专题七 热敏电阻传感器（讲义） 山东省（春季高考）《传感器及应用》（高教版）考纲讲练测

编写说明：本套资料严格依据山东省（春季高考）电子技术类专业考试标准（知识模块 传感器应用技术）及《传感器及应用》编写，围绕“考点解读—思维导图—知识梳理—背诵—常考题—高考模拟—课堂练习—课堂小结”组织内容。题目范围不超出考纲，讲解突出中职学生的识记、辨析、计算和综合应用能力。 山东省电子技术类 《传感器及应用》考纲讲练测 专题七 热敏电阻传感器 讲义 [环节1 考点解读] 一、考纲再现 掌握热电阻传感器的分类及热敏电阻的基本概念。 能辨析NTC、PTC、CTR的阻温特性和典型应用。 能说明温差测量、温度补偿和工业控制中的基本测量电路。 二、微目标拆解 能根据温度变化判断热敏电阻阻值变化趋势。 能在温差测量、补偿和过热保护情境中选择合适类型并解释信号链。 三、考情提示 常以类型辨析、阻值趋势、分压/桥式电路和应用场景命题。 易错点是混淆热电阻与热敏电阻、把NTC和PTC变化方向记反、忽略CTR的突变特性。 [环节2 思维导图] [环节3 知识梳理] 知识点1 热电阻传感器的分类与结构 【知识再现】利用电阻随温度变化特性制成的传感器叫热电阻传感器，按材料性质可分为金属热电阻和半导体热电阻，后者通常称为热敏电阻。 【讲解】金属热电阻和半导体热敏电阻都把温度变化转换为电阻变化，但材料、阻温特性和应用范围不同。热敏电阻可封装成珠状、片状、杆状等探头。 图7-1 热敏电阻的典型特性 【易错提醒】【易错提醒】热电阻是传感器类别名称；热敏电阻是半导体热电阻，不能把二者简单当作同义词。 要点：金属热电阻 要点：半导体热敏电阻 要点：电阻—温度转换 1. 热电阻传感器按材料性质可分为哪两类？ 【答案】金属热电阻和半导体热电阻（热敏电阻）。 【解析】教材按电阻材料性质分类，半导体类通常称热敏电阻。 2. 热敏电阻探头为什么可以制成珠状、片状或杆状？ 【答案】通过不同封装形式适应安装空间、响应速度和环境防护要求。 【解析】封装改变外形和防护方式，但基本转换原理仍是阻值随温度变化。 知识点2 NTC、PTC与CTR特性 【知识再现】热敏电阻按温度系数可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）。 【讲解】NTC温度升高时阻值减小，适合连续测温和温度补偿；PTC温度升高时阻值增大，可用于限流、启动和保护；CTR在临界温度附近阻值急剧变化，具有开关特性。 【易错提醒】【易错提醒】PTC不是“温度升高阻值变小”；CTR的关键不是方向，而是在临界温度附近发生突变。 要点：NTC：负温度系数 要点：PTC：正温度系数 要点：CTR：临界温度突变 3. 某热敏电阻温度升高时阻值下降，它属于哪一类？ 【答案】NTC热敏电阻。 【解析】NTC表示负温度系数，温度与阻值反向变化。 4. 为什么CTR可用于热保护开关？ 【答案】达到临界温度后阻值会急剧变化，使电路电流或电压状态突变，从而触发开关动作。 【解析】CTR的临界温度突变特性适合阈值控制，而非普通线性测温。 知识点3 温差测量与温度补偿 【知识再现】热敏电阻温差测量常选用特性相同的两只热敏电阻接入桥路；负温度系数热敏电阻可与金属电阻配合，用于抵消温度变化造成的误差。 【讲解】两测温点温度不同时，两桥路输出产生差值，指示仪表显示温差。补偿电路利用元件温度特性相反的变化，使总输出的温漂减小。 图7-2 双桥温差测量电路 图7-3 温度补偿电路 【易错提醒】【易错提醒】温差测量要求两只热敏电阻特性相同；温度补偿的目标是减小漂移，不是把温度信号放大。 要点：双热敏电阻桥路 要点：特性相同 要点：NTC抵消正温度系数漂移 5. 温差测量为什么要选用特性相同的两只热敏电阻？ 【答案】使两支路的温度—阻值关系一致，桥路差值主要反映两测点温差。 【解析】若特性不一致，器件差异会混入输出，造成测量误差。 6. 金属电阻具有正温度系数时，常用哪类热敏电阻补偿？ 【答案】NTC热敏电阻。 【解析】NTC随温度升高阻值减小，可抵消金属电阻阻值增大的影响。 知识点4 工业控制与基本测量电路 【知识再现】热敏电阻可接入分压、桥路或继电器控制电路，将温度变化转换为电压、电流或开关状态，用于测温、温控和过热保护。 【讲解】连续测温时常用分压或桥路取得电压变化；达到阈值的开关型热敏电阻可串入继电器回路，利用电流突变实现控制。设计时要明确温度变化、阻值变化和输出状态的对应关系。 【易错提醒】【易错提醒】判断分压输出时必须先确定热敏电阻所在支路；不能只凭NTC/PTC名称直接断言输出电压升降。 要点：分压/桥路测量 要点：继电器阈值控制 要点：温度—阻值—电信号 7. 连续测温电路中，热敏电阻常通过什么电路把阻值变化变成电压变化？ 【答案】分压电路或电桥电路。 【解析】分压和电桥都能把电阻变化转换为可测电压。 8. 开关型热敏电阻用于过热保护时，温度达到阈值后通常引起什么动作？ 【答案】电路电流或电压状态突变，驱动继电器等执行器切断或接通负载。 【解析】其功能是阈值控制，输出状态变化后由继电器完成保护动作。 [环节4 背诵环节] 背诵条目（先遮盖答案背诵，再逐条核对） 1. 热电阻传感器按材料性质如何分类？ 【答案】金属热电阻和半导体热电阻，半导体热电阻通常称热敏电阻。 2. NTC、PTC、CTR分别表示什么？ 【答案】NTC为负温度系数，PTC为正温度系数，CTR为临界温度系数。 3. NTC的阻值随温度如何变化？ 【答案】温度升高，阻值减小；温度降低，阻值增大。 4. PTC的典型用途是什么？ 【答案】限流、启动、过热保护和温度控制等。 5. CTR为什么具有开关特性？ 【答案】在临界温度附近阻值急剧变化，使电路状态突变。 6. 温差测量对两只热敏电阻有什么要求？ 【答案】应选用特性相同、阻值误差符合要求的热敏电阻，并接入桥路比较两测点输出。 7. 温度补偿的目的是什么？ 【答案】利用相反温度特性的元件抵消温度变化引起的漂移误差。 8. 热敏电阻基本测量电路有哪些？ 【答案】常见有分压电路和电桥电路；阈值控制还可接入继电器回路。 [环节5 常考题（中档题）] 1. 半导体热电阻通常称为（ ）。 A. 热敏电阻 B. 热电偶 C. 光敏电阻 D. 应变片 【答案】A 【解析】教材将半导体热电阻称为热敏电阻。 2. NTC热敏电阻的特点是温度升高时（ ）。 A. 阻值增大 B. 阻值减小 C. 阻值不变 D. 阻值先增后减 【答案】B 【解析】NTC为负温度系数。 3. CTR在临界温度附近具有阻值突变特性。 【答案】正确 【解析】这是CTR区别于普通连续测温热敏电阻的关键特性。 4. 简述热敏电阻温差测量的基本思路。 【答案】用两只特性相同的热敏电阻分别置于两个测温点，接入桥路或双桥电路，利用两支路输出差值反映温差。 【解析】答出两测点、特性相同、桥路比较和差值反映温差即可。 [环节6 高考模拟题] 以下题目按山东省职教高考常见命题方式编制，用于训练“关键词定位—概念对应—情境应用”。 1. 下列最适合用于临界温度过热保护的是（ ）。 A. NTC B. PTC C. CTR D. 金属导线 【答案】C 【解析】CTR在临界温度附近阻值突变，适合阈值保护。 2. 采用NTC补偿金属电阻的温漂，是利用两者温度特性相反。 【答案】正确 【解析】金属电阻通常为正温度系数，NTC为负温度系数。 3. 说明热敏电阻测量电路中分压电路的作用。 【答案】把热敏电阻的阻值变化转换成分压点电压变化，供后续检测、显示或控制电路使用。 【解析】需体现电阻量到电压量的转换关系。 4. 某温控装置使用NTC串入分压支路。环境温度升高时，说明NTC阻值变化趋势，并说明输出电压大小规律必须结合什么条件判断。 【答案】温度升高时NTC阻值减小；分压输出电压的升降还取决于NTC在分压器的上臂还是下臂以及取样点位置。 【解析】先判断NTC阻值，再按分压结构判断电压，不能脱离电路位置。 [环节7 课堂练习] 课堂练习建议用时15—25分钟。先独立作答，再核对答案与解析。 1. 温度升高、阻值增大的热敏电阻是（ ）。 A. NTC B. PTC C. CTR必然不变 D. 金属热电偶 【答案】B 【解析】PTC为正温度系数。 2. 热敏电阻把温度变化首先转换为（ ）。 A. 电阻变化 B. 机械位移 C. 光强变化 D. 声压变化 【答案】A 【解析】热敏电阻的敏感参数是阻值。 3. 温差测量时两只热敏电阻特性越一致，越有利于减小器件差异造成的误差。 【答案】正确 【解析】特性一致能使输出差值主要反映温差。 4. 温度补偿的目的就是提高热敏电阻的额定功率。 【答案】错误 【解析】温度补偿的目的是减小温漂误差。 5. 比较NTC和PTC的阻温变化方向及一项应用。 【答案】NTC温度升高阻值减小，可用于测温或补偿；PTC温度升高阻值增大，可用于启动、限流或保护。 【解析】方向和应用各答对即可。 6. 为什么热敏电阻可以采用桥路进行温差测量？ 【答案】热敏电阻阻值随温度变化，分别接入桥路两支路后，两测点温度差会造成桥路输出差值，仪表可据此测量温差。 【解析】需写出阻值变化、桥路差值和温差对应关系。 7. 某仪表金属电阻随环境温度升高而增大，要求减小温漂。应选哪类热敏电阻补偿？说明理由。 【答案】选NTC热敏电阻。金属电阻为正温度系数，NTC为负温度系数，合理串并联可抵消总电阻随温度的变化。 【解析】关键是温度系数方向相反，具体连接方式应按电路结构确定。 8. 某过热保护器件要求正常温度下导通、达到临界温度后迅速改变电路状态。应优先选用哪类热敏电阻？说明工作机理。 【答案】优先选CTR。达到临界温度时其阻值急剧变化，使串联回路电流或控制端电压突变，触发继电器或保护开关动作。 【解析】CTR的临界温度突变与阈值保护需求匹配。 [环节8 课堂小结] 复习建议：复习建议：先区分金属热电阻与半导体热敏电阻，再用NTC/PTC/CTR三类特性分析应用。 记忆主线：NTC温升阻降，PTC温升阻升，CTR临界突变；分压/桥路做测量，反向特性做补偿，突变特性做保护。 课堂小结：能判断类型和阻值趋势，说明温差测量、温度补偿及工业控制链路，即达到本专题核心目标。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $