热敏电阻作为核心温度传感器，其阻值随温度变化的特性被广泛应用于工业控制、消费电子等领域。本文将深入解析阻值与温度的关系、测量电路设计逻辑及选型关键要素。
一、热敏电阻的阻值特性
热敏电阻（Thermistor）分为负温度系数（NTC） 和正温度系数（PTC） 两类。NTC电阻值随温度升高而降低，适用于-50℃至150℃的宽范围检测；PTC则相反，多用于过流保护场景。
阻值变化遵循指数规律，可通过Steinhart-Hart方程精确计算：
1/T = A + B·ln(R) + C·(ln(R))³
其中T为开尔文温度，R为实测电阻值，A/B/C为器件特征参数。
关键提示：NTC的灵敏度通常在-3%至-6%/℃（来源：IEEE标准），远高于金属热电偶，适合高精度场景。
二、温度测量电路设计逻辑
2.1 分压电路基础
将热敏电阻与固定电阻串联，通过测量分压点电压推算阻值：
Vout = Vin · [R_fixed / (R_fixed + R_thermistor)]
- 固定电阻值选择：建议接近热敏电阻在目标温度区间的中值
- ADC采样优化：在温度变化敏感区增加采样点密度
2.2 线性化处理技巧
由于阻值呈非线性，常用补偿方法包括：
– 软件查表法（预存温度-电阻对应表）
– 并联固定电阻拓展线性区间
– 多项式拟合算法
工业设备中通常结合卡尔曼滤波降低噪声干扰（来源：《传感器信号处理》）。
三、选型必须关注的5大参数
3.1 核心性能指标
| 参数 | 说明 | 典型影响 |
|---|---|---|
| B值 | 材料常数 | 决定灵敏度与线性度 |
| 额定功率 | 最大耐受功耗 | 过高导致自发热误差 |
| 精度误差 | 阻值允许偏差范围 | ±1%至±5%不等 |
| 热时间常数 | 响应速度 | 液体检测需＜3秒 |
| 工作温度 | 有效测量范围 | 超限可能永久漂移 |
3.2 环境适应性匹配
- 封装类型：环氧树脂涂层适用于潮湿环境，不锈钢外壳抗机械冲击
- 引线材质：高温场景需镍合金引线（＞150℃）
- 介质类型：避免强酸/强碱环境导致材料降解
四、典型应用场景避坑指南
温度补偿电路：
利用NTC补偿晶体振荡器频率漂移时，需将热敏电阻贴近晶振安装，并采用三阶补偿算法。
浪涌电流抑制：
PTC在电源启动时呈现高阻态，限制电容充电电流。选型时需计算：
最大抑制电流 > 设备启动峰值电流 × 120%
某变频器案例显示：未匹配PTC功率导致多次通电后阻值漂移+15%（来源：EMC设计年鉴）。
