浅谈敏感电阻器
【摘要】在自动控制领域，处处都离不开各种特性传感器，而传感器的心脏就是各种敏
感元件，其中以热敏、光敏和压敏元件应用最广泛。本文旨在介绍几种敏感电阻器的特性及应用。
关健词：敏感电阻器 热敏电阻 光敏电阻 压敏电阻
敏感电阻器又称半导体电阻器，它是利用半导体材料的电特性（主要指电阻率）极易受外界物理条件（光、温度、磁、压力、湿度、浓度等）影响的特性制成的。它的突出特点是其阻值随受控物理量的变化而变化。利用敏感电阻器可以制成各种传感器件，用以检测相应的物理量的变化。下面将和大家探讨几种敏感电阻器的特性和应用。
1、热敏电阻
热敏电阻是指电阻阻值随温度变化而显著变化的敏感元件。主要分为正温度系数热敏电阻和负温度系数热敏电阻。
正温度系数热敏电阻（简称PTC）：是一种典型具有温度敏感性的半导体电阻,超过一定的温度(居里温度)时,它的电阻值随着温度的升高呈阶跃性的增高（电阻阻值随温度升高而增大）。PTC热敏电阻根据其用途的不同分为，自动消磁用PTC热敏电阻、延时启动用PTC热敏电阻、恒温加热用PTC热敏电阻、过流保护用PTC热敏电阻、过热保护用PTC热敏电阻、传感器用PTC热敏电阻。
负温度系数热敏电阻（简称NTC）：NTC是一种典型具有温度敏感性的半导体电阻,它的电阻值随着温度的升高呈阶跃性的减小（电阻阻值随温度升高而减小）。NTC热敏电阻根据其用途的不同分为，功率型NTC热敏电阻、补偿型NTC热敏电阻、测温型NTC热敏电阻。
2、压敏电阻
压敏电阻是一种对电压很敏感的半导体元件，它的导电性能随施加电压的改变呈非线性变化。随着加在它上面的电压不断增大，它的电阻值可以从MΩ（兆欧）级变到mΩ（毫欧）级。当电压较低时，压敏电阻工作于漏电流区，呈现很大的电阻，漏电流很小；当电压升高进入非线性区后，电流在相当大的范围内变化时，电压变化不大，呈现较好的限压特性；电压再升高，压敏电阻进入饱和区，呈现一个很小的线性电阻，由于电流很大，时间一长就会使压敏电阻过热烧毁甚至炸裂。正常使用时压敏电阻处于漏电流区，受到浪涌冲击时进入非线性区泄放浪涌电流，一般不能进入饱和区。
压敏电阻的最大特点是当加在它上面的电压低于它的阀值"UN"时，流过它的电流极小，相当于一只关死的阀门，当电压超过UN时，流过它的电流激增，相当于阀门打开；即当压敏电阻两端所加电压低于其标称值时，其呈高阻，对外电路几乎没有影响。当压敏电阻两端所加电压高于其标称值时，其呈低阻，使过电压通过其泄放，一旦过电压消失，它又自动地恢复高阻状态。利用这一功能，可以抑制电路中经常出现的异常过电压，保护电路免受过电压的损害。
3、光敏电阻
光敏电阻是一种对光照很敏感的半导体元件。在光敏电阻两端的金属电极之间加上电压，其中便有电流通过，受到适当波长的光线照射时，电流就会随光强的增加而变大（电阻值下降），从而实现光电转换。光敏电阻没有极性，纯粹是一个电阻器件，使用时既可加直流电压，也可以加交流电压。
根据光敏电阻的光谱特性，光敏电阻可分为可见光光敏电阻、紫外光光敏电阻、红外光光敏电阻三类。可见光光敏电阻主要应用于各种可见光自动控制系统，如路灯、航标灯自动亮/熄控制、光电跟踪系统等。紫外光光敏电阻对紫外光反应灵敏，主要用于探测紫外光。红外光敏电阻器主要用于导弹制导、天文探测、非接触测量、红外光谱、红外通信等国防、科学研究和工农业生产中。
4、气敏电阻
气敏电阻是利用半导体表面吸收某种气体分子后发生氧化还原反应而使电阻率发生改变的特性而制成的。气敏电阻也有许多种，分别对不同的气体，比如ZnO、SnO2、Fe2O3、Cr2O3、MgO、NiO等都有气敏效应。一般最常用的气敏材料有SnO2和ZnO,它们的检测灵敏度和温度有关。气敏电阻器的应用范围很广，主要制成各种气敏传感器，气敏元件的主要应用领域在防灾报警、防止公害、检测计量等方面,在环境监测、各种管道、密封系统的检漏以及防爆、自动控制（比如：家用抽油烟机）等领域都能找到它的踪影。
5、磁敏电阻
磁敏电阻器也称磁控电阻器，是一种对磁场敏感的半导体元件，可以将磁感应信号转变为电信号。磁敏电阻器是利用磁电效应制成的，其阻值随穿过它的磁通密度变化而变化，磁敏电阻在测量、自动控制和信息处理等方面都有广泛应用，可通过它测量磁场强度，能对位移、频率、功率等进行检测。另外，还可以应用于直流/交流变换、斩波、变频和模拟运算等领域。
6、力敏电阻
是利用材料的电阻率随外加应力心改变而改变的现象制成的，利用力敏可以将机械力、重力、加速度等转换为电讯号。力敏电阻种类繁多，如电阻式、电容式、压电式等。最常见的是金属应变计和半导体应变计。金属应变计是受外力的作用使金属箔和金属丝伸长或缩短，使电阻值发生变化来完成信息转换功能的。应变材料多采用铜、镍等金属和合金。半导体应变计是利用半导体材料的压阻效应制成的。力敏电阻器可以制成转矩计、张力计、加速度计、压力传感器、半导体话筒等，在航天、航空、军事及民用领域中均有广泛应用。
7、湿敏电阻
湿敏电阻是利用湿敏材料吸收空气中的水分而导致本身电阻值发生变化这一原理而制成的敏感元件。它主要由感湿层、电极和具有一定机械湿度的、绝缘基体所构成。当感湿层吸附环境中的水份后，会引起两电极间阻值的减小，这样就直接将相对湿度的变化转换成了电阻值的变化。目前，湿敏电阻主要应用于各种领域中湿度的检测和控制系统中，比如印刷、制药、造纸、医疗科研，自动灌溉等领域中都有它的存在。
另外，使用湿敏电阻时应注意，只能用交流，直流会导致其失郊。因为直流电场会导致高分子材料中的带电粒子偏向两极，一定时间以后湿敏电阻就会失效，所以必须用交流维持动态平衡。这也是为什么测量湿敏电阻的阻值要用是电桥而不能用万用表的原因。
[参考文献]
[1]张俊.气体敏感元件及其发展和应用[J].云南大学学报,1998.20
[2]王照清《维修电工高级技师》[M].中国劳动社会保障出版社,2008.11
