從技術(shù)上講，熱敏電阻是一種電阻器，它的電阻值隨溫度的變化而變化。如圖1中所示，需要一個(gè)偏置電路和少數幾個(gè)外部組件，在這里，偏置電阻器和熱敏電阻組成了一個(gè)分壓器，并且被接到一個(gè)可選運算放大器上，這個(gè)運算放大器與微控制器 (MCU) 的模數轉換器 (ADC) 相連，從而將熱敏電阻的電阻值轉換為一個(gè)溫度值。

 

圖1：熱敏電阻解決方案

 

熱敏電阻的優(yōu)勢在于其低成本。此外，作為一個(gè)電阻器，它可以采用極小型兩端子封裝，并被放置在接線(xiàn)式探針內。

 

熱敏電阻的缺點(diǎn)是，只有在很窄的溫度范圍內，它的輸出才是線(xiàn)性和準確的，而在這個(gè)范圍之外會(huì )變得非線(xiàn)性。圖2繪制了三條熱敏電阻的輸出曲線(xiàn)，偏置電阻分別為1MΩ、35kΩ和10kΩ。在窄溫度范圍內，每條曲線(xiàn)都是線(xiàn)性的，不過(guò)在偏置電阻分別為1MΩ、35kΩ和10kΩ，而溫度分別為10ºC、75ºC和50ºC以下時(shí)，這三條曲線(xiàn)為非線(xiàn)性。雖然針對特定溫度，可以使用專(zhuān)門(mén)校準的熱敏電阻來(lái)實(shí)現目標精度，但是這種熱敏電阻成本較高，并且這三款不同的器件也使得庫存管理變得過(guò)于復雜。其它缺點(diǎn)還包括無(wú)法預計的故障、抗擾度低和功耗較高。

 

圖2：熱敏電阻輸出電壓與溫度之間的關(guān)系圖

 

出于某些原因，在不可預測性和功耗不是那么關(guān)鍵的地方，熱敏電阻最適合于窄溫度范圍內的溫度測量。

 

模擬溫度傳感器是一個(gè)有源半導體器件，它的輸出是與溫度成比例的電壓值或電流值。作為一個(gè)集成電路 (IC)，模擬溫度傳感器具有熱敏電阻所不具備的內置智能性，從而使與模擬溫度傳感器有關(guān)的設計工作變得簡(jiǎn)單。圖3顯示了其中一款TI LMT系列模擬溫度傳感器的典型應用，在這個(gè)應用中，只有IC，而未使用外部組件。

 

 

圖3：模擬溫度傳感器解決方案（LMT系列）

 

與熱敏電阻不同，TI模擬溫度傳感器在寬溫度范圍內的測量值是很準確的，并且在整個(gè)工作范圍內具有線(xiàn)性輸出。你無(wú)需擔心不同器件的庫存情況。此外，TI的獨特設計也使得這些器件具有極低電流和低噪聲敏感度。圖4中給出的是TI LMT84低成本模擬溫度傳感器的輸出，它的輸出在-50ºC至150ºC的范圍內保持線(xiàn)性。

 

圖4：LMT84輸出電壓與溫度之間的關(guān)系圖

 

圖5顯示的是同一器件的流耗曲線(xiàn)與一款典型熱敏電阻的流耗曲線(xiàn)的比較。LMT84消耗的電流為5µA（-50ºC至150ºC的溫度范圍內），而熱敏電阻的流耗在101µA至315µA之間。

 

圖5：功率耗散—熱敏電阻與模擬溫度傳感之間的比較

 

圖6顯示的是，被安裝在開(kāi)關(guān)穩壓器上的一個(gè)模擬溫度傳感器與一個(gè)熱敏電阻在嘈雜環(huán)境中的工作噪聲的比較圖。在室溫下，熱敏電阻與傳感器的噪聲水平相等，不過(guò)在溫度比較高的環(huán)境中，由于熱敏電阻的分辨率下降，它的噪聲水平會(huì )變得更差。通常情況下，模擬溫度傳感器的工作噪聲比熱敏電阻的噪聲水平低3倍。

 

圖6：熱敏電阻與模擬溫度傳感器在連接到開(kāi)關(guān)穩壓器時(shí)的噪聲實(shí)驗

 

對于很窄的溫度范圍（通常情況下為0ºC到70ºC之間），由于它所具有的范圍窄、線(xiàn)性高的范圍和成本有效性，熱敏電阻能夠很好運行。雖然針對特定溫度，有專(zhuān)門(mén)校準的熱敏電阻可以用來(lái)實(shí)現目標精度，不過(guò)它們的成本過(guò)高，并且保持這些不同器件的庫存也是一件很困難的事情。模擬溫度傳感器消除了這些難題，并在成本方面很有競爭力。請在下方給我留言，與我分享你在使用這些器件時(shí)的經(jīng)歷，以及你是如何解決系統溫度感測難題的。如需了解與TI溫度傳感器產(chǎn)品組合和其它應用相關(guān)的信息，請訪(fǎng)問(wèn)其它資源內列出的鏈接。