熱敏溫度傳感器基本特性與應用

汪亮+劉洋+彭庶修

摘要：對于以培養應用技術型人才為目標的獨立學院，應當高度重視實驗課程的教學和建設。為提高實驗課程的教學質量，培養學生的動手能力、分析和解決問題的能力，筆者開發了一系列綜合性和設計性溫度傳感器實驗，拓展了學生的知識面，提高了學生的實驗能力，起到了良好的教學效果，研究成果對于同類型的獨立學院物理實驗課程改革具有一定的借鑒作用。

關鍵詞：溫度傳感器；熱敏電阻；集成電路型溫度傳感器

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2017）02-0194-02

一、溫度傳感器的基本特性

1.熱敏電阻溫度傳感器的基本特性。熱敏電阻是指對溫度敏感的半導體材料制成的電阻，一般按溫度系數分為：負溫度系數熱敏電阻（NTC）、正溫度系數熱敏電阻（PTC）和臨界溫度系數熱敏電阻（CTR）。NTC熱敏電阻生產最早、最成熟、使用范圍也廣，最常見的是由金屬氧化物組成的，如：錳、鈷、鐵、鎳、銅等兩三種的氧化物混合燒結而成。熱敏電阻可以根據使用要求封裝加工成各種形狀的探頭。

二、溫度傳感器的溫度特性測試

三、溫度傳感器的應用電路

下面介紹兩個溫度傳感器應用實驗的內容。

1.熱敏電阻的應用——電子溫控開關。電子溫控開關電路見圖4。它是由三只三極管組成的直接耦合電路。當環境溫度在設定溫度以下時，三極管VT1導通，VT2也導通。它的集電極電壓在0.3V以下，因此三極管VT3截止，LED不亮，相當于開關斷開。如果環境溫度上升，熱敏電阻的電阻值隨之減小，這樣三極管VT1的基極電壓就會升高，由于VT1是PNP型三極管，所以三極管VT1截止，三極管VT2的基極得不到工作電流也將截止，它的集電極電壓升高，使三極管VT3飽和導通，這時LED點亮，相當于開關接通。

2.電壓型集成溫度傳感器LM35的應用——數顯溫度計。以FB716-Ⅰ裝置中已有的LM35溫度傳感器為例介紹，見圖5。

在測試好LM35傳感器溫度特性、作溫度與輸出電壓的關系曲線、擬合出線性方程，可知其溫度系數為10mV/℃左右。以此知識為背景可設計出，以其為核心器件的、用數字萬用表200mV擋為顯示部分的電子溫度表（此舉是盡量使用實驗箱中的器材）。如此安排實驗，擴充了原有實驗裝置的實驗功能，作為的一個設計性實驗開出就完整了。

四、結束語

當前工科專業的物理實驗課程教學，均存在少學時與少課時（一項實驗只有2課時）的問題，導致學生可操作的實驗內容偏少，這個問題該如何應對？筆者認為除了積極爭取實驗學時之外，挖掘實驗教學本身的潛力，也是一種可行的辦法，結合理工類各專業的培養目標和專業特色，利用各類傳感器的物理原理，將它們的應用引進到物理實驗教學中來，是物理實驗教學改革的一項不錯的舉措。

參考文獻：

[1]杭州精科儀器有限公司.FB716-Ⅰ物理設計性（熱學）實驗裝置實驗講義[Z].

[2]張萍，侯晨霞，宋金瑤.綜合設計性實驗教學的研究與探討[J].實驗技術與管理，2011，28（8）：157-159.

The Fundamental Properties and Application of Thermosensitive Temperature Sensor

WANG Liang，LIU Yang，PENG Shu-xiu

（The Physics Experiment Center of Zhuhai College of Jilin University，Zhuhai，Guangdong 519041，China）

Abstract：As the goal of developing the talents of application technology，the independent colleges should attach great importance to the construction of experiment curriculum and teaching. To improve the quality of experiment teaching and develop the handling ability，analyzing and solving problem skills of the students，the author developed a series of comprehensive and designable temperature sensor experiments to expand the students' knowledge and improve students' experimental ability. These experiments played a good teaching effect. The results of the research have some reference for the curriculum reform of Physics experiment in the same type of independent colleges.

Key words：temperature sensor；thermosensitive resistence；IC temperature sensor