1.4　特殊电阻及应用

1.4.1　热敏电阻及应用

热敏电阻有正温度系数（PTC）热敏电阻和负温度系数（NTC）热敏电阻两种。正温度系数热敏电阻是一种具有温度敏感性的电阻，一旦温度超过一定数值（居里温度）时，其电阻值随温度的升高而呈阶跃式的增大。负温度系数热敏电阻的电阻值随温度的升高而降低。常见热敏电阻外形及符号如图1-40所示。

如图1-41是电磁炉的炉面温度检测电路，该电路用的是负温度系数热敏电阻，炉温检测电路的主要作用是检测锅具的实际温度，以及防止电磁炉对锅具干烧。该电路主要由负温度系数热敏电阻RT1、R2、电容C1及插排CN1等组成。随着热敏电阻通过陶瓷板对锅具底部温度的采样，通过插排送至单片机的⑥脚电压也会随着温度变化而变化。单片机通过主控程序的设定值与该电压进行比较，从而做出相应的动作来控制电磁炉的温度。

如图1-42（a）所示是CRT彩色电视机中的消磁电路。消磁电路由正温度系数的热敏电阻RT1和消磁线圈L组成。在常温下，RT1的阻值约为20Ω，在开机瞬间流过消磁线圈的电流很大，产生强大的瞬间磁场，金属物被磁化，随后，其电阻阻值随着温度的升高而迅速增大，流过消磁线圈的电流也迅速下降，如图1-42（b）所示。这种变化电流所产生的磁场，达到了消磁的目的，从而完成了对荫罩的消磁作用。目前，所有的CRT（射线管）电视机的消磁线圈都安装在显像管的锥体部分，这样每开机一次便可达到消磁一次。

1.4.2　光敏电阻及应用

光敏电阻又叫光感电阻，是利用半导体的光电效应制成的一种电阻值随入射光的强弱而改变的电阻；入射光强，电阻值减小，入射光弱，电阻值增大。光敏电阻一般用于光的测量、光的控制和光电转换（将光的变化转换为电的变化）。常见光敏电阻外形及符号如图1-43所示。

城建工程中，需要挖开路面铺设各种地下管道，如下水道、电缆线等。为了防止行人和车辆在夜间跌入沟道，需要在沟道上面设置警告路标灯，以引起行人和车辆的注意。如图1-44所示电路介绍的路标灯就是利用光敏电阻来控制灯的点亮或熄灭，不需要专人管理，白天它自动熄灭，晚上就闪烁发光。

其工作原理如下。变压器T、二极管VD2、电容C2组成半波整流降压电路。接通电源后，C2两端即输出11V左右的直流电供给放大电路。三极管VT2、VT3等组成互补型振荡器，它们是否起振决定于VT1的集电极电位。白天，光敏电阻GR受光线照射，呈现低电阻，三极管VT1导通，集电极输出低电位，振荡器VT2、VT3停振，VT3的集电极无信号输出，双向晶闸管BCR因无触发电压，处于关断状态，灯不亮。夜间，光敏电阻阻值变大，VT1因基极电位下降而截止，它的集电极输出高电位，振荡器开始振荡，VT3集电极输出近似方波脉冲，经VD1送至晶闸管的控制极，晶闸管就间隙导通和关断，灯就一闪一闪发出亮光。

W1可改变光控灵敏度，W2可改变振荡器的振荡频率。

1.4.3　压敏电阻及应用

压敏电阻主要用于电路稳压和过压保护，是家用电器中的“安全卫士”。当压敏电阻两端的电压低于其标称电压时，其内部的晶界层几乎是绝缘的，呈高阻抗状态；当压敏电阻两端的电压（遇到浪涌过电压、操作过电压等）高于其标称电压时，其内部的晶界层的阻值急剧下降，呈低阻抗状态，外来的浪涌过电压、操作过电压就通过压敏电阻以放电电流的形式被泄放掉，从而起到过压保护。常见压敏电阻外形及符号如图1-45所示。

压敏电阻的应用电路原理图如图1-46所示，在家用电器的电源电路中，压敏电阻一般设置在保险管的后面，其作用就是过压保护。

1.4.4　湿敏电阻及应用

湿敏电阻是利用湿敏材料吸收空气中的水分而导致本身电阻值发生变化这一原理而制成的电阻。常见湿敏电阻外形及符号如图1-47所示。

如图1-48是婴幼儿尿床报警电路，该电路由湿敏传感器、延迟放大电路、语音报警电路和电源电路等组成。

在婴幼儿没有尿床时，湿敏传感器两端的电阻值几乎无穷大，三极管VT1截止，VT2导通，二极管VD1和三极管VT3均截止，语音集成电路IC因⑤脚（触发端）始终为低电平而不工作，扬声器LS不发声。

一旦婴幼儿尿床，湿敏传感器两端因尿液导电而由高组态变为低组态，使VT1导通，VT2截止，电源电压经RW对电容C1充电，当C1充电结束后，二极管VD1与三极管VT3相继导通，VT3发射极输出的高电平使IC受触发而工作，从IC的7脚输出语音信号，语音信号经VT4放大后，推动扬声器发出语音“注意换尿布了”的提醒声。

1.4.5　气敏电阻及应用

气敏电阻是利用气体的吸附而使半导体本身的电导率发生变化这一原理将检测到的气体的成分和浓度转换为电信号的电阻。常见气敏电阻外形及符号如图1-49所示。

如图1-50所示是可燃气体报警电路。该报警器可以对液化煤气、石油天然气、挥发性可燃蒸汽等气体进行检测。本电路主要由气敏传感器、多谐振荡器和音频输出电路组成。电路中，多谐振荡器由与非门集成电路IC内部的两个与非门和外围阻容元件组成；音频输出电路由R5、三极管VT和扬声器BL组成。

当室内的可燃气体浓度在允许范围内（低于限定值）时气敏传感器a、b端之间阻值较大，b端输出电压较低，多谐振荡器不工作，扬声器BL中无声音。

当有关气体泄漏时，使室内的可燃气体体积分数超过限定值时，气敏传感器b端的输出电压高于IC内D1的转换电压时，多谐振荡器工作，从IC的4脚输出振荡信号。该信号经VT放大后，推动扬声器发出报警声。

1.4.6　磁敏电阻

磁敏电阻是利用半导体的磁阻效应制造的电阻，常用InSb（锑化铟）材料加工而成。常见磁敏电阻外形及符号如图1-51所示。

1.4.7　保险电阻

保险电阻又叫安全电阻或熔断电阻，是一种兼电阻器和熔断器双重作用的功能元件。在正常情况下，保险电阻与普通电阻一样，具有降压、分压、耦合、匹配等多种功能和同样的电气特性。而一旦电路出现异常，如电路发生短路或过载，此时流过保险电阻的电流会大大增加。当流过保险电阻的电流超过它的额定电流，使其表面温度达到500～600℃时，电阻层便会迅速剥落熔断，从而保护电路中其他的元件免遭损坏，并防止故障的扩大。保险电阻的电阻值很小，一般为几欧至几十欧，并且大部分都是不可逆的，即熔断后不能恢复使用。常见保险电阻的外形及符号如图1-52所示。

1.4.8　力敏电阻

力敏电阻是使用很广泛的一种传感器，它是生产过程中自动化检测的重要部件。力敏电阻的种类很多，有直接将力变换为电量的，如压电式、压阻式等；有经弹性敏感元件转换后再转换成电量的，如电阻式、电容式和电感式等。力敏电阻主要用于两个方面：测力和称重。常见的力敏电阻外形及符号如图1-53所示。