热敏温度传感器基本特性与应用

汪亮+刘洋+彭庶修

摘要：对于以培养应用技术型人才为目标的独立学院，应当高度重视实验课程的教学和建设。为提高实验课程的教学质量，培养学生的动手能力、分析和解决问题的能力，笔者开发了一系列综合性和设计性温度传感器实验，拓展了学生的知识面，提高了学生的实验能力，起到了良好的教学效果，研究成果对于同类型的独立学院物理实验课程改革具有一定的借鉴作用。

关键词：温度传感器；热敏电阻；集成电路型温度传感器

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2017）02-0194-02

一、温度传感器的基本特性

1.热敏电阻温度传感器的基本特性。热敏电阻是指对温度敏感的半导体材料制成的电阻，一般按温度系数分为：负温度系数热敏电阻（NTC）、正温度系数热敏电阻（PTC）和临界温度系数热敏电阻（CTR）。NTC热敏电阻生产最早、最成熟、使用范围也广，最常见的是由金属氧化物组成的，如：锰、钴、铁、镍、铜等两三种的氧化物混合烧结而成。热敏电阻可以根据使用要求封装加工成各种形状的探头。

二、温度传感器的温度特性测试

三、温度传感器的应用电路

下面介绍两个温度传感器应用实验的内容。

1.热敏电阻的应用——电子温控开关。电子温控开关电路见图4。它是由三只三极管组成的直接耦合电路。当环境温度在设定温度以下时，三极管VT1导通，VT2也导通。它的集电极电压在0.3V以下，因此三极管VT3截止，LED不亮，相当于开关断开。如果环境温度上升，热敏电阻的电阻值随之减小，这样三极管VT1的基极电压就会升高，由于VT1是PNP型三极管，所以三极管VT1截止，三极管VT2的基极得不到工作电流也将截止，它的集电极电压升高，使三极管VT3饱和导通，这时LED点亮，相当于开关接通。

2.电压型集成温度传感器LM35的应用——数显温度计。以FB716-Ⅰ装置中已有的LM35温度传感器为例介绍，见图5。

在测试好LM35传感器温度特性、作温度与输出电压的关系曲线、拟合出线性方程，可知其温度系数为10mV/℃左右。以此知识为背景可设计出，以其为核心器件的、用数字万用表200mV挡为显示部分的电子温度表（此举是尽量使用实验箱中的器材）。如此安排实验，扩充了原有实验装置的实验功能，作为的一个设计性实验开出就完整了。

四、结束语

当前工科专业的物理实验课程教学，均存在少学时与少课时（一项实验只有2课时）的问题，导致学生可操作的实验内容偏少，这个问题该如何应对？笔者认为除了积极争取实验学时之外，挖掘实验教学本身的潜力，也是一种可行的办法，结合理工类各专业的培养目标和专业特色，利用各类传感器的物理原理，将它们的应用引进到物理实验教学中来，是物理实验教学改革的一项不错的举措。

参考文献：

[1]杭州精科仪器有限公司.FB716-Ⅰ物理设计性（热学）实验装置实验讲义[Z].

[2]张萍，侯晨霞，宋金瑶.综合设计性实验教学的研究与探讨[J].实验技术与管理，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