熱敏電阻及應用

熱敏電阻有正溫度系數（PTC）熱敏電阻和負溫度系數（NTC）熱敏電阻兩種。正溫度系數熱敏電阻是一種具有溫度敏感性的電阻，一旦溫度超過一定數值（居里溫度）時，其電阻值隨溫度的升高而呈階躍式的增大。負溫度系數熱敏電阻的電阻值隨溫度的升高而降低。常見熱敏電阻外形及符號如圖1-40所示。

圖1-40　常見熱敏電阻外形及符號

如圖1-41是電磁爐的爐面溫度檢測電路，該電路用的是負溫度系數熱敏電阻，爐溫檢測電路的主要作用是檢測鍋具的實際溫度，以及防止電磁爐對鍋具干燒。該電路主要由負溫度系數熱敏電阻RT1、R2、電容C1及插排CN1等組成。隨著熱敏電阻通過陶瓷板對鍋具底部溫度的采樣，通過插排送至單片機的⑥腳電壓也會隨著溫度變化而變化。單片機通過主控程序的設定值與該電壓進行比較，從而做出相應的動作來控制電磁爐的溫度。

圖1-41　電磁爐的爐面溫度檢測電路

如圖1-42（a）所示是CRT彩色電視機中的消磁電路。消磁電路由正溫度系數的熱敏電阻RT1和消磁線圈L組成。在常溫下，RT1的阻值約為20Ω，在開機瞬間流過消磁線圈的電流很大，產生強大的瞬間磁場，金屬物被磁化，隨后，其電阻阻值隨著溫度的升高而迅速增大，流過消磁線圈的電流也迅速下降，如圖1-42（b）所示。這種變化電流所產生的磁場，達到了消磁的目的，從而完成了對蔭罩的消磁作用。目前，所有的CRT（射線管）電視機的消磁線圈都安裝在顯像管的錐體部分，這樣每開機一次便可達到消磁一次。

圖1-42　消磁原理

　光敏電阻及應用

光敏電阻又叫光感電阻，是利用半導體的光電效應制成的一種電阻值隨入射光的強弱而改變的電阻；入射光強，電阻值減小，入射光弱，電阻值增大。光敏電阻一般用于光的測量、光的控制和光電轉換（將光的變化轉換為電的變化）。常見光敏電阻外形及符號如圖1-43所示。

圖1-43　常見光敏電阻外形及符號

城建工程中，需要挖開路面鋪設各種地下管道，如下水道、電纜線等。為了防止行人和車輛在夜間跌入溝道，需要在溝道上面設置警告路標燈，以引起行人和車輛的注意。如圖1-44所示電路介紹的路標燈就是利用光敏電阻來控制燈的點亮或熄滅，不需要專人管理，白天它自動熄滅，晚上就閃爍發光。

圖1-44　告警路標燈原理圖

其工作原理如下。變壓器T、二極管VD2、電容C2組成半波整流降壓電路。接通電源后，C2兩端即輸出11V左右的直流電供給放大電路。三極管VT2、VT3等組成互補型振蕩器，它們是否起振決定于VT1的集電極電位。白天，光敏電阻GR受光線照射，呈現低電阻，三極管VT1導通，集電極輸出低電位，振蕩器VT2、VT3停振，VT3的集電極無信號輸出，雙向晶閘管BCR因無觸發電壓，處于關斷狀態，燈不亮。夜間，光敏電阻阻值變大，VT1因基極電位下降而截止，它的集電極輸出高電位，振蕩器開始振蕩，VT3集電極輸出近似方波脈沖，經VD1送至晶閘管的控制極，晶閘管就間隙導通和關斷，燈就一閃一閃發出亮光。

W1可改變光控靈敏度，W2可改變振蕩器的振蕩頻率。

　壓敏電阻及應用

壓敏電阻主要用于電路穩壓和過壓保護，是家用電器中的“安全衛士”。當壓敏電阻兩端的電壓低于其標稱電壓時，其內部的晶界層幾乎是絕緣的，呈高阻抗狀態；當壓敏電阻兩端的電壓（遇到浪涌過電壓、操作過電壓等）高于其標稱電壓時，其內部的晶界層的阻值急劇下降，呈低阻抗狀態，外來的浪涌過電壓、操作過電壓就通過壓敏電阻以放電電流的形式被泄放掉，從而起到過壓保護。常見壓敏電阻外形及符號如圖1-45所示。

圖1-45　常見壓敏電阻外形及符號

壓敏電阻的應用電路原理圖如圖1-46所示，在家用電器的電源電路中，壓敏電阻一般設置在保險管的后面，其作用就是過壓保護。

圖1-46　壓敏電阻的應用電路原理圖

1.4.4　濕敏電阻及應用

濕敏電阻是利用濕敏材料吸收空氣中的水分而導致本身電阻值發生變化這一原理而制成的電阻。常見濕敏電阻外形及符號如圖1-47所示。

圖1-47　常見濕敏電阻外形及符號

如圖1-48是嬰幼兒尿床報警電路，該電路由濕敏傳感器、延遲放大電路、語音報警電路和電源電路等組成。

圖1-48　嬰幼兒尿床報警電路

在嬰幼兒沒有尿床時，濕敏傳感器兩端的電阻值幾乎無窮大，三極管VT1截止，VT2導通，二極管VD1和三極管VT3均截止，語音集成電路IC因⑤腳（觸發端）始終為低電平而不工作，揚聲器LS不發聲。

一旦嬰幼兒尿床，濕敏傳感器兩端因尿液導電而由高組態變為低組態，使VT1導通，VT2截止，電源電壓經RW對電容C1充電，當C1充電結束后，二極管VD1與三極管VT3相繼導通，VT3發射極輸出的高電平使IC受觸發而工作，從IC的7腳輸出語音信號，語音信號經VT4放大后，推動揚聲器發出語音“注意換尿布了”的提醒聲。

　氣敏電阻及應用

氣敏電阻是利用氣體的吸附而使半導體本身的電導率發生變化這一原理將檢測到的氣體的成分和濃度轉換為電信號的電阻。常見氣敏電阻外形及符號如圖1-49所示。

圖1-49　常見氣敏電阻外形及符號

如圖1-50所示是可燃氣體報警電路。該報警器可以對液化煤氣、石油天然氣、揮發性可燃蒸汽等氣體進行檢測。本電路主要由氣敏傳感器、多諧振蕩器和音頻輸出電路組成。電路中，多諧振蕩器由與非門集成電路IC內部的兩個與非門和外圍阻容元件組成；音頻輸出電路由R5、三極管VT和揚聲器BL組成。

圖1-50　可燃氣體報警電路

當室內的可燃氣體濃度在允許范圍內（低于限定值）時氣敏傳感器a、b端之間阻值較大，b端輸出電壓較低，多諧振蕩器不工作，揚聲器BL中無聲音。

當有關氣體泄漏時，使室內的可燃氣體體積分數超過限定值時，氣敏傳感器b端的輸出電壓高于IC內D1的轉換電壓時，多諧振蕩器工作，從IC的4腳輸出振蕩信號。該信號經VT放大后，推動揚聲器發出報警聲。

　磁敏電阻

磁敏電阻是利用半導體的磁阻效應制造的電阻，常用InSb（銻化銦）材料加工而成。常見磁敏電阻外形及符號如圖1-51所示。

圖1-51　常見磁敏電阻外形及符號

　保險電阻

保險電阻又叫安全電阻或熔斷電阻，是一種兼電阻器和熔斷器雙重作用的功能元件。在正常情況下，保險電阻與普通電阻一樣，具有降壓、分壓、耦合、匹配等多種功能和同樣的電氣特性。而一旦電路出現異常，如電路發生短路或過載，此時流過保險電阻的電流會大大增加。當流過保險電阻的電流超過它的額定電流，使其表面溫度達到500～600℃時，電阻層便會迅速剝落熔斷，從而保護電路中其他的元件免遭損壞，并防止故障的擴大。保險電阻的電阻值很小，一般為幾歐至幾十歐，并且大部分都是不可逆的，即熔斷后不能恢復使用。常見保險電阻的外形及符號如圖1-52所示。

圖1-52　常見保險電阻外形及符號

　力敏電阻

力敏電阻是使用很廣泛的一種傳感器，它是生產過程中自動化檢測的重要部件。力敏電阻的種類很多，有直接將力變換為電量的，如壓電式、壓阻式等；有經彈性敏感元件轉換后再轉換成電量的，如電阻式、電容式和電感式等。力敏電阻主要用于兩個方面：測力和稱重。常見的力敏電阻外形及符號如圖1-53所示。

圖1-53　常見力敏電阻外形及符號