敏感电阻器的特点与应用

一、敏感电阻器的命名

国产敏感电阻器的型号名称一般由3部分构成。依次分别代表名称、用途和序号。第一部分为名称，MZ代表正温度系数热敏电阻器、MF代表负温度系数热敏电阻器、MC代表磁敏电阻器、MG代表光敏电阻器、ML代表力敏电阻器、MQ代表气敏电阻器、MS代表湿敏电阻器、MY代表压敏电阻器；第二部分为用途，用数字或字母表示，不同类型的敏感电阻器所代表的意义各不相同；第三部分为序号，表示同类产品的不同品种。

二、敏感电阻器的分类、选取和检测

敏感电阻器是阻值随某些外界条件改变而变化的电阻器，常用于传感器中，主要有热敏电阻器、光敏电阻器、湿敏电阻器、压敏电阻器、气敏电阻器等，以下介绍几种常用的敏感电阻器。

1.热敏电阻器（Thermistor）

热敏电阻器是一种阻值随电阻体温度变化而显著变化的电阻器。热敏电阻器大多是由单晶、多晶半导体材料制成的。

（1）分类。

根据温度系数的不同，热敏电阻器可分为正温度系数（Positive Temperature Coefficient，PTC）热敏电阻器和负温度系数（Negative Temperature Coefficient，NTC）热敏电阻器。在工作温度范围内，零功率电阻值随温度增加而增加的热敏电阻器称为正温度系数热敏电阻器；在工作温度范围内，零功率电阻值随温度增加而减小的热敏电阻器称为负温度系数热敏电阻器。

根据用途不同，热敏电阻器可分为普通热敏电阻器、高温热敏电阻器、低温热敏电阻器、测温热敏电阻器、控温热敏电阻器、消磁热敏电阻器、稳压热敏电阻器、微波功率测量热敏电阻器、流速测量热敏电阻器等。普通热敏电阻器是指工作温度在-55～315℃范围内、没有特殊技术和结构要求的热敏电阻器；高温热敏电阻器是用于350℃以上温度测量与控制的热敏电阻器；低温热敏电阻器是用于-55℃以下温度测量与控制的热敏电阻器。

根据材料的不同，热敏电阻器可分为单晶热敏电阻器、多晶热敏电阻器、非晶半导体热敏电阻器、有机半导体热敏电阻器、金属热敏电阻器、铂热敏电阻器、金属氧化物热敏电阻器等。

根据结构是否封闭，热敏电阻器可分为密封型热敏电阻器和非密封型热敏电阻器。

如图3.1-19所示，热敏电阻器上标注有NTC 5D-5。NTC表示该热敏电阻器是负温度系数热敏电阻器，5表示25℃时其标称零功率电阻值为5Ω，D-5表示其直径为5mm。

（2）性能参数。

1）阶跃型正温度系数（PTC-S）热敏电阻器。当温度升至某一规定值时，零功率电阻值随温度的增加呈阶跃式增加的热敏电阻器。

2）临界温度（CTR）热敏电阻器。在某一温度时，零功率电阻值呈跃减（对NTC）或跃增（对PTC）的热敏电阻器。

3）线性热敏电阻器。在工作温度范围内，电阻温度特性呈线性或接近线性关系的热敏电阻器。

4）零功率电阻值。在规定温度下测量热敏电阻器的阻值，当电阻体内部发热引起的阻值变化相对于总的测量误差来说可以忽略不计时测得的阻值称为零功率电阻值。

5）标称零功率电阻值。热敏电阻器在25℃时的零功率电阻值称为标称零功率电阻值。标称零功率电阻值是热敏电阻器的设计阻值，通常标志在其上，也称为额定零功率电阻值。

图3.1-19　热敏电阻器

6）电阻-温度特性。热敏电阻器的零功率电阻与电阻体温度之间的关系。

7）开关温度（对PTC）。正温度系数热敏电阻器的阻值开始发生跃增时的温度。

8）临界温度（对CTR）。热敏电阻器的阻值开始发生跃减（对NTC）或跃增（对PTC）时的温度。

9）最大电压。

PTC的最大电压：在规定的环境温度和静止空气中，允许连续施加到正温度系数热敏电阻器上并保证热敏电阻器正常工作的最大直流电压。

NTC的最大电压：在规定的环境温度下，不使负温度系数热敏电阻器引起热失控所允许连续施加的最大直流电压。

10）电阻比（对PTC）。正温度系数热敏电阻器对应于两个不同温度下零功率电阻的比值。

11）B值（对NTC）。负温度系数热敏电阻器在两个不同温度下零功率电阻值的自然对数之差与这两个温度的倒数之差的比值称为B值。B值是负温度系数热敏电阻器的热敏指数。

12）热电偶（Thermal Couple）。两种金属丝构成闭合回路，当两个接点温度不同时产生热电动势，利用电动势检测温度的元件称为热电偶。

（3）正温度系数（PTC）热敏电阻器。

根据机械行业标准JB/T 9474-2015《正温度系数热敏电阻器》的规定，正温度系数热敏电阻器的产品型号由下列5部分组成：第一部分为主称（用汉语拼音字母M表示）；第二部分为类别（用汉语拼音字母Z表示）；第三部分为用途（用数字表示）；第四部分为序号（用数字表示，由厂家自行规定）；第五部分为区别代号（用字母表示，由厂家自行规定）。表3.1-14列出了正温度系数热敏电阻器型号前三部分的符号和意义。

表3.1-14　正温度系数热敏电阻器型号命名表

备注：此表只给出了型号命名前三部分的规定，第四、五部分由生产厂家自行规定。

（4）负温度系数（NTC）热敏电阻器。

根据机械行业标准JB/T 9477-2015《负温度系数热敏电阻器》的规定，负温度系数热敏电阻器的产品型号由下列五部分组成：第一部分为主称（用汉语拼音字母M表示）；第二部分为类别（用汉语拼音字母F表示）；第三部分为用途（用数字表示）；第四部分为序号（用数字表示）。表3.1-15列出了负温度系数热敏电阻器型号各部分的符号和意义。

表3.1-15　负温度系数热敏电阻器型号命名表

（5）选用。

热敏电阻器主要对电路进行自动控制、物理量检测与控制、温度补偿等。因此，与固定电阻器相比，热敏电阻器的选用要求要高得多。

选择热敏电阻器时，必须依据电路的特性、工作电压、温度控制范围等来选择合适的热敏电阻器。

1）外观。热敏电阻器的外观、涂覆层应符合产品标准的要求，无可见损伤，标志应字迹清楚。

2）正温度系数热敏电阻器。正温度系数热敏电阻器的标称零功率电阻值应从表3.1-2规定的系列数系表中选取，允许误差从下列数值中选取：±30%，±20%，±10%，±5%，±2%，±1%，±0.5%。

正温度系数热敏电阻器的开关温度（单位为℃）应从下列数值中选取：-80，-60，-40，-20，0，20，40，60，80，100，120，140，160，180，200，220，240，260，280，300，320，340，360。

正温度系数热敏电阻器的额定工作电压（单位为V）应从下列数值中选取：10，16，25，32，40，50，63，100，125，160，220，250，300，400。

3）负温度系数热敏电阻器。负温度系数热敏电阻器的标称零功率电阻值也应从表3.1-2规定的系列数系表中选取，允许误差从下列数值中选取：±30%，±20%，±10%，±5%，±2%，±1%，±0.5%，±0.3%，±0.2%。

负温度系数热敏电阻器的工作温度（单位为℃）范围应由下限温度和上限温度确定。下限温度应从下列数系中优先选取：-90，-80，-65，-55，-50，-40，-25，-10，0，25，50，100，125，150；上限温度应从下列数系优先选取：50，85，100，125，150，180，200，250，300，315。

负温度系数热敏电阻器的B值一般选取25℃和85℃时的零功率电阻值计算，也可根据量程需要选取25℃和50℃或其他温度计算，计算结果应符合产品标准规定的要求。B值应在规定的允许偏差内，允许偏差值应从以下数值中选取：零功率电阻值允许偏差在±2%以内时，B值允许偏差不超过±1%；零功率电阻值允许偏差在±2%以外时，B值允许偏差不超过±2%或±5%。

（6）检测和替换。

要对热敏电阻器的性能进行检测，需要借助专业测试工具在特殊测试环境及电路中对热敏电阻器的各项参数进行检测。

在测试精度要求不高的场合，可使用数字万用表对热敏电阻器进行初步检测。

先用数字万用表检测热敏电阻器的标称零功率电阻值。在室温下（25℃左右）测量热敏电阻器的电阻值与标称零功率电阻值进行对比，正常应该相差不多；若差值较大，则说明其性能不良或损坏。

再用数字万用表检测热敏电阻器的热敏特性。将量程开关置于电阻量程400Ω挡，用表笔接触热敏电阻器的两个引脚。在测量其阻值的同时，用手捏住热敏电阻器（如果要求环境温度变化较高，可用光源、加热器等加热热敏电阻器），如果受热后阻值变化明显，则说明热敏特性良好；如果变化很小或没有变化，则说明其热敏特性不良。如果随着温度升高阻值上升，则其为正温度系数热敏电阻器；如果温度上升时阻值下降，则其为负温度系数热敏电阻器。在检测过程中，不要使热源与热敏电阻器靠得过近或直接接触热敏电阻器，以防将热敏电阻器烧坏。

热敏电阻器损坏后，应选用相同型号、相同参数的热敏电阻器进行替换，如果没有相同型号、相同参数的热敏电阻器，也可选用性能参数接近的热敏电阻器进行替换。

2.光敏电阻器（Photo Resistor）

图3.1-20　光敏电阻器

如图3.1-20所示，光敏电阻器是利用半导体的光电效应制成的一种阻值随入射光的强弱而改变的半导体电阻器。光敏电阻器的特点是：当入射光线增强时，其阻值会明显减小；当入射光线减弱时，其阻值会显著增大。

（1）分类。

根据波长范围的不同，光敏电阻器可分为紫外光光敏电阻器、可见光光敏电阻器和红外光光敏电阻器。紫外光光敏电阻器是响应峰值波长在紫外光范围内的光敏电阻器；可见光光敏电阻器是响应峰值波长在可见光范围内的光敏电阻器；红外光光敏电阻器是响应峰值波长在红外光范围内的光敏电阻器。

根据材料的不同，光敏电阻器可分为硒光敏电阻器、硫化镉光敏电阻器、硒化镉光敏电阻器、硫化锌光敏电阻器、硫硒化镉光敏电阻器、硫化铅光敏电阻器、锑化铅光敏电阻器、碲镉汞光敏电阻器等。

（2）性能参数。

1）最高工作电压。在额定功耗下，在暗态（照度为0lx）时，光敏电阻器所允许承受的最高电压。可见光光敏电阻器的最大工作电压应在50～500V范围内。

2）暗电阻。光敏电阻器在照度为0lx时的阻值。光敏电阻器的暗电阻阻值应在0.1～20MΩ范围内。

3）亮电阻。光敏电阻器受到光照时的阻值。可见光光敏电阻器的亮电阻阻值系列应符合表3.1-16的规定。

表3.1-16　亮电阻阻值系列

4）暗电流。在规定的外加电压作用下，照度为0lx时流过光敏电阻器的电流。

5）亮电流。在规定的外加电压作用下，受到光照时流过光敏电阻器的电流。

6）光电流。光敏电阻器的亮电流与暗电流之差。

7）阻值比。光敏电阻器的暗电阻与亮电阻之比。

8）电阻灵敏度。光敏电阻器的暗电阻同亮电阻之差与暗电阻之比。

9）电流灵敏度。光敏电阻器光电流与照射到其上的光通量之比，也称为光电灵敏度或积分灵敏度。

10）光谱灵敏度。用等能量的各种单色光照射光敏电阻器时得到相应的灵敏度系列。

11）光阈值。光敏电阻器的亮电流与其噪声电流相等时的最小入射光通量。

12）光谱特性。光敏电阻器相对光谱灵敏度与波长的关系曲线，也称为光谱响应。

13）光谱响应范围。光敏电阻器光谱响应曲线上对光具有一定敏感程度的光谱区间，也称为波长响应范围。

14）响应峰值波长。光敏电阻器光谱响应曲线上最大灵敏度处的波长值。光敏电阻器的峰值波长应在产品标准所规定的允许偏差之内。

15）前历效应。上一次照射强度或黑暗状态及持续时间对光敏电阻器特性参数的影响，也称为记忆效应。

16）响应时间。光敏电阻器从接受或切断稳态照明的瞬间开始，至亮电流值变化到稳态值的规定比例所需要的时间。可见光光敏电阻器的上升时间应不大于30ms，下降时间应不大于40ms。

17）上升时间。光敏电阻器从接受稳态照明的瞬间开始，至亮电流值上升到稳态值的规定比例所需要的时间。

18）下降时间。光敏电阻器从切断稳态照明的瞬间开始，至亮电流值下降到稳态值的规定比例所需要的时间。

19）频率特性。光敏电阻器亮电流或亮电阻随照射光调制频率（单位时间亮暗变换次数）变化的关系。

20）电阻温度系数。在一定光照下，温度每变化1℃，光敏电阻器亮电阻的相对变化率。

21）电流温度系数。在一定光照下，温度每变化1℃，光敏电阻器亮电流的相对变化率。

22）额定功率。在规定条件下，光敏电阻器长期连续正常工作所允许耗散的最大功率。可见光光敏电阻器的额定功率（单位为m W）应从下列数值中选取：5，10，20，50，100，200，500，1000。

23）噪声电压。在无光辐射条件下，光敏电阻器本身所具有的、无规则的信号输出电压。红外光光敏电阻器的噪声电压应不大于15μV。

24）比探测率。光敏电阻器在具有单位面积、放大器的带宽为1Hz的条件下，单位功率的辐射所获得的信号与噪声之比。红外光光敏电阻器的比探测率应不小于5×108 cm·Hz1/2/W。

25）电压灵敏度。光敏电阻器输出电压与入射的光辐射照度之比。红外光光敏电阻器的电压灵敏度应不大于1×103 V/W。

26）波长范围。光敏电阻器的波长范围应符合表表3.1-17的规定。

表3.1-17　光敏电阻器的波长范围

（3）选用。

光敏电阻器是传感器类电子元器件，一般用于光的测量、光的控制和光电转换。在电路中，利用这个特性可判断白天黑夜、光照强弱或连续测定光线的变化情况。

光敏电阻器外壳表面和引线镀层应平整、光亮、无起皮脱落等现象；窗口材料应平整，无气泡、斑点及裂纹。

选用光敏电阻器时应先明确电路对光敏电阻器的光谱特性要求，以便确定是选择可见光光敏电阻器、紫外光光敏电阻器还是红外光光敏电阻器。

各类光电自动控制电路、家用电器及测量仪表中，都会用到光敏电阻器。可见光光敏电阻器主要用于各类自动控制电子产品之中，如自动照明控制系统、照相机的自动曝光控制系统、光电自动报警器系统等；紫外光光敏电阻器主要用于紫外线探测仪器之中；红外光光敏电阻器主要用于天文、军事领域的自动控制系统中。

选用光敏电阻器时，还要注意其亮阻和暗阻的范围，这两项参数的选择关系到控制电路能否正常工作。

（4）检测和替换。

要对光敏电阻器的性能进行检测，需要借助专业测试工具在特殊测试环境及电路中对光敏电阻器的各项参数进行检测。

在测试精度要求不高的场合，可使用数字万用表和照明工具对光敏电阻器进行初步检测。

将万用表置于欧姆挡，红、黑表笔分别接光敏电阻器的两端引脚测量其阻值。在正常情况下，光敏电阻器应有一个固定阻值，改变照射在光敏电阻上的光强时，万用表的读数随光强的变化而变化，表明光敏电阻器正常；若光强变化而阻值不变，表明光敏电阻器已损坏。

光敏电阻器损坏后，应选用相同型号、相同参数的光敏电阻器进行替换，如果没有相同型号、相同参数的光敏电阻器，也可选用性能参数接近的光敏电阻器进行替换。

3.压敏电阻器（Varistor）

在一定温度下，电阻值随电压的增加而急速减小的敏感电阻器称为压敏电阻器。压敏电阻器是利用半导体材料的非线性特性制成的，当压敏电阻器两端施加的电压达到压敏电压时，压敏电阻器的阻值就会急剧变小。

压敏电阻器的结构就像两个特性一致的背靠背连接的稳压管，属于非线性电阻。当电阻器两端电压在标称值以内时，其阻值为无穷大，处于高阻状态；当外加电压略大于标称值时，其阻值迅速下降，处于导通状态，工作电流增加几个数量级；当外加电压回落到标称值以下时，又处于高阻状态。

如图3.1-21所示，压敏电阻器上标注10D102K。10D表示其直径为10mm，102表示其临界电压（在1m A测试下的压敏击穿电压）为10×102=1000V，K表示其允许偏差为±10%。

（1）分类。

根据材料的不同，压敏电阻器可分为碳化硅压敏电阻器、氧化锌压敏电阻器、硅压敏电阻器、锗压敏电阻器等。

图3.1-21　压敏电阻器

根据结构的不同，压敏电阻器可分为体型压敏电阻器、结型压敏电阻器和膜状压敏电阻器。伏安特性的非线性主要由电阻体本身的半导体性质所形成的称为体型压敏电阻器；伏安特性的非线性主要由电阻体与金属电极间的非欧姆接触所形成的称为结型压敏电阻器；电阻体为膜状的称为膜状压敏电阻器。

根据伏安特性的不同，压敏电阻器可分为对称型压敏电阻器和非对称型压敏电阻器。对称型压敏电阻器的正、反方向伏安特性相同；非对称型压敏电阻器的正、反方向伏安特性不同。

根据用途的不同，压敏电阻器可分为过电压保护型、高能型、高频型、防雷型、消噪型、高温型、指示型、组合型、多功能型等。

（2）性能参数。

1）零功率电流。在规定环境条件下测量压敏电阻器时，所消耗的平均功率足够低，由发热引起的端压降峰值的变化可以忽略不计的峰值电流。

2）零功率电压。与零功率电流相对的端压降峰值。

3）静态电阻。压敏电阻器伏安特性曲线上某指定点所对应的电压与电流的比值。

4）动态电阻。压敏电阻器伏安特性曲线上某指定点切线的斜率。

5）电流指数β。在给定的外加电压作用下，压敏电阻器伏安特性曲线上某点的动态电阻与静态电阻的比值。电流指数β总是小于1。

6）电压指数γ。在给定的外加电压作用下，压敏电阻器伏安特性曲线上某点的静态电阻与动态电阻的比值。电压指数γ总是大于1。

7）压敏电压。在规定的温度和直流电流下，压敏电阻器两端的电压值。

8）标称压敏电压。压敏电阻器的设计电压，通常标识在其外壳上。

9）最大连续直流电压。在环境温度25℃时，可以施加在元件上连续工作的最大直流电压（纹波小于5%）。

10）最大连续交流电压。在环境温度25℃时，可以施加在元件上连续工作的波形基本上是正弦波（总谐波畸变小于5%）的最大交流电压有效值。

11）最大峰值电流。在环境温度25℃时，对于规定的脉冲次数而言，压敏电阻器中允许通过的每个脉冲的最大电流值。

12）标称电流。压敏电阻器的设计电流。

13）漏电流。在环境温度25℃或其他规定的温度下，施加最大连续直流电压时，压敏电阻器中流过的电流值。

14）绝缘电压。在连续工作条件下，允许加到压敏电阻器引出端与任何导电安装面之间的最大峰值电压。

15）绝缘电阻。压敏电阻器引出端与任何导电安装面之间的直流电阻值。

16）电压温度系数。在规定的温度范围内，当压敏电阻器温度每变化1℃时，压敏电压的相对变化率。

17）电压变化率。压敏电阻器试验前后，压敏电压的相对变化率。

18）对称度。在规定环境条件下，先后给压敏电阻器通过正、反向等量电流时，其端压降的相对变化率。

19）脉冲电流寿命。在规定环境条件下，给压敏电阻器施加规定的连续等间隔的脉冲电流波，压敏电阻器仍能保持正常工作所能经受脉冲波的最大次数。

20）能量寿命。在规定环境条件下，给高能压敏电阻器施加规定的等间隔等能量的矩形脉冲电流波，压敏电阻器仍能保持正常工作所能经受矩形脉冲电流波的最大次数。

21）前历效应。上一次电作用对压敏电阻器某一特性参数的影响。

22）额定功率。压敏电阻器在（85±2）℃的环境温度下，连续施加工频电压1000h的最大平均功率。

（3）选用。

压敏电阻器价格低廉，体积小，具有工作电压范围宽、对过压脉冲响应快、耐冲击电流能力强、漏电电流小、电阻温度系数小等特点，是一种理想的保护元件，广泛地应用在各种电子产品中，用于构成过压保护电路、消噪电路、消火花电路、防雷击保护电路、浪涌电压吸收电路。

选用压敏电阻器时要根据电路的要求合理选择其标称电压、最大连续工作电压、最大限制电压等参数。

压敏电阻器的标称电压值应是外加于压敏电阻器两端最大电压的2～2.5倍，确保电压波动最大时，连续工作电压不超过其最大允许值。

（4）检测和替换。

要对压敏电阻器的性能进行检测，需要借助专业测试工具在特殊测试环境及电路中对压敏电阻器的各项参数进行检测。

在测试精度要求不高的场合，可使用数字万用表和直流稳压电源对压敏电阻器进行初步检测。

1）检测压敏电阻器的绝缘性能。将万用表置于电阻量程4kΩ挡，测量压敏电阻器两引脚间的正、反向绝缘电阻，如果都是无穷大，则压敏电阻器绝缘性能良好；如果测量的结果不是无穷大，说明有漏电流，压敏电阻器品质不良；如果测量的结果很小或为零，说明压敏电阻器已损坏。

2）检测压敏电阻器的临界电压。检测压敏电阻器的临界电压时，先要识别压敏电阻器的标称参数，为检测和搭建电路做好准备。

比如要检测标注着07D180K的压敏电阻器的临界电压，可搭建如图3.1-22所示的测试电路。通过标识读出该压敏电阻器临界电压为18V，可选择最大输出20V的直流稳压电源，万用表置于量程40V挡。从零开始逐步增大电源电压，观察万用表的电压变化：当电源电压小于18V时，万用表显示的电压如果等于电源电压，说明压敏电阻器正常；当电源电压大于18V时，如果万用表电压降为零，熔断器熔断，说明压敏电阻器正常；如果电源电压大于18V时，万用表电压较大，说明压敏电阻器损坏。

压敏电阻器损坏后，应选用相同型号、相同参数的压敏电阻器进行替换，如果没有相同型号、相同参数的压敏电阻器，也可选用性能参数接近的压敏电阻器进行替换。

图3.1-22　检测压敏电阻器电路

图3.1-23　湿敏电阻器

4.湿敏电阻器（Humidity Sensitive Resistor）

如图3.1-23所示，湿敏电阻器是阻值随环境湿度变化明显变化的敏感电阻器。

（1）分类。

按照是否与水分子有亲和力，湿敏电阻器可分为水分子亲和力型湿敏电阻器和非水分子亲和力型湿敏电阻器。水汽是一种强极性电介质，它与电子具有很大的亲和力。利用水分子这一特性制成的湿度传感器称为水分子亲和力型湿敏电阻器，这种器件将湿度的变化转换为阻值的变化并输出。与水分子亲和力无关的湿度传感器称为非水分子亲和力型湿敏电阻器。

按照阻值与湿度的关系的不同，湿敏电阻器可分为正特性电阻式湿敏元件和负特性电阻式湿敏元件。正特性电阻式湿敏元件的阻值随湿度增加而增大；负特性电阻式湿敏元件的阻值随湿度增加而减少。

按照测量对象的不同，湿敏电阻器可分为绝对湿度敏感电阻器、相对湿度敏感电阻器、露点湿敏电阻器、结露湿敏电阻器等。

按照制作工艺的不同，湿敏电阻器可分为烧结型、涂覆膜型、薄膜型、厚膜型等。

（2）性能参数。

1）湿度。表示空气中水分子含量的物理量。可用绝对湿度、相对湿度、露点等表示。

2）绝对湿度。单位体积空气中所包含的水蒸气质量。一般用1m3空气中所含水蒸气的克数来表示。

3）相对湿度。空气中实际所含水蒸气密度和同温度下饱和水蒸气密度的百分比，也就是实际水蒸气压强和同温度下饱和水蒸气压强的百分比。

4）露点。在气压不变的情况下，为了使其所含水蒸气达到饱和状态时所必须冷却到的温度叫做露点或露点温度。

5）结露。当物体表面温度低于环境空气的露点温度时，水蒸气在物体表面上冷凝的现象称为结露或凝露。

6）吸湿。水蒸气分子进入或附着于敏感体的过程。

7）脱湿。水蒸气分子离开敏感体的过程。

8）全量程湿度。0～100%的相对湿度。

9）湿度量程。湿敏元器件技术规范规定的感湿范围。

10）湿度特性。湿敏元器件电参量随湿度变化的关系。

11）开关特性。湿敏元器件电参量在湿度达到某一值时所发生的跃变特性。

12）升湿特性曲线。湿度由低到高改变时，湿敏元器件的湿度特性曲线。

13）降湿特性曲线。湿度由高到低改变时，湿敏元器件的湿度特性曲线。

14）灵敏度。在温度恒定的条件下，相对湿度改变1%时，湿敏元器件电参量的变化值。

15）湿滞效应。湿敏元器件升湿和降湿时，在同一湿度下电参量的不一致现象。

16）热滞效应。在一定湿度下，湿敏元器件从一个环境温度移入另一个环境温度时，电参数的滞后现象。

17）热滞时间。在一定湿度下，湿敏元器件从一个环境温度移入另一个环境温度时，电参数达到平衡所需的时间。

18）响应时间。在一定温度下，当相对湿度发生定量跃变时，湿敏元器件的电参量达到稳态变化量的规定比例所需要的时间。

19）抗露。湿度特性不受湿敏体表面结露影响的能力。

20）线性度。湿敏特性曲线与最佳拟合直线的最大偏差。

21）分辨率。湿敏元器件检测湿度最小变化的能力。

22）温度系数。当环境湿度恒定时，温度每变化1℃，引起元件指示湿度的变化量。

23）耐热温度。湿敏元器件在非工作状态能经受的最高温度。

24）额定电流。湿敏元器件长期连续正常工作所允许通过的最大电流。

25）额定电压。湿敏元器件长期连续正常工作允许施加的最大电压。

（3）选用。

常用的湿敏电阻器有硅湿敏电阻器、碳膜湿敏电阻器、陶瓷湿敏电阻器、磺酸锂湿敏电阻器、氯化锂湿敏电阻器、陶瓷湿敏电阻器等。这些湿敏电阻器的特性各不相同，在工业、农业、气象、医疗、航空航天等行业的湿度测量和自动控制中都有着广泛的应用。

选用湿敏电阻器时，要根据使用场合以及要求确定湿敏电阻器的精度、湿度系数、响应度、湿度量程等参数。

碳膜湿敏电阻器的响应时间短、变化范围小，适用于摄影机、气象设备的湿度检测电路；氯化锂湿敏电阻器的湿度检测范围宽，适用于仓库、洗衣机的湿度检测电路；MSC-1、MSC-2型湿敏电阻器则多用于空调器、加湿器中。

为确保湿敏电阻器的测量精度，使用过程中要定期加热和清洗、避免阳光直射，必要时还要对湿敏电阻器进行温度补偿。

（4）检测和替换。

要对湿敏电阻器的性能进行检测，需要借助专业测试工具在特殊测试环境及电路中对湿敏电阻器的各项参数进行检测。

在测试精度要求不高的场合，可使用数字万用表对湿敏电阻器进行初步检测。

根据湿敏电阻器的阻值将数字万用表置于电阻量程合适的挡位（一般可选择4kΩ挡），测量湿敏电阻器两引脚间的阻值，正常应有一个确定的值，此为环境湿度下的阻值；如果测量值基本为零或无穷大，则说明湿敏电阻器损坏，然后再检测其湿敏特性。

对着湿敏电阻器表面哈气以增加其周围的湿度，此时如果数字万用表的读数有所变化，停止哈气后，读数如果能够回复到原来的数值，说明湿敏电阻器性能良好；否则说明湿敏电阻器损坏。

湿敏电阻器损坏后，应选用相同型号、相同参数的湿敏电阻器进行替换，如果没有相同型号、相同参数的湿敏电阻器，也可选用性能参数接近的湿敏电阻器进行替换。

5.气敏电阻器（Gas Sensitive Resistor）

如图3.1-24所示，气敏电阻器是利用半导体材料吸收某种气体后电导率发生变化的现象而制成的一种特殊电阻器，它的阻值随环境气体种类或浓度变化而变化。

图3.1-24　气敏电阻器

（1）分类。

气敏电阻器的主要制作材料为二氧化锡和二氧化锌，可分为N型气敏电阻器和P型气敏电阻器。N型气敏电阻器的主要应用领域包括甲烷、一氧化碳、天然气、煤气、液化石油气、乙炔、氢气等气体的检测，当电阻器检测到上述气体时，其阻值会减小。P型气敏电阻器则主要用于氧气、氯气、二氧化碳等气体的检测，当电阻器检测到上述气体时，其阻值也会减小。

按照结构的不同，气敏电阻器可分为烧结型、薄膜型、厚膜型、混合型等。

（2）性能参数。

1）标定气体中电压。在工作条件下，在标定气体中负载电阻两端的电压。

2）标定气体中电流。在工作条件下，在标定气体中通过负载电阻上的电流。

3）清洁空气中电压。在规定工作条件下，元件在清洁空气中负载电阻两端的电压。

4）清洁空气中电流。在规定工作条件下，元件在清洁空气中通过负载电阻上的电流。

5）清洁空气中电阻。在规定工作条件下，元件在清洁空气中的稳态电阻。

6）检测气体中电阻。在规定工作条件下，元件在规定浓度检测气体中的稳态电阻。

7）特征浓度电阻比。在规定工作条件下，元件对同一检测气体、两种不同特征浓度下的稳态电阻之比。

8）灵敏度。在规定工作条件下，气敏电阻器在清洁空气中的稳态阻值与在规定浓度检测气体中的稳态阻值之比。

9）气体分辨率。在规定工作条件下，元件在干扰气体中的稳态阻值与在规定浓度的检测气体中的稳态阻值之比。

10）灵敏度时间特性。气敏元器件连续工作时，灵敏度随时间变化的特性。

11）初期稳定时间。气敏元器件经一定时间不通电放置后，再通电工作，阻值达到稳定时所需要的时间。

12）响应时间。在最佳工作条件下，气敏元器件接触待测气体后，负载电阻的电压（电流）变化到规定值所需要的时间。

13）恢复时间。在最佳工作条件下，气敏元器件脱离被测气体后，负载电阻上的电压（电流）恢复到规定值所需要的时间。

14）最佳工作条件。根据气敏元器件稳定性、灵敏度、响应时间与恢复时间等参数所选定的最佳测量电压、加热电压及负载电阻等条件。

15）标定气体。按规定的配气法配成标定浓度的气体。

16）清洁空气。气体成分及飘尘符合规定的环境空气。

（3）选用。

为了生产、生活更加安全和便捷，人们经常会利用气敏电阻器对各种气体进行检测和控制。如化工生产中气体成分的检测、煤矿瓦斯浓度的检测、煤气泄漏的检测、火灾检测和酒驾检测等。

选用气敏电阻器时，要根据使用场合以及要求确定气敏电阻器的测量精度、气体浓度范围、标称阻值等参数。

还原性气敏电阻器可用于酒精测试仪、煤气报警器、一氧化碳检测器、甲烷检测器中进行相关气体浓度的检测；二氧化钛气敏电阻器可用于汽车尾气测量仪、有毒气体检测仪中进行相关气体浓度的检测。

（4）检测和替换。

气敏电阻器大多涉及可燃性或有毒气体，要对气敏电阻器的性能进行检测，需要借助专业测试工具在特殊测试环境及电路中对气敏电阻器的各项参数进行检测。

结合专门的检测电路，万用表只能粗略检测气敏电阻器是否损坏。检测时，应根据气敏电阻器的具体类型改变其周围可测气体的浓度，如果电路中的电参数发生变化，表明气敏电阻器正常；若气体的浓度变化而电参数不变，则表明气敏电阻器已损坏。

气敏电阻器损坏后，应选用相同型号、相同参数的气敏电阻器进行替换，如果没有相同型号、相同参数的气敏电阻器，也可选用性能参数接近的气敏电阻器进行替换。