说明热敏电阻器的应用。
图2-22 热敏电阻器的应用说明
热敏电阻器的应用说明
•NTC的应用
在图2-22（a）中，R2（NTC）与灯泡相距很近，当开关S闭合后，流过R1的电流分作两路，一路流过灯泡，另一路流过R2，由于开始R2温度低，阻值大，经R2分掉的电流小，灯泡流过的电流大而很亮，因为R2与灯泡距离近，受灯泡的烘烤而温度上升，阻值变小，分掉的电流增大，流过灯泡的电流减小，灯泡变暗，回到正常亮度。
•PTC的应用
在图2-22（b）图中，当合上开关S时，有电流流过R1（开关型PTC）和灯泡，由于开始R1温度低，阻值小（相当于开关闭合），流过电流大，灯泡很亮，随着电流流过R1，R1温度升高，当R1温度达到居里点温度时，R1的阻值急剧增大（相当于开关断开），流过的电流很小，灯泡无法被继续点亮而熄灭，在此之后，流过的小电流维持R1为高阻值，灯泡一直处于熄灭状态。如果要灯泡重新亮，可先断开S，然后等待几分钟，让R1冷却下来，然后闭合S，灯泡会亮一下又熄灭。
（4）检测
热敏电阻器检测分两步，只有两步测量均正常才能说明热敏电阻器正常，在这两步测量时还可以判断出电阻器的类型（NTC或PTC）。
热敏电阻器的检测如图2-23所示。
图2-23 热敏电阻器的检测
热敏电阻器的检测
热敏电阻器的检测步骤如下。
第一步：测量常温下（25℃左右）的标称阻值。根据标称阻值选择合适的欧姆挡，图中的热敏电阻器的标称阻值为25Ω，故选择R×1Ω挡，将红、黑表笔分别接触热敏电阻器两个电极，如图2-23（a）所示，然后在刻度盘上查看测得阻值的大小。
若阻值与标称阻值一致或接近，说明热敏电阻器正常。
若阻值为0，说明热敏电阻器短路。
若阻值为无穷大，说明热敏电阻器开路。
若阻值与标称阻值偏差过大，说明热敏电阻器性能变差或损坏。
第二步：改变温度测量阻值。用火焰靠近热敏电阻器（不要让火焰接触电阻器，以免烧坏电阻器），如图2-23（b）所示，让火焰的热量对热敏电阻器进行加热，然后将红、黑表笔分别接触热敏电阻器两个电极，再在刻度盘上查看测得阻值的大小。
若阻值与标称阻值比较有变化，说明热敏电阻器正常。
若阻值往大于标称阻值方向变化，说明热敏电阻器为PTC。
若阻值往小于标称阻值方向变化，说明热敏电阻器为NTC。
若阻值不变化，说明热敏电阻器损坏。
2.3.2 光敏电阻器
光敏电阻器是一种对光线敏感的电阻器，当照射的光线强弱变化时，阻值也会随之变化，通常光线越强阻值越小。根据光的敏感性不同，光敏电阻器可分为可见光光敏电阻器（硫化镉材料）、红外光光敏电阻器（砷化镓材料）和紫外光光敏电阻器（硫化锌材料）。其中硫化镉材料制成的可见光光敏电阻器应用最广泛。
（1）外形与符号
光敏电阻器外形与符号如图2-24所示。
图2-24 光敏电阻器
（2）应用
光敏电阻器的功能与固定电阻器一样，不同在于它的阻值可以随光线强弱变化而变化。下面以图2-25来说明光敏电阻器的应用。
图2-25 光敏电阻器的应用说明图
光敏电阻器的应用说明
•应用一
在图2-25（a）中，若光敏电阻器R2无光线照射，R2的阻值会很大，流过灯泡的电流很小，灯泡很暗。若用光线照射R2，R2阻值变小，流过灯泡的电流增大，灯泡变亮。
•应用二
在图2-25（b）中，若光敏电阻器R2无光线照射，R2的阻值会很大，经R2分掉的电流小，流过灯泡的电流大，灯泡很亮。若用光线照射R2，R2阻值变小，经R2分掉的电流大，流过灯泡的电流减小，灯泡变暗。
（3）主要参数
光敏电阻器的参数很多，主要参数有暗电流和暗阻、亮电流与亮阻、额定功率、最大工作电压及光谱响应等。
① 暗电流和暗阻 在两端加有电压的情况下，无光照射时流过光敏电阻器的电流称暗电流；在无光照射时光敏电阻器的阻值称为暗阻，暗阻通常在几百千欧以上。
② 亮电流和亮阻 在两端加有电压的情况下，有光照射时流过光敏电阻器的电流称亮电流；在有光照时光敏电阻器的阻值称为亮阻，亮阻一般在几十千欧以下。
③ 额定功率 额定功率是指光敏电阻器长期使用时允许的最大功率。光敏电阻器的额定功率有5～300mW多种规格选择。
④ 最大工作电压 最大工作电压是指光敏电阻器工作时两端允许的最高电压，一般为几十伏至上百伏。
⑤ 光谱响应 光谱响应又称光谱灵敏度，它是指光敏电阻器在不同颜色光线照射下的灵敏度。
光敏电阻器除了有上述参数外，还有光照特性（阻值随光照强度变化的特性）、温度系数（阻值随温度变化的特性）和伏安特性（两端电压与流过电流的关系）等。
（4）检测
光敏电阻器检测分两步，只有两步测量均正常才能说明光敏电阻器正常。光敏电阻器的检测如图2-26所示。
图2-26 光敏电阻器的检测
光敏电阻器的检测
光敏电阻器的检测步骤如下。
第一步：测量暗阻。万用表拨至R×10kΩ挡，用黑色的布或纸将光敏电阻器的受光面遮住，如图2-26（a）所示，再将红、黑表笔分别接光敏电阻器两个电极，然后在刻度盘上查看测得暗阻的大小。
若暗阻大于100kΩ，说明光敏电阻器正常。
若暗阻为0，说明光敏电阻器短路损坏。
若暗阻小于100kΩ，通常是光敏电阻器性能变差。
第二步：测量亮阻。万用表拨至R×1kΩ挡，让光线照射光敏电阻器的受光面，如图2-26（b）所示，再将红、黑表笔分别接光敏电阻器两个电极，然后在刻度盘上查看测得亮阻的大小。
若亮阻小于10kΩ，说明光敏电阻器正常。
若亮阻大于10kΩ，通常是光敏电阻器性能变差。
若亮阻为无穷大，说明光敏电阻器开路损坏。
2.3.3 湿敏电阻器
湿敏电阻器是一种对湿度敏感的电阻器，当湿度变化时其阻值也会随之变化。湿敏电阻器可为正温度特性湿敏电阻器（阻值随湿度增大而增大）和负温度特性湿敏电阻器（阻值随湿度增大而减小）。
（1）外形与符号
湿敏电阻器外形与符号如图2-27所示。
图2-27 湿敏电阻器
（2）应用
湿敏电阻器具有湿度变化时阻值也会变化的特点，利用该特点可以用湿敏电阻器作传感器来检测环境湿度大小。图2-28就是一个用湿敏电阻器制作的简易湿度指示表。
图2-28中的R2是一个正温度系数湿敏电阻器，将它放置在需检测湿度的环境中（如放在厨房内），当闭合开关S后，流过R1的电流分作两路：一路经R2流到电源负极，另一路流过电流表回到电源负极。若厨房的湿度较低，R2的阻值小，分流掉的电流大，流过电流表的电流较小，指示的电流值小，表示厨房内的湿度低；若厨房的湿度很大，R2的阻值变大，分流掉的电流小，流过电流表的电流增大，指示的电流值大，表示厨房内的湿度大。
图2-28 用湿敏电阻器制作的简易湿度指示表
（3）检测
湿敏电阻器检测分两步，在这两步测量时还可以检测出其类型（正温度系数或负温度系数），只有两步测量均正常才能说明湿敏电阻器正常。湿敏电阻器的检测如图2-29所示。
图2-29 湿敏电阻器的检测
湿敏电阻器的检测
湿敏电阻器的检测步骤如下。
第一步：在正常条件下测量阻值。根据标称阻值选择合适的欧姆挡，如图2-29（a）所示，图中的湿敏电阻器标称阻值为200Ω，故选择R×10Ω挡，将红、黑表笔分别接湿敏电阻器两个电极，然后在刻度盘上查看测得阻值的大小。
若湿敏电阻器正常，测得的阻值与标称阻值一致或接近。
若阻值为0，说明湿敏电阻器短路。
若阻值为无穷大，说明湿敏电阻器开路。
若阻值与标称阻值偏差过大，说明湿敏电阻器性能变差或损坏。
第二步：改变湿度测量阻值。将红、黑表笔分别接湿敏电阻器两个电极，再把湿敏电阻器放在水蒸气上方（或者用嘴对湿敏电阻器哈气），如图2-29（b）所示，然后再在刻度盘上查看测得阻值的大小。
若湿敏电阻器正常，测得的阻值与标称阻值比较应有变化。
若阻值往大于标称阻值方向变化，说明湿敏电阻器为正温度系数。
若阻值往小于标称阻值方向变化，说明湿敏电阻器为负温度系数。
若阻值不变化，说明湿敏电阻器损坏。
2.3.4 力敏电阻器
力敏电阻器是一种对压力敏感的电阻器，当施加给它的压力变化时，其阻值也会随之变化。
（1）外形与符号
力敏电阻器外形与符号如图2-30所示。
图2-30 力敏电阻器
（2）结构原理
力敏电阻器的压敏特性是由内部封装的电阻应变片来实现的。电阻应变片有金属电阻应变片和半导体应变片两种，这里简单介绍金属电阻应变片。金属电阻应变片的结构如图2-31所示。
图2-31 金属电阻应变片的结构
从图2-31中可以看出，金属电阻应变片主要由金属电阻应变丝构成，当对金属电阻应变丝施加压力时，应变丝的长度和截面积（粗细）就会发生变化，施加的压力越大，应变丝越细越长，其阻值就越大。在使用应变片时，一般将电阻应变片粘贴在某物体上，当对该物体施加压力时，物体会变形，粘贴在物体上的电阻应变片也一起产生形变，应变片的阻值就会发生改变。
（3）应用
力敏电阻器具有阻值随施加的压力变化而变化的特点，利用该特点可以用力敏电阻器作传感器来检测压力的大小。图2-32就是一个用力敏电阻器制作的简易压力指示器。
图2-32 用力敏电阻器制作的简易压力指示器
在制作压力指示器前，先将力敏电阻器R2（电阻应变片）紧紧粘贴在钢板上，然后按图2-32将力敏电阻器引脚与电路连接好，再对钢板施加压力让钢板变形，由于力敏电阻器与钢板紧贴在一起，所以力敏电阻器也随之变形。对钢板施加压力越大，钢板变形越严重，力敏电阻器R2变形也严重，R2阻值增大，对电流分流少，流过电流表的电流增大，指示电流值越大，表明施加给钢板的压力越大。
（4）检测
力敏电阻器的检测通常分两步。
第一步：在未施加压力的情况下测量其阻值。正常阻值应与标称阻值一致或接近，否则说明力敏电阻器损坏。
第二步：将力敏电阻器放在有弹性的物体上，然后用手轻轻压挤力敏电阻器（切不可用力过大，以免力敏电阻器过于变形而损坏），再测量其阻值。正常阻值应随施加的压力大小变化而变化，否则说明力敏电阻器损坏。
2.3.5 敏感电阻器的型号命名方法
敏感电阻器的型号命名分为四部分。
第一部分用字母表示主称。用字母“M”表示主称为敏感电阻器。
第二部分用字母表示类别。
第三部分用数字或字母表示用途或特征。
第四部分用数字或字母、数字混合表示序号。
敏感电阻器的型号命名及含义说明见表2-8。
表2-8 敏感电阻器的型号命名及含义
举例：
