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热敏电阻范文1
【关键词】光敏电阻 热敏电阻 传感器 物理 应用
【中图分类号】G633.7 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2016）10-0216-02
引言
电阻式传感器的原理是通过敏感电阻阻值的变化将被测量的物理量，常见的敏感电阻主要有热敏电阻、光敏电阻、压敏电阻、磁敏电阻和气敏电阻等，这些敏感电阻都可以被看做是变阻器。光敏电阻、热敏电阻等传感器在生活中的应用是高三物理的一个知识点，应该引起高三物理教学和学习的高度重视。
1.热敏电阻与光敏电阻介绍
1.1 热敏电阻
热敏电阻传感器通过电阻随温度变化的特征，用电阻的变化来反应温度的变化的装置。若导体的材料为金属材料，则温度和电阻之间呈现正相关的关系，而半导体材料的电阻变化却和温度变化呈非线性的负相关的关系。在温度变化相同的条件下，热敏电阻的阻值随温度的变化是铂热电阻的约10倍左右，所以当对精度要求较高时，应用热敏电阻代替铂热电阻来进行测量。热敏电阻具有很多较为突出的优点，如灵敏度高、体积小、热惯性小、工作寿命长、测量简便、价格低廉等。然而，热敏电阻的缺点也是十分明显的，比如热敏电阻的测量结果具有较大的非线性，稳定性及一致性也不理想，在应用热敏电阻进行测量的过程中通常需要外加补偿电路。
1.2 光敏电阻
光敏电阻的又称为光导管，其原理是基于光电效应，当没有光照时，光敏电阻的阻值较高，而当光敏电阻受到光照时，光敏电阻的电阻值降低，光照越强，电阻的阻值降低的越多，光照停止，阻值恢复。光敏电阻一般都是由半导体材料所制成的，其结构较为简单，在玻璃底板涂上一层半导体物质，在半导体物质的两端装上金属电极，将半导体和金属电极装入塑料封装体内。
2.热敏电阻与光敏电阻的应用
2.1 热敏电阻的应用
热敏电阻的阻值随着温度的变化而呈现阶段性的变化，可以把温度信号转化为电信号热敏电阻可以分为PTC热敏电阻和NTC热敏电阻两类，其中PTC热敏电阻的特点是电阻值与温度呈正相关关系，而NTC热敏电阻则恰恰相反，即电阻值与温度的变化呈现负相关的关系。其中PTC热敏电阻的用途主要有自动消磁PTC热敏电阻、延时启动热敏电阻、恒温加热热敏电阻、过流保护热敏电阻和过热保护热敏电阻。其中自动消磁用PTC热敏电阻通常用于电视剧的消磁电路中，延时启动PTC热敏电阻通常应用于空调冰箱制冷等电器的电路中，恒温加热PTC热敏电阻通常应用于热水器电路中，过流保护热敏电阻和过热保护热敏电阻主要应用于电子镇流器、电脑、电视等电路中。NTC热敏电阻按照用途的不同则主要分为功能型NTC热敏电阻、补偿型热敏电阻和测温型热敏电阻。总而言之，可以利用热敏电阻来对温度进行测量或者控制。热敏电阻在生活中的应用十分广泛，如电饭煲、电热水器、电熨斗、饮水机、空调、电冰箱、温度报警器、热熔胶枪等都应用了热敏电阻。
2.2 光敏电阻的应用
光敏电阻按照光谱特性可以分为三类，分别是可见光光敏电阻、紫外光光敏电阻和红外光光敏电阻。其中，可见光光敏电阻主要是应用在对于可见光进行自动控制的控制系统中，如光电跟踪系统，路标灯、航标灯、光控开关等都是对可见光光敏电阻进行的应用，另外可见光光敏传感器可以和声敏电阻传感器一起被用来作为声光控制开关。紫外光光敏系统由于对于紫外线的敏感度较高，所以一般通常被用来对紫外线进行探测，红外光敏电阻则主要应用于红外光谱、红外通信等方。
3.结语
本文结合高中物理相关知识，首先对热敏电阻传感器、光敏电阻传感器的工作原理、特点和优缺点等内容进行了阐述，在此基础上对热敏电阻和光敏电阻的用途进行了分析，研究结果表明，光敏电阻、热敏电阻等传感器主要应用于温度控制、稳压温度、温度补偿、各类加热器、开关电源、温度控制电路及开关保护电路等诸多方面，与人们的生活具有密不可分的关系。
参考文献
[1]中华人民共和国教育部.全日制义务教育物理课程标准（实验）[M].北京：北京师范大学出版社 2012.
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[6]母小勇、李代志著.《物理学教育新论》[M].江苏教育出版社 2001 年 11 月第 1版.
热敏电阻范文2
关键词：热敏电阻、非平衡直流电桥、电阻温度特性
1、引言
热敏电阻是根据半导体材料的电导率与温度有很强的依赖关系而制成的一种器件，其电阻温度系数一般为（-0.003~+0.6）℃-1。因此，热敏电阻一般可以分为:
Ⅰ、负电阻温度系数（简称NTC）的热敏电阻元件
常由一些过渡金属氧化物（主要用铜、镍、钴、镉等氧化物）在一定的烧结条件下形成的半导体金属氧化物作为基本材料制成的，近年还有单晶半导体等材料制成。国产的主要是指MF91~MF96型半导体热敏电阻。由于组成这类热敏电阻的上述过渡金属氧化物在室温范围内基本已全部电离，即载流子浓度基本上与温度无关，因此这类热敏电阻的电阻率随温度变化主要考虑迁移率与温度的关系，随着温度的升高，迁移率增加，电阻率下降。大多应用于测温控温技术，还可以制成流量计、功率计等。
Ⅱ、正电阻温度系数（简称PTC）的热敏电阻元件
常用钛酸钡材料添加微量的钛、钡等或稀土元素采用陶瓷工艺，高温烧制而成。这类热敏电阻的电阻率随温度变化主要依赖于载流子浓度，而迁移率随温度的变化相对可以忽略。载流子数目随温度的升高呈指数增加，载流子数目越多，电阻率越校应用广泛，除测温、控温，在电子线路中作温度补偿外，还制成各类加热器，如电吹风等。
2、实验装置及原理
【实验装置】
FQJ—Ⅱ型教学用非平衡直流电桥，FQJ非平衡电桥加热实验装置（加热炉内置MF51型半导体热敏电阻（2.7kΩ）以及控温用的温度传感器），连接线若干。
【实验原理】
根据半导体理论，一般半导体材料的电阻率 和绝对温度 之间的关系为
（1—1）
式中a与b对于同一种半导体材料为常量，其数值与材料的物理性质有关。因而热敏电阻的电阻值 可以根据电阻定律写为
（1—2）
式中 为两电极间距离， 为热敏电阻的横截面， 。
对某一特定电阻而言， 与b均为常数，用实验方法可以测定。为了便于数据处理，将上式两边取对数，则有
（1—3）
上式表明 与 呈线性关系，在实验中只要测得各个温度 以及对应的电阻 的值，
以 为横坐标， 为纵坐标作图，则得到的图线应为直线，可用图解法、计算法或最小二乘法求出参数 a、b的值。
热敏电阻的电阻温度系数 下式给出
（1—4）
从上述方法求得的b值和室温代入式（1—4），就可以算出室温时的电阻温度系数。
热敏电阻 在不同温度时的电阻值，可由非平衡直流电桥测得。非平衡直流电桥原理图如右图所示，B、D之间为一负载电阻 ，只要测出 ，就可以得到 值。
当负载电阻 ，即电桥输出处于开
路状态时， =0，仅有电压输出，用 表示，当 时，电桥输出 =0，即电桥处于平衡状态。为了测量的准确性，在测量之前，电桥必须预调平衡，这样可使输出电压只与某一臂的电阻变化有关。
若R1、R2、R3固定，R4为待测电阻，R4 = RX，则当R4R4+R时，因电桥不平衡而产生的电压输出为：
（1—5）
在测量MF51型热敏电阻时，非平衡直流电桥所采用的是立式电桥 ， ，且 ，则
（1—6）
式中R和 均为预调平衡后的电阻值，测得电压输出后，通过式（1—6）运算可得R，从而求的 =R4+R。
3、热敏电阻的电阻温度特性研究
根据表一中MF51型半导体热敏电阻（2.7kΩ）之电阻~温度特性研究桥式电路，并设计各臂电阻R和 的值，以确保电压输出不会溢出（本实验 =1000.0Ω， =4323.0Ω）。
根据桥式，预调平衡，将“功能转换”开关旋至“电压“位置，按下G、B开关，打开实验加热装置升温，每隔2℃测1个值，并将测量数据列表（表二）。
表一 MF51型半导体热敏电阻（2.7kΩ）之电阻～温度特性
温度℃ 25 30 35 40 45 50 55 60 65
电阻Ω 2700 2225 1870 1573 1341 1160 1000 868 748
表二 非平衡电桥电压输出形式（立式）测量MF51型热敏电阻的数据
i 9 10
温度t℃ 10.4 12.4 14.4 16.4 18.4 20.4 22.4 24.4 26.4 28.4
热力学T K 283.4 285.4 287.4 289.4 291.4 293.4 295.4 297.4 299.4 301.4
0.0 -12.5 -27.0 -42.5 -58.4 -74.8 -91.6 -107.8 -126.4 -144.4
0.0 -259.2 -529.9 -789 -1027.2 -124.8 -1451.9 -1630.1 -1815.4 -1977.9
4323.0 4063.8 3793.1 3534.0 3295.8 3074.9 2871.692.9 2507.6 2345.1
根据表二所得的数据作出 ～ 图，如右图所示。运用最小二乘法计算所得的线性方程为 ，即MF51型半导体热敏电阻（2.7kΩ）的电阻～温度特性的数学表达式为 。
4、实验结果误差
通过实验所得的MF51型半导体热敏电阻的电阻—温度特性的数学表达式为 。根据所得表达式计算出热敏电阻的电阻～温度特性的测量值，与表一所给出的参考值有较好的一致性，如下表所示：
表三 实验结果比较
温度℃ 25 30 35 40 45 50 55 60 65
参考值RT Ω 2700 2225 1870 1573 1341 1160 1000 868 748
测量值RT Ω 2720 2238 1900 1587 1408 1232 1074 939 823
相对误差 % 0.74 0.58 1.60 0.89 4.99 6.20 7.40 8.18 10.00
从上述结果来看，基本在实验误差范围之内。但我们可以清楚的发现，随着温度的升高，电阻值变小，但是相对误差却在变大，这主要是由内热效应而引起的。
5、内热效应的影响
在实验过程中，由于利用非平衡电桥测量热敏电阻时总有一定的工作电流通过，热敏电阻的电阻值大，体积小，热容量小，因此焦耳热将迅速使热敏电阻产生稳定的高于外界温度的附加内热温升，这就是所谓的内热效应。在准确测量热敏电阻的温度特性时，必须考虑内热效应的影响。本实验不作进一步的研究和探讨。
6、实验小结
通过实验，我们很明显的可以发现热敏电阻的阻值对温度的变化是非常敏感的，而且随着温度上升，其电阻值呈指数关系下降。因而可以利用电阻—温度特性制成各类传感器，可使微小的温度变化转变为电阻的变化形成大的信号输出，特别适于高精度测量。又由于元件的体积小，形状和封装材料选择性广，特别适于高温、高湿、振动及热冲击等环境下作温湿度传感器，可应用与各种生产作业，开发潜力非常大。
参考文献：
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[2] 杨述武，杨介信，陈国英。普通物理实验（二、电磁学部分）[M] 北京：高等教育出版社
热敏电阻范文3
关键词：火灾探测；温度报警；热敏电阻
中图分类号：TN98 文献标识码：A 文章编号：1674-7712 （2013） 10-0019-01
一、引言
火灾报警系统是智能建筑的重要组成部分，它承担探测火灾隐患和实现安全防范的重任。火灾探测器是火灾自动报警控制系统中的主要检测元件，它根据探测对象的不同可分为气体、感烟火和感温火灾探测器等。
经过足够的火灾初期和阴燃阶段后，一般可燃物将由于点燃而致累积足够的热量，接着发展成火焰燃烧、扩散，火势蔓延，环境温度不断升高，燃烧不断扩大，形成火灾。在此阶段，一般可燃物点燃后产生的烟雾相对减少不利于判断和测量，但是火灾发生过程中所产生的热量会造成环境温度有较大变化。因此，如果能有效检测环境温度明显变化这一特征参数，我们就能有效及时地控制火灾，减少人员和财物损失[1]。本文首先讨论了利用热敏电阻感温进行单限火灾报警的电路设计，在此基础上，为克服单限温度报警的误报问题，提出了双限火灾报警电路的设计，取得了良好的效果。
二、热敏电阻
热敏电阻由半导体材料构成，通常由镁、铜、铁、镍、锰等金属的氧化物或其他化合物等组成。根据产品性能的不同，热敏电阻由不同的配比烧结而成，其电阻率随温度变化而变化。在实际应用中，通常以负温度系数（NTC）型热敏电阻来进行温度测量。该探测器电路受开关三极管控制，该开关三极管的基极电压由两分压电阻--电位器R3和热敏电阻R5提供。其中，固定电阻R1，R1和电位器R2能够起到保护电路的作用，而将直流电流源的正极上接在R5和R1中间，三极管集电极连接发光二极管（LED），其发射集接在直流电流源的负极。
三、单限感温探测器
为能使开关三极管正常地工作在饱和区和截止区，系统需要热敏电阻在常温下的阻值远大于R1的阻值；而在温度提升时，热敏电阻的阻值应该降低，这就意味着电阻R5的阻值要小于R1的阻值。
单限感温探测器[1，2，3]基本能实现过温报警，但在一些特殊场合，如火灾等导致的氨气泄露情况，此时氨气将吸收大量的热造成环境温度极低，从而导致火灾探测器不能即使报警，因此双限感温探测器将是一种更为合适的感温火灾探测装置。
四、双限感温探测器
双限温度报警电路如图2所示[3]，它采用一块施密特集成电路，具有体积小、成本低、反应灵敏等特点，而且声光显示功耗低。该电路主要由两部分组成，其中上限报警功能由A、B及C1和R4组成，下限报警功能则而由C、D及R5、C2构成。
上限和下限两个报警点由电位器RP1和RP2分别设置，从而使A和C输入端都为高电平，若其输出都为低电平则振荡器停振。若环境温度过低，热敏电阻R2阻值由于具有负温度系统这一特性，其值将增大，从而使C有高电平输出，D起振，压电片YD将低音调蜂鸣声发出。发光二极管LED将亮灯显示温度过低，实现低温报警；若环境温度过高，热敏电阻R1阻值将变小，从而使A输出高电平，B起振，压电陶瓷片YD会有高音调的蜂鸣声发出，发光二极管LED1将同时点亮，显示温度过高，实现高温报警。
CMOS电路的静态功耗非常小，其工作电流通常在微安级，因此电路静态时的电能消耗主要在电位器RP1、RP2和热敏电阻R1上。若实际电路中采用的专用测温电阻阻值在百kΩ以上，同时将RP1、RP2的阻值按图中比例作相应地放大，则将有效地减少静态时的电源消耗，从而延长供电电池的使用寿命，节约能源。
五、结论
感温探测器是利用热敏元件随环境温度升高而阻值降低这一特性来探测火灾的。在火灾初始阶段，物质在燃烧过程中通常会释放出大量的热量，从而导致周围环境温度迅速增加，这时传统的单限感温探测器就能满足要求发出报警。但在一些特殊情况下（如氨气泄露等），由于火灾导致的泄露氨气会吸收周围环境大量的热量，从而导致环境温度降低，这时单限感温探测器就不能完成其应用的任务。因此本文在讨论单限感温探测器的基础上，提出了改进的双限感温探测器用于火灾探测，提高了火灾预报绿，取得了良好的效果。
参考文献：
[1]杨帆，陈茂林，吴迅.基于传感器信息融合技术的森林火灾报警系统[J].华中科技大学学报（自然科学版），2013（2）.
[2]张建平，纪彬.基于AT89S52单片机的机房感温探测器设计[J].自动化技术与应用，2012（4）.
热敏电阻范文4
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：
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WANG Liang，LIU Yang，PENG Shu-xiu
（The Physics Experiment Center of Zhuhai College of Jilin University，Zhuhai，Guangdong 519041，China）
热敏电阻范文5
关键词： HT48R54A； 温度测量； 热敏电阻； 温度表格
中图分类号： TN964?34 文献标识码： A 文章编号： 1004?373X（2013）12?0143?02
随着人民生活水平以及环保意识的不断加强，越来越多的消费者倾向于选择太阳能热水器，带辅助电加热功能的太阳能热水器尤其受到市场的青睐[1?3]。带辅助电加热功能的太阳能热水器可以根据用户设定的温度自动电加热，要完成这一功能的首要前提是必须先准确测量热水器的水温。目前测量水温的方法有：采用温度传感器DS18B20、采用热敏电阻并通过电压频率转换电路将电阻值转化为频率进行测量等方法[4?5]。采用温度传感器DS18B20测量水温，接口电路简单，但价格较贵。采用热敏电阻并通过电压频率转换电路测量水温，由于引入电压频率转换电路，增加了系统成本。作者在本文中提出了一种采用热敏电阻测量温度的简单易行、价格低廉的方法，且占用极少单片机I/O接口。这种方法也可应用于其他测温系统中。
1 太阳能热水器温度测量电路及原理
2 系统软件设计
2.1 获取充电时间的软件设计
2.2 温度表格的生成
2.3 查表程序设计
3 结 语
本文设计了一种基于HT48R54A单片机的太阳能热水器温度测量系统，该系统采用RC充放电式温度传感器测量电路，软件获取固定电阻与电容组成充电回路的充电时间、获取热敏电阻与电容组成充电回路的充电时间，建立温度表格，通过查表方式可以检测当前的温度。此系统结构简单易行，价格低廉，且占用极少系统资源。
参考文献
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热敏电阻范文6
关键词：Z-元件、敏感元件、温度补偿、光敏、磁敏、力敏
一、前言
半导体敏感元件对温度都有一定的灵敏度。抑制温度漂移是半导体敏感元件的常见问题，Z-元件也不例外。本文在前述文章的基础上，详细介绍Z-元件的温度补偿原理与温度补偿方法，供光、磁、力敏Z-元件应用开发参考。
不同品种的Z-元件均能以简单的电路，分别对温、光、磁、力等外部激励作用输出模拟、开关或脉冲频率信号[1][2][3]，其中后两种为数字信号，可构成三端数字传感器。这种三端数字传感器不需放大和A/D转换就可与计算机直接通讯，直接用于多种物理参数的监控、报警、检测和计量，在数字信息时代具有广泛的应用前景，这是Z-元件的技术优势。但由于Z-元件是半导体敏感元件，对环境温度影响必然也有一定的灵敏度，这将在有效输出中因产生温度漂移而严重影响检测精度。因而，在高精度检测计量中，除在生产工艺上、电路参数设计上应尽可能降低光、磁、力敏Z-元件的温度灵敏度外，还必须研究Z-元件所特有的温度补偿技术。
Z-元件的工作原理本身很便于进行温度补偿，补偿方法也很多。同一品种的Z-元件，因应用电路组态不同，其补偿原理与补偿方法也不同，特就模拟、开关和脉冲频率三种不同的输出组态分别叙述如下。
二、模拟量输出的温度补偿
对Z-元件的模拟量输出，温度补偿的目的是克服温度变化的干扰，调整静态工作点，使输出电压稳定。
1．应用电路
Z-元件的模拟量输出有正向(M1区)应用和反向应用两种方式，应用电路如图1所示，其中图1(a)为正向应用，图1(b)为反向应用，图2为温度补偿原理解析图。
2．温度补偿原理和补偿方法
在图2中，温度补偿时应以标准温度20℃为温度补偿的工作基准，其中令：
TS：标准温度
T：工作温度
QS：标准温度时的静态工作点
Q：工作温度时的静态工作点
QS￠：温度补偿后的静态工作点
VOS：标准温度时的输出电压
VO：工作温度时的输出电压
在标准温度TS时，由电源电压E、负载电阻RL决定的负载线与TS时的M1区伏安特性（或反向特性）相交，确定静态工作点QS，输出电压为VOS。当环境温度从TS升高到T时，静态工作点QS沿负载线移动到Q，相应使输出电压由VOS增加到VO，且VO＝VOS＋DVO，产生输出漂移DVO，。若采用补偿措施在环境温度T时使工作点由Q移动到QS￠，使输出电压恢复为VO，则可抑制输出漂移，使DVO＝0，达到全补偿。
(1)利用NTC热敏电阻
基于温度补偿原理，在图1(a)、(b)中，利用NTC热敏电阻Rt取代负载电阻RL，如图3(a)、(b)所示，温度补偿过程解析如图2所示。
在图3电路中，标准温度TS时负载电阻为Rt，当温度升高到工作温度T时，使其阻值为Rt￠，可使静态工作点由Q推移到QS￠，由于Rt.<Rt￠，故应选NTC热敏电阻。当温度漂移量DVO已知时，只要确定标准温度时的Rt值及合适的温度系数(即B)值，使得在工作温度时的阻值为Rt￠，即可达到全补偿。
(2)改变电源电压
基于温度补偿原理，补偿电路如图4(a)、(b)所示，图5为补偿过程解析图，其中负载电阻RL值不变，当温度由TS升到T时，产生输出漂移DVO，为使DVO=0，可使ES相应增大到ES￠，若电源电压的调整量为DE，且DE=ES￠-ES，要满足DE=-KDVO的补偿条件，可达到全补偿。其中，K为比例系数，“负号”表示电压的改变方向应与输出漂移方向相反，比例系数K与负载线斜率有关，可通过计算或实验求取，且：
为了得到满足补偿条件的按温度调变的电源电压，实际补偿时可采用缓变型PTC热敏电阻、NTC热敏电阻或温敏Z-元件来改变电源电压E，达到补偿的目的：
①采用缓变型PTC热敏电阻
采用缓变型PTC热敏电阻的补偿电路如图6所示。
在图6中，Z-元件与负载电阻RL构成工作电路，工作电路的直流电源电压E由集成稳压电源LM317电路供电，Rt为缓变型热敏电阻，采用热敏电阻Rt的LM317电路的输出电压为：
按温度补偿要求，当温度增加时，电源电压E应该增加，Rt应该增加，故Rt应选缓变型PTC热敏电阻。R2用于设定电压E的初始值，合理选择PTC热敏电阻Rt的初始值及其温度系数，使之满足DE=-KDVO的补偿条件即可达到补偿的目的。
②采用NTC热敏电阻
因缓变型PTC热敏电阻市售较少，而且补偿过程中温度系数也难于匹配，多数情况应采用NTC热敏电阻。
若采用NTC热敏电阻进行补偿时，也可采用图6所示电路，但要把R1与Rt互换位置。
当采用NTC型热敏电阻时，为了便于热敏电阻的补偿匹配，可利用运算放大器，实际补偿电路如图7所示。
在图7中，Rt为NTC热敏电阻，A为由单电源VCC供电的反相输入运放构成的比例放大器，通过该运放的反相作用，使LM317的输出电压EO适合工作Z-元件工作电压E的补偿极性要求。例如，温度升高时，EO下降，E增加；反之温度降低时，EO增加，E减少。该补偿电路的另一优点是，可通过运放比例系数的附加调整便于NTC热敏的补偿匹配。
(3)差动补偿
①并联差动补偿
运放的第一级几乎没有例外均采用差动电路，并利用差动电路的对称性和元器件特性的一致性来补偿温度漂移。Z-元件也可采用这种方法，补偿电路如图8所示。其中，图8(a)为正向应用，图8(b)为反向应用，图8(c)为实际补偿电路。其中Z为工作Z-元件，ZC为补偿Z-元件，RL与RC为相应的负载电阻。
补偿原理：对差动对称电路，当左右两侧工作Z-元件Z与补偿Z-元件ZC的静态伏安特性与动态温度系数完全一致，以及电阻RC与R阻值及其温度系数也完全一致时，采用浮动输出，因始终保持VO=VOC，当环境温度改变时，也不会产生温漂，而工作Z-元件有其它外部激励作用(如光、磁、力等)时，则可产生有效输出。
理论上，若左右元器件完全对称，在标准温度TS时，浮动输出DVO=VO-VOC=0，当温度升高到工作温度T时，因左右两支路电流同步增加，DVO=VO-VOC=0仍然成立。实际上，左右两支路元器件不可能完全对称，特别是Z-元件有一定的离散性，使DVO不可能完全为0。因而，除按补偿精度要求，对Z-元件的一致性进行严格筛选外，在电路上应采用辅助调整措施，如图8(c)中利用电位器RW。
②串联差动补偿
并联对称补偿的缺点是浮动输出，为变成单端输出还需要一个双端输入到单端输出的转换电路。采用串联对称补偿可克服这一缺点。
串联对称补偿的原理电路如图9所示。其中图9(a)为正向应用，图9(b)为反向应用，图9(c)和(d)为实用化补偿电路。
补偿原理：该补偿电路为“上下对称”结构，元器件的一致性要求与并联对称补偿的要求相同。在标准温度TS时，工作电流流过上下分压支路，使输出电压VO=E/2。温度升高到工作温度T时，工作电流虽然增加，但输出电压VO仍为E/2，不产生温度漂移。而工作Z-元件当有其它外部激励作用时，可产生有效输出。
该补偿电路的缺点是静态输出电压不为零，为使静态输出电压为零，需附加电平位移电路。
三、开关量输出的温度补偿
开关量输出电路示于图10，(a)为电阻接地，(b)为Z-元件接地。开关量输出的温度补偿与模拟量输出的温度补偿相比，两者的补偿目的不同。后者是模拟信号，当温度改变时，引起静态工作点偏移，通过补偿调整静态工作点，使输出电压恢复稳定。前者是数字信号，数字信号的温度稳定性及其补偿技术是一个新问题。在研究开关量输出补偿原理与补偿方法之前，必须先引入有效跳变与跳变误差的新概念。
1．有效跳变与跳变误差
温、光、磁、力四种Z-元件均可相应构成温控、光控、磁控、力控开关，提供开关量输出，用于对物理参数的监控与报警。其中，除温控开关外，对这些控制开关的基本要求是应具有温度稳定性。也就是说，在光、磁或力等外部激励作用下，并达到设定值时，应准确地产生输出跳变，称为有效跳变。而不应受环境温度影响产生跳变误差。由于开关量输出是数字信号，其跳变误差也必然是两种极端的情况，为研究方便分别定义为超前跳变误差和滞后跳变误差。实际上，由于Z-元件的Vth值是温度的函数，当环境温度改变时，因受Vth变化的影响，超前与滞后两种跳变误差都有可能发生。
若环境温度升高，使Vth下降，当满足状态转换条件VZ3Vth时，外部激励虽未达到设定值，可能产生“不该跳也跳”的超前跳变误差；反之，若环境温度降低，使Vth增加，这时外部激励虽已达到设定值，但由于不能满足状态转换条件VZ3Vth，则可能产生“该跳不跳”的滞后跳变误差。
为克服这两种跳变误差，在电路设计时必须考虑温度补偿技术。因此，对光、磁、力敏Z-元件构成控制开关的设计原则是：在外部激励作用下，必须能够满足状态转换条VZ≥Vth，而产生有效跳变；而当环境温度变化时，则不应满足转换条件VZ≥Vth，不致产生跳变误差。前者通过合理地选择静态工作点来达到，后者则应采用温度补偿技术加以保证。
2．温度补偿原理
上面已经分析过，因为Z-元件的Vth、Ith对温度有一定的灵敏度，所以Z-元件的开关量(光、磁和力敏)输出会产生超前跳变和滞后跳变误差。
使用者在设计电路时，是依据有效激励(光、磁和力等)的大小来确定静态工作点QS，这时Z-元件两端的电压为VZS，并具有下述关系：
Vth-VZS=DV(1)
当T(℃)升高时，因Vth减小，DV就减小。当减小到DV=0时，即VZS=Vth时，就产生了超前跳变误差；同理，当T(℃)下降时，因Vth增大，DV就增大，以至于大到有效激励作用时，也不产生跳变，这就产生了滞后跳变误差。当我们选定负载电阻RL值和电源电压ES后，静态工作点QS就确定了。因此，Z-元件开关电路设计的着眼点应在于DV的取值。既要保证Z-元件在有效激励时，能产生有效跳变；而通过温度补偿又能保证DV的初始设计值不随温度变化，即可消除超前跳变误差和滞后跳变误差。
3．温度补偿方法
(1)负载电阻的确定
图11(a)是开关信号电路的工作解析图，图11(b)是开关信号的波形图。开关量输出的输出低电平VOL不是直线，其变化规律以及跳变幅值与M1区特性和静态工作点的设置有关，这是Z-元件开关量输出的特有问题。为保证应用中有足够大的跳变幅值，输出低电平不致太高，必须合适的设置静态工作点，因而当电源电压一定时，合理的选择负载电阻RL的值十分重要。
Z-元件在没有输出开关信号，即工作在M1区时，其功耗是很小的，只有工作在M3区时，其功耗才增大。从图11(b)可知，开关信号的低电平不是常数，因VOL=IZRL，当温度升高时，IZ增大使VOL增大，而且负载电阻RL越大，低电平增大值也越大，因此，为了降低VOL，要求RL越小越好。由于受Z-元件功耗的限制，RL不能无限制的减小，为了Z-元件安全工作和降低电源的耗电，可选择Z-元件的工作功耗为额定功耗的1/5，即PZ=0.2PM，PZ=0.2PM=IZVZ=IfVf。通过下述计算即可求出合适的负载电阻RL值：
按照产品标准的规定：
Vf≤Vth/3
取：VZ=Vf=Vth/3，
If=(E-Vf)/RL=(Vth-Vf+IthRL)/RL
因为IthRL很小，忽略不计，所以：,
所以：（2）
(2)电源电压ES的确定
由图12可知
ES=VZS+IZSRL
=Vth–DV+IZSRL
因为IZSRL很小，只有0.1~0.2V，所以将其忽略不计，常温下电源电压ES为：
ES≈Vth–DV
考虑到电源电压调变时，可能存在误差，初始设计的DV值不能过小，其最小值建议为(5~10°C)SP（SP为阈值点的温度灵敏度）。所以：ES=Vth+(5~10°C)SP(3)
(3)同步改变电源电压
从图12我们知道，当温度上升到T1时，阈值点P将左移至P1点，若通过补偿能自动将电源电压由ES调整到E1，使工作点从QS左移至Q1，并使(1)式成立，DV即可保持不变，此时Vth1–VZ1=DV；当温度下降到T2时，P点将右移至P2点，若将电源电压ES由ES自动调整到E2，并使(1)式成立，DV仍可保持不变，此时Vth2–VZ2=DV即可消除跳变误差，达到补偿。
在T1时，电源电压为E1：E1=Vth1+(5~10℃)SP=Vth+(T1-T)SP+(5~10℃)SP
在T2时，电源电压为E2：E2=Vth2+(5~10℃)SP=Vth+(T2-T)SP+(5~10℃)SP
在工作温度范围T2~T1间电源电压的调变量为DE：
DE＝E2-E1=(T2-T1)SP（4）
从(4)式可以看出，该开关量输出电路的电源，应该是具有负温度系数的直流电源，该电源可选用图6中的电源E，只需把Rt换成NTC电阻，或用图7中电源EO。
四、脉冲频率输出的温度补偿
1．应用电路
Z-元件的脉冲频率输出有不同的电路组态，其应用组态之一如图13所示。该电路当电源电压E恒定时，在光、磁或力等外部激励作用下，输出端VO可输出与外部激励成比例的脉冲频率信号，称为有效输出，波形为锯齿波，如图14所示。作为半导体敏感元件，由于环境温度对有效输出也具有一定灵敏度，这将严重影响有效输出的检测精度，当环境温度变化较大或检测精度要求较高时，必须通过温度补偿对温漂加以抑制。
2．温度补偿原理
Z-元件的输出频率f与工作电压E有关，与电路结构以及参数有关，也与使用环境温度有关。当电路结构以及参数一定时(C=0.1mF，RL=15kW)输出频率f仅与工作电压E和工作温度T有关。为研究温度补偿原理，确定合适的补偿方法，特列出三者的隐函数关系：f=F(T,E)
如果把Z-元件构成的频率输出电路看成是一个线性系统或者可进行线性化处理时，可利用叠加原理对该隐函数求其偏微分：
当电源电压改变DE，并恰好克服由温度变化DT对输出频率的影响时，输出频率将保持不变，即Df=0，则：
若设：为温度灵敏度,为电压灵敏度，
进而得：STDT=-SEDE