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熱敏電阻范文1
【關鍵詞】光敏電阻 熱敏電阻 傳感器 物理 應用
【中圖分類號】G633.7 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2016）10-0216-02
引言
電阻式傳感器的原理是通過敏感電阻阻值的變化將被測量的物理量，常見的敏感電阻主要有熱敏電阻、光敏電阻、壓敏電阻、磁敏電阻和氣敏電阻等，這些敏感電阻都可以被看做是變阻器。光敏電阻、熱敏電阻等傳感器在生活中的應用是高三物理的一個知識點，應該引起高三物理教學和學習的高度重視。
1.熱敏電阻與光敏電阻介紹
1.1 熱敏電阻
熱敏電阻傳感器通過電阻隨溫度變化的特征，用電阻的變化來反應溫度的變化的裝置。若導體的材料為金屬材料，則溫度和電阻之間呈現正相關的關系，而半導體材料的電阻變化卻和溫度變化呈非線性的負相關的關系。在溫度變化相同的條件下，熱敏電阻的阻值隨溫度的變化是鉑熱電阻的約10倍左右，所以當對精度要求較高時，應用熱敏電阻代替鉑熱電阻來進行測量。熱敏電阻具有很多較為突出的優點，如靈敏度高、體積小、熱慣性小、工作壽命長、測量簡便、價格低廉等。然而，熱敏電阻的缺點也是十分明顯的，比如熱敏電阻的測量結果具有較大的非線性，穩定性及一致性也不理想，在應用熱敏電阻進行測量的過程中通常需要外加補償電路。
1.2 光敏電阻
光敏電阻的又稱為光導管，其原理是基于光電效應，當沒有光照時，光敏電阻的阻值較高，而當光敏電阻受到光照時，光敏電阻的電阻值降低，光照越強，電阻的阻值降低的越多，光照停止，阻值恢復。光敏電阻一般都是由半導體材料所制成的，其結構較為簡單，在玻璃底板涂上一層半導體物質，在半導體物質的兩端裝上金屬電極，將半導體和金屬電極裝入塑料封裝體內。
2.熱敏電阻與光敏電阻的應用
2.1 熱敏電阻的應用
熱敏電阻的阻值隨著溫度的變化而呈現階段性的變化，可以把溫度信號轉化為電信號熱敏電阻可以分為PTC熱敏電阻和NTC熱敏電阻兩類，其中PTC熱敏電阻的特點是電阻值與溫度呈正相關關系，而NTC熱敏電阻則恰恰相反，即電阻值與溫度的變化呈現負相關的關系。其中PTC熱敏電阻的用途主要有自動消磁PTC熱敏電阻、延時啟動熱敏電阻、恒溫加熱熱敏電阻、過流保護熱敏電阻和過熱保護熱敏電阻。其中自動消磁用PTC熱敏電阻通常用于電視劇的消磁電路中，延時啟動PTC熱敏電阻通常應用于空調冰箱制冷等電器的電路中，恒溫加熱PTC熱敏電阻通常應用于熱水器電路中，過流保護熱敏電阻和過熱保護熱敏電阻主要應用于電子鎮流器、電腦、電視等電路中。NTC熱敏電阻按照用途的不同則主要分為功能型NTC熱敏電阻、補償型熱敏電阻和測溫型熱敏電阻?？偠灾?，可以利用熱敏電阻來對溫度進行測量或者控制。熱敏電阻在生活中的應用十分廣泛，如電飯煲、電熱水器、電熨斗、飲水機、空調、電冰箱、溫度報警器、熱熔膠槍等都應用了熱敏電阻。
2.2 光敏電阻的應用
光敏電阻按照光譜特性可以分為三類，分別是可見光光敏電阻、紫外光光敏電阻和紅外光光敏電阻。其中，可見光光敏電阻主要是應用在對于可見光進行自動控制的控制系統中，如光電跟蹤系統，路標燈、航標燈、光控開關等都是對可見光光敏電阻進行的應用，另外可見光光敏傳感器可以和聲敏電阻傳感器一起被用來作為聲光控制開關。紫外光光敏系統由于對于紫外線的敏感度較高，所以一般通常被用來對紫外線進行探測，紅外光敏電阻則主要應用于紅外光譜、紅外通信等方。
3.結語
本文結合高中物理相關知識，首先對熱敏電阻傳感器、光敏電阻傳感器的工作原理、特點和優缺點等內容進行了闡述，在此基礎上對熱敏電阻和光敏電阻的用途進行了分析，研究結果表明，光敏電阻、熱敏電阻等傳感器主要應用于溫度控制、穩壓溫度、溫度補償、各類加熱器、開關電源、溫度控制電路及開關保護電路等諸多方面，與人們的生活具有密不可分的關系。
參考文獻
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熱敏電阻范文2
關鍵詞：熱敏電阻、非平衡直流電橋、電阻溫度特性
1、引言
熱敏電阻是根據半導體材料的電導率與溫度有很強的依賴關系而制成的一種器件，其電阻溫度系數一般為（-0.003~+0.6）℃-1。因此，熱敏電阻一般可以分為:
Ⅰ、負電阻溫度系數（簡稱NTC）的熱敏電阻元件
常由一些過渡金屬氧化物（主要用銅、鎳、鈷、鎘等氧化物）在一定的燒結條件下形成的半導體金屬氧化物作為基本材料制成的，近年還有單晶半導體等材料制成。國產的主要是指MF91~MF96型半導體熱敏電阻。由于組成這類熱敏電阻的上述過渡金屬氧化物在室溫范圍內基本已全部電離，即載流子濃度基本上與溫度無關，因此這類熱敏電阻的電阻率隨溫度變化主要考慮遷移率與溫度的關系，隨著溫度的升高，遷移率增加，電阻率下降。大多應用于測溫控溫技術，還可以制成流量計、功率計等。
Ⅱ、正電阻溫度系數（簡稱PTC）的熱敏電阻元件
常用鈦酸鋇材料添加微量的鈦、鋇等或稀土元素采用陶瓷工藝，高溫燒制而成。這類熱敏電阻的電阻率隨溫度變化主要依賴于載流子濃度，而遷移率隨溫度的變化相對可以忽略。載流子數目隨溫度的升高呈指數增加，載流子數目越多，電阻率越校應用廣泛，除測溫、控溫，在電子線路中作溫度補償外，還制成各類加熱器，如電吹風等。
2、實驗裝置及原理
【實驗裝置】
FQJ—Ⅱ型教學用非平衡直流電橋，FQJ非平衡電橋加熱實驗裝置（加熱爐內置MF51型半導體熱敏電阻（2.7kΩ）以及控溫用的溫度傳感器），連接線若干。
【實驗原理】
根據半導體理論，一般半導體材料的電阻率 和絕對溫度 之間的關系為
（1—1）
式中a與b對于同一種半導體材料為常量，其數值與材料的物理性質有關。因而熱敏電阻的電阻值 可以根據電阻定律寫為
（1—2）
式中 為兩電極間距離， 為熱敏電阻的橫截面， 。
對某一特定電阻而言， 與b均為常數，用實驗方法可以測定。為了便于數據處理，將上式兩邊取對數，則有
（1—3）
上式表明 與 呈線性關系，在實驗中只要測得各個溫度 以及對應的電阻 的值，
以 為橫坐標， 為縱坐標作圖，則得到的圖線應為直線，可用圖解法、計算法或最小二乘法求出參數 a、b的值。
熱敏電阻的電阻溫度系數 下式給出
（1—4）
從上述方法求得的b值和室溫代入式（1—4），就可以算出室溫時的電阻溫度系數。
熱敏電阻 在不同溫度時的電阻值，可由非平衡直流電橋測得。非平衡直流電橋原理圖如右圖所示，B、D之間為一負載電阻 ，只要測出 ，就可以得到 值。
當負載電阻 ，即電橋輸出處于開
路狀態時， =0，僅有電壓輸出，用 表示，當 時，電橋輸出 =0，即電橋處于平衡狀態。為了測量的準確性，在測量之前，電橋必須預調平衡，這樣可使輸出電壓只與某一臂的電阻變化有關。
若R1、R2、R3固定，R4為待測電阻，R4 = RX，則當R4R4+R時，因電橋不平衡而產生的電壓輸出為：
（1—5）
在測量MF51型熱敏電阻時，非平衡直流電橋所采用的是立式電橋 ， ，且 ，則
（1—6）
式中R和 均為預調平衡后的電阻值，測得電壓輸出后，通過式（1—6）運算可得R，從而求的 =R4+R。
3、熱敏電阻的電阻溫度特性研究
根據表一中MF51型半導體熱敏電阻（2.7kΩ）之電阻~溫度特性研究橋式電路，并設計各臂電阻R和 的值，以確保電壓輸出不會溢出（本實驗 =1000.0Ω， =4323.0Ω）。
根據橋式，預調平衡，將“功能轉換”開關旋至“電壓“位置，按下G、B開關，打開實驗加熱裝置升溫，每隔2℃測1個值，并將測量數據列表（表二）。
表一 MF51型半導體熱敏電阻（2.7kΩ）之電阻～溫度特性
溫度℃ 25 30 35 40 45 50 55 60 65
電阻Ω 2700 2225 1870 1573 1341 1160 1000 868 748
表二 非平衡電橋電壓輸出形式（立式）測量MF51型熱敏電阻的數據
i 9 10
溫度t℃ 10.4 12.4 14.4 16.4 18.4 20.4 22.4 24.4 26.4 28.4
熱力學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
根據表二所得的數據作出 ～ 圖，如右圖所示。運用最小二乘法計算所得的線性方程為 ，即MF51型半導體熱敏電阻（2.7kΩ）的電阻～溫度特性的數學表達式為 。
4、實驗結果誤差
通過實驗所得的MF51型半導體熱敏電阻的電阻—溫度特性的數學表達式為 。根據所得表達式計算出熱敏電阻的電阻～溫度特性的測量值，與表一所給出的參考值有較好的一致性，如下表所示：
表三 實驗結果比較
溫度℃ 25 30 35 40 45 50 55 60 65
參考值RT Ω 2700 2225 1870 1573 1341 1160 1000 868 748
測量值RT Ω 2720 2238 1900 1587 1408 1232 1074 939 823
相對誤差 % 0.74 0.58 1.60 0.89 4.99 6.20 7.40 8.18 10.00
從上述結果來看，基本在實驗誤差范圍之內。但我們可以清楚的發現，隨著溫度的升高，電阻值變小，但是相對誤差卻在變大，這主要是由內熱效應而引起的。
5、內熱效應的影響
在實驗過程中，由于利用非平衡電橋測量熱敏電阻時總有一定的工作電流通過，熱敏電阻的電阻值大，體積小，熱容量小，因此焦耳熱將迅速使熱敏電阻產生穩定的高于外界溫度的附加內熱溫升，這就是所謂的內熱效應。在準確測量熱敏電阻的溫度特性時，必須考慮內熱效應的影響。本實驗不作進一步的研究和探討。
6、實驗小結
通過實驗，我們很明顯的可以發現熱敏電阻的阻值對溫度的變化是非常敏感的，而且隨著溫度上升，其電阻值呈指數關系下降。因而可以利用電阻—溫度特性制成各類傳感器，可使微小的溫度變化轉變為電阻的變化形成大的信號輸出，特別適于高精度測量。又由于元件的體積小，形狀和封裝材料選擇性廣，特別適于高溫、高濕、振動及熱沖擊等環境下作溫濕度傳感器，可應用與各種生產作業，開發潛力非常大。
參考文獻：
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熱敏電阻范文3
關鍵詞：火災探測；溫度報警；熱敏電阻
中圖分類號：TN98 文獻標識碼：A 文章編號：1674-7712 （2013） 10-0019-01
一、引言
火災報警系統是智能建筑的重要組成部分，它承擔探測火災隱患和實現安全防范的重任?；馂奶綔y器是火災自動報警控制系統中的主要檢測元件，它根據探測對象的不同可分為氣體、感煙火和感溫火災探測器等。
經過足夠的火災初期和陰燃階段后，一般可燃物將由于點燃而致累積足夠的熱量，接著發展成火焰燃燒、擴散，火勢蔓延，環境溫度不斷升高，燃燒不斷擴大，形成火災。在此階段，一般可燃物點燃后產生的煙霧相對減少不利于判斷和測量，但是火災發生過程中所產生的熱量會造成環境溫度有較大變化。因此，如果能有效檢測環境溫度明顯變化這一特征參數，我們就能有效及時地控制火災，減少人員和財物損失[1]。本文首先討論了利用熱敏電阻感溫進行單限火災報警的電路設計，在此基礎上，為克服單限溫度報警的誤報問題，提出了雙限火災報警電路的設計，取得了良好的效果。
二、熱敏電阻
熱敏電阻由半導體材料構成，通常由鎂、銅、鐵、鎳、錳等金屬的氧化物或其他化合物等組成。根據產品性能的不同，熱敏電阻由不同的配比燒結而成，其電阻率隨溫度變化而變化。在實際應用中，通常以負溫度系數（NTC）型熱敏電阻來進行溫度測量。該探測器電路受開關三極管控制，該開關三極管的基極電壓由兩分壓電阻--電位器R3和熱敏電阻R5提供。其中，固定電阻R1，R1和電位器R2能夠起到保護電路的作用，而將直流電流源的正極上接在R5和R1中間，三極管集電極連接發光二極管（LED），其發射集接在直流電流源的負極。
三、單限感溫探測器
為能使開關三極管正常地工作在飽和區和截止區，系統需要熱敏電阻在常溫下的阻值遠大于R1的阻值；而在溫度提升時，熱敏電阻的阻值應該降低，這就意味著電阻R5的阻值要小于R1的阻值。
單限感溫探測器[1，2，3]基本能實現過溫報警，但在一些特殊場合，如火災等導致的氨氣泄露情況，此時氨氣將吸收大量的熱造成環境溫度極低，從而導致火災探測器不能即使報警，因此雙限感溫探測器將是一種更為合適的感溫火災探測裝置。
四、雙限感溫探測器
雙限溫度報警電路如圖2所示[3]，它采用一塊施密特集成電路，具有體積小、成本低、反應靈敏等特點，而且聲光顯示功耗低。該電路主要由兩部分組成，其中上限報警功能由A、B及C1和R4組成，下限報警功能則而由C、D及R5、C2構成。
上限和下限兩個報警點由電位器RP1和RP2分別設置，從而使A和C輸入端都為高電平，若其輸出都為低電平則振蕩器停振。若環境溫度過低，熱敏電阻R2阻值由于具有負溫度系統這一特性，其值將增大，從而使C有高電平輸出，D起振，壓電片YD將低音調蜂鳴聲發出。發光二極管LED將亮燈顯示溫度過低，實現低溫報警；若環境溫度過高，熱敏電阻R1阻值將變小，從而使A輸出高電平，B起振，壓電陶瓷片YD會有高音調的蜂鳴聲發出，發光二極管LED1將同時點亮，顯示溫度過高，實現高溫報警。
CMOS電路的靜態功耗非常小，其工作電流通常在微安級，因此電路靜態時的電能消耗主要在電位器RP1、RP2和熱敏電阻R1上。若實際電路中采用的專用測溫電阻阻值在百kΩ以上，同時將RP1、RP2的阻值按圖中比例作相應地放大，則將有效地減少靜態時的電源消耗，從而延長供電電池的使用壽命，節約能源。
五、結論
感溫探測器是利用熱敏元件隨環境溫度升高而阻值降低這一特性來探測火災的。在火災初始階段，物質在燃燒過程中通常會釋放出大量的熱量，從而導致周圍環境溫度迅速增加，這時傳統的單限感溫探測器就能滿足要求發出報警。但在一些特殊情況下（如氨氣泄露等），由于火災導致的泄露氨氣會吸收周圍環境大量的熱量，從而導致環境溫度降低，這時單限感溫探測器就不能完成其應用的任務。因此本文在討論單限感溫探測器的基礎上，提出了改進的雙限感溫探測器用于火災探測，提高了火災預報綠，取得了良好的效果。
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熱敏電阻范文4
關鍵詞：溫度傳感器；熱敏電阻；集成電路型溫度傳感器
中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2017）02-0194-02
一、溫度傳感器的基本特性
1.熱敏電阻溫度傳感器的基本特性。熱敏電阻是指對溫度敏感的半導體材料制成的電阻，一般按溫度系數分為：負溫度系數熱敏電阻（NTC）、正溫度系數熱敏電阻（PTC）和臨界溫度系數熱敏電阻（CTR）。NTC熱敏電阻生產最早、最成熟、使用范圍也廣，最常見的是由金屬氧化物組成的，如：錳、鈷、鐵、鎳、銅等兩三種的氧化物混合燒結而成。熱敏電阻可以根據使用要求封裝加工成各種形狀的探頭。
二、溫度傳感器的溫度特性測試
三、溫度傳感器的應用電路
下面介紹兩個溫度傳感器應用實驗的內容。
1.熱敏電阻的應用――電子溫控開關。電子溫控開關電路見圖4。它是由三只三極管組成的直接耦合電路。當環境溫度在設定溫度以下時，三極管VT1導通，VT2也導通。它的集電極電壓在0.3V以下，因此三極管VT3截止，LED不亮，相當于開關斷開。如果環境溫度上升，熱敏電阻的電阻值隨之減小，這樣三極管VT1的基極電壓就會升高，由于VT1是PNP型三極管，所以三極管VT1截止，三極管VT2的基極得不到工作電流也將截止，它的集電極電壓升高，使三極管VT3飽和導通，這時LED點亮，相當于開關接通。
2.電壓型集成溫度傳感器LM35的應用――數顯溫度計。以FB716-Ⅰ裝置中已有的LM35溫度傳感器為例介紹，見圖5。
在測試好LM35傳感器溫度特性、作溫度與輸出電壓的關系曲線、擬合出線性方程，可知其溫度系數為10mV/℃左右。以此知識為背景可設計出，以其為核心器件的、用數字萬用表200mV擋為顯示部分的電子溫度表（此舉是盡量使用實驗箱中的器材）。如此安排實驗，擴充了原有實驗裝置的實驗功能，作為的一個設計性實驗開出就完整了。
四、結束語
當前工科專業的物理實驗課程教學，均存在少學時與少課時（一項實驗只有2課時）的問題，導致學生可操作的實驗內容偏少，這個問題該如何應對？筆者認為除了積極爭取實驗學時之外，挖掘實驗教學本身的潛力，也是一種可行的辦法，結合理工類各專業的培養目標和專業特色，利用各類傳感器的物理原理，將它們的應用引進到物理實驗教學中來，是物理實驗教學改革的一項不錯的舉措。
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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）
熱敏電阻范文5
關鍵詞： HT48R54A； 溫度測量； 熱敏電阻； 溫度表格
中圖分類號： TN964?34 文獻標識碼： A 文章編號： 1004?373X（2013）12?0143?02
隨著人民生活水平以及環保意識的不斷加強，越來越多的消費者傾向于選擇太陽能熱水器，帶輔助電加熱功能的太陽能熱水器尤其受到市場的青睞[1?3]。帶輔助電加熱功能的太陽能熱水器可以根據用戶設定的溫度自動電加熱，要完成這一功能的首要前提是必須先準確測量熱水器的水溫。目前測量水溫的方法有：采用溫度傳感器DS18B20、采用熱敏電阻并通過電壓頻率轉換電路將電阻值轉化為頻率進行測量等方法[4?5]。采用溫度傳感器DS18B20測量水溫，接口電路簡單，但價格較貴。采用熱敏電阻并通過電壓頻率轉換電路測量水溫，由于引入電壓頻率轉換電路，增加了系統成本。作者在本文中提出了一種采用熱敏電阻測量溫度的簡單易行、價格低廉的方法，且占用極少單片機I/O接口。這種方法也可應用于其他測溫系統中。
1 太陽能熱水器溫度測量電路及原理
2 系統軟件設計
2.1 獲取充電時間的軟件設計
2.2 溫度表格的生成
2.3 查表程序設計
3 結 語
本文設計了一種基于HT48R54A單片機的太陽能熱水器溫度測量系統，該系統采用RC充放電式溫度傳感器測量電路，軟件獲取固定電阻與電容組成充電回路的充電時間、獲取熱敏電阻與電容組成充電回路的充電時間，建立溫度表格，通過查表方式可以檢測當前的溫度。此系統結構簡單易行，價格低廉，且占用極少系統資源。
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熱敏電阻范文6
關鍵詞：Z-元件、敏感元件、溫度補償、光敏、磁敏、力敏
一、前言
半導體敏感元件對溫度都有一定的靈敏度。抑制溫度漂移是半導體敏感元件的常見問題，Z-元件也不例外。本文在前述文章的基礎上，詳細介紹Z-元件的溫度補償原理與溫度補償方法，供光、磁、力敏Z-元件應用開發參考。
不同品種的Z-元件均能以簡單的電路，分別對溫、光、磁、力等外部激勵作用輸出模擬、開關或脈沖頻率信號[1][2][3]，其中后兩種為數字信號，可構成三端數字傳感器。這種三端數字傳感器不需放大和A/D轉換就可與計算機直接通訊，直接用于多種物理參數的監控、報警、檢測和計量，在數字信息時代具有廣泛的應用前景，這是Z-元件的技術優勢。但由于Z-元件是半導體敏感元件，對環境溫度影響必然也有一定的靈敏度，這將在有效輸出中因產生溫度漂移而嚴重影響檢測精度。因而，在高精度檢測計量中，除在生產工藝上、電路參數設計上應盡可能降低光、磁、力敏Z-元件的溫度靈敏度外，還必須研究Z-元件所特有的溫度補償技術。
Z-元件的工作原理本身很便于進行溫度補償，補償方法也很多。同一品種的Z-元件，因應用電路組態不同，其補償原理與補償方法也不同，特就模擬、開關和脈沖頻率三種不同的輸出組態分別敘述如下。
二、模擬量輸出的溫度補償
對Z-元件的模擬量輸出，溫度補償的目的是克服溫度變化的干擾，調整靜態工作點，使輸出電壓穩定。
1．應用電路
Z-元件的模擬量輸出有正向(M1區)應用和反向應用兩種方式，應用電路如圖1所示，其中圖1(a)為正向應用，圖1(b)為反向應用，圖2為溫度補償原理解析圖。
2．溫度補償原理和補償方法
在圖2中，溫度補償時應以標準溫度20℃為溫度補償的工作基準，其中令：
TS：標準溫度
T：工作溫度
QS：標準溫度時的靜態工作點
Q：工作溫度時的靜態工作點
QS￠：溫度補償后的靜態工作點
VOS：標準溫度時的輸出電壓
VO：工作溫度時的輸出電壓
在標準溫度TS時，由電源電壓E、負載電阻RL決定的負載線與TS時的M1區伏安特性（或反向特性）相交，確定靜態工作點QS，輸出電壓為VOS。當環境溫度從TS升高到T時，靜態工作點QS沿負載線移動到Q，相應使輸出電壓由VOS增加到VO，且VO＝VOS＋DVO，產生輸出漂移DVO，。若采用補償措施在環境溫度T時使工作點由Q移動到QS￠，使輸出電壓恢復為VO，則可抑制輸出漂移，使DVO＝0，達到全補償。
(1)利用NTC熱敏電阻
基于溫度補償原理，在圖1(a)、(b)中，利用NTC熱敏電阻Rt取代負載電阻RL，如圖3(a)、(b)所示，溫度補償過程解析如圖2所示。
在圖3電路中，標準溫度TS時負載電阻為Rt，當溫度升高到工作溫度T時，使其阻值為Rt￠，可使靜態工作點由Q推移到QS￠，由于Rt.<Rt￠，故應選NTC熱敏電阻。當溫度漂移量DVO已知時，只要確定標準溫度時的Rt值及合適的溫度系數(即B)值，使得在工作溫度時的阻值為Rt￠，即可達到全補償。
(2)改變電源電壓
基于溫度補償原理，補償電路如圖4(a)、(b)所示，圖5為補償過程解析圖，其中負載電阻RL值不變，當溫度由TS升到T時，產生輸出漂移DVO，為使DVO=0，可使ES相應增大到ES￠，若電源電壓的調整量為DE，且DE=ES￠-ES，要滿足DE=-KDVO的補償條件，可達到全補償。其中，K為比例系數，“負號”表示電壓的改變方向應與輸出漂移方向相反，比例系數K與負載線斜率有關，可通過計算或實驗求取，且：
為了得到滿足補償條件的按溫度調變的電源電壓，實際補償時可采用緩變型PTC熱敏電阻、NTC熱敏電阻或溫敏Z-元件來改變電源電壓E，達到補償的目的：
①采用緩變型PTC熱敏電阻
采用緩變型PTC熱敏電阻的補償電路如圖6所示。
在圖6中，Z-元件與負載電阻RL構成工作電路，工作電路的直流電源電壓E由集成穩壓電源LM317電路供電，Rt為緩變型熱敏電阻，采用熱敏電阻Rt的LM317電路的輸出電壓為：
按溫度補償要求，當溫度增加時，電源電壓E應該增加，Rt應該增加，故Rt應選緩變型PTC熱敏電阻。R2用于設定電壓E的初始值，合理選擇PTC熱敏電阻Rt的初始值及其溫度系數，使之滿足DE=-KDVO的補償條件即可達到補償的目的。
②采用NTC熱敏電阻
因緩變型PTC熱敏電阻市售較少，而且補償過程中溫度系數也難于匹配，多數情況應采用NTC熱敏電阻。
若采用NTC熱敏電阻進行補償時，也可采用圖6所示電路，但要把R1與Rt互換位置。
當采用NTC型熱敏電阻時，為了便于熱敏電阻的補償匹配，可利用運算放大器，實際補償電路如圖7所示。
在圖7中，Rt為NTC熱敏電阻，A為由單電源VCC供電的反相輸入運放構成的比例放大器，通過該運放的反相作用，使LM317的輸出電壓EO適合工作Z-元件工作電壓E的補償極性要求。例如，溫度升高時，EO下降，E增加；反之溫度降低時，EO增加，E減少。該補償電路的另一優點是，可通過運放比例系數的附加調整便于NTC熱敏的補償匹配。
(3)差動補償
①并聯差動補償
運放的第一級幾乎沒有例外均采用差動電路，并利用差動電路的對稱性和元器件特性的一致性來補償溫度漂移。Z-元件也可采用這種方法，補償電路如圖8所示。其中，圖8(a)為正向應用，圖8(b)為反向應用，圖8(c)為實際補償電路。其中Z為工作Z-元件，ZC為補償Z-元件，RL與RC為相應的負載電阻。
補償原理：對差動對稱電路，當左右兩側工作Z-元件Z與補償Z-元件ZC的靜態伏安特性與動態溫度系數完全一致，以及電阻RC與R阻值及其溫度系數也完全一致時，采用浮動輸出，因始終保持VO=VOC，當環境溫度改變時，也不會產生溫漂，而工作Z-元件有其它外部激勵作用(如光、磁、力等)時，則可產生有效輸出。
理論上，若左右元器件完全對稱，在標準溫度TS時，浮動輸出DVO=VO-VOC=0，當溫度升高到工作溫度T時，因左右兩支路電流同步增加，DVO=VO-VOC=0仍然成立。實際上，左右兩支路元器件不可能完全對稱，特別是Z-元件有一定的離散性，使DVO不可能完全為0。因而，除按補償精度要求，對Z-元件的一致性進行嚴格篩選外，在電路上應采用輔助調整措施，如圖8(c)中利用電位器RW。
②串聯差動補償
并聯對稱補償的缺點是浮動輸出，為變成單端輸出還需要一個雙端輸入到單端輸出的轉換電路。采用串聯對稱補償可克服這一缺點。
串聯對稱補償的原理電路如圖9所示。其中圖9(a)為正向應用，圖9(b)為反向應用，圖9(c)和(d)為實用化補償電路。
補償原理：該補償電路為“上下對稱”結構，元器件的一致性要求與并聯對稱補償的要求相同。在標準溫度TS時，工作電流流過上下分壓支路，使輸出電壓VO=E/2。溫度升高到工作溫度T時，工作電流雖然增加，但輸出電壓VO仍為E/2，不產生溫度漂移。而工作Z-元件當有其它外部激勵作用時，可產生有效輸出。
該補償電路的缺點是靜態輸出電壓不為零，為使靜態輸出電壓為零，需附加電平位移電路。
三、開關量輸出的溫度補償
開關量輸出電路示于圖10，(a)為電阻接地，(b)為Z-元件接地。開關量輸出的溫度補償與模擬量輸出的溫度補償相比，兩者的補償目的不同。后者是模擬信號，當溫度改變時，引起靜態工作點偏移，通過補償調整靜態工作點，使輸出電壓恢復穩定。前者是數字信號，數字信號的溫度穩定性及其補償技術是一個新問題。在研究開關量輸出補償原理與補償方法之前，必須先引入有效跳變與跳變誤差的新概念。
1．有效跳變與跳變誤差
溫、光、磁、力四種Z-元件均可相應構成溫控、光控、磁控、力控開關，提供開關量輸出，用于對物理參數的監控與報警。其中，除溫控開關外，對這些控制開關的基本要求是應具有溫度穩定性。也就是說，在光、磁或力等外部激勵作用下，并達到設定值時，應準確地產生輸出跳變，稱為有效跳變。而不應受環境溫度影響產生跳變誤差。由于開關量輸出是數字信號，其跳變誤差也必然是兩種極端的情況，為研究方便分別定義為超前跳變誤差和滯后跳變誤差。實際上，由于Z-元件的Vth值是溫度的函數，當環境溫度改變時，因受Vth變化的影響，超前與滯后兩種跳變誤差都有可能發生。
若環境溫度升高，使Vth下降，當滿足狀態轉換條件VZ3Vth時，外部激勵雖未達到設定值，可能產生“不該跳也跳”的超前跳變誤差；反之，若環境溫度降低，使Vth增加，這時外部激勵雖已達到設定值，但由于不能滿足狀態轉換條件VZ3Vth，則可能產生“該跳不跳”的滯后跳變誤差。
為克服這兩種跳變誤差，在電路設計時必須考慮溫度補償技術。因此，對光、磁、力敏Z-元件構成控制開關的設計原則是：在外部激勵作用下，必須能夠滿足狀態轉換條VZ≥Vth，而產生有效跳變；而當環境溫度變化時，則不應滿足轉換條件VZ≥Vth，不致產生跳變誤差。前者通過合理地選擇靜態工作點來達到，后者則應采用溫度補償技術加以保證。
2．溫度補償原理
上面已經分析過，因為Z-元件的Vth、Ith對溫度有一定的靈敏度，所以Z-元件的開關量(光、磁和力敏)輸出會產生超前跳變和滯后跳變誤差。
使用者在設計電路時，是依據有效激勵(光、磁和力等)的大小來確定靜態工作點QS，這時Z-元件兩端的電壓為VZS，并具有下述關系：
Vth-VZS=DV(1)
當T(℃)升高時，因Vth減小，DV就減小。當減小到DV=0時，即VZS=Vth時，就產生了超前跳變誤差；同理，當T(℃)下降時，因Vth增大，DV就增大，以至于大到有效激勵作用時，也不產生跳變，這就產生了滯后跳變誤差。當我們選定負載電阻RL值和電源電壓ES后，靜態工作點QS就確定了。因此，Z-元件開關電路設計的著眼點應在于DV的取值。既要保證Z-元件在有效激勵時，能產生有效跳變；而通過溫度補償又能保證DV的初始設計值不隨溫度變化，即可消除超前跳變誤差和滯后跳變誤差。
3．溫度補償方法
(1)負載電阻的確定
圖11(a)是開關信號電路的工作解析圖，圖11(b)是開關信號的波形圖。開關量輸出的輸出低電平VOL不是直線，其變化規律以及跳變幅值與M1區特性和靜態工作點的設置有關，這是Z-元件開關量輸出的特有問題。為保證應用中有足夠大的跳變幅值，輸出低電平不致太高，必須合適的設置靜態工作點，因而當電源電壓一定時，合理的選擇負載電阻RL的值十分重要。
Z-元件在沒有輸出開關信號，即工作在M1區時，其功耗是很小的，只有工作在M3區時，其功耗才增大。從圖11(b)可知，開關信號的低電平不是常數，因VOL=IZRL，當溫度升高時，IZ增大使VOL增大，而且負載電阻RL越大，低電平增大值也越大，因此，為了降低VOL，要求RL越小越好。由于受Z-元件功耗的限制，RL不能無限制的減小，為了Z-元件安全工作和降低電源的耗電，可選擇Z-元件的工作功耗為額定功耗的1/5，即PZ=0.2PM，PZ=0.2PM=IZVZ=IfVf。通過下述計算即可求出合適的負載電阻RL值：
按照產品標準的規定：
Vf≤Vth/3
?。篤Z=Vf=Vth/3，
If=(E-Vf)/RL=(Vth-Vf+IthRL)/RL
因為IthRL很小，忽略不計，所以：,
所以：（2）
(2)電源電壓ES的確定
由圖12可知
ES=VZS+IZSRL
=Vth–DV+IZSRL
因為IZSRL很小，只有0.1~0.2V，所以將其忽略不計，常溫下電源電壓ES為：
ES≈Vth–DV
考慮到電源電壓調變時，可能存在誤差，初始設計的DV值不能過小，其最小值建議為(5~10°C)SP（SP為閾值點的溫度靈敏度）。所以：ES=Vth+(5~10°C)SP(3)
(3)同步改變電源電壓
從圖12我們知道，當溫度上升到T1時，閾值點P將左移至P1點，若通過補償能自動將電源電壓由ES調整到E1，使工作點從QS左移至Q1，并使(1)式成立，DV即可保持不變，此時Vth1–VZ1=DV；當溫度下降到T2時，P點將右移至P2點，若將電源電壓ES由ES自動調整到E2，并使(1)式成立，DV仍可保持不變，此時Vth2–VZ2=DV即可消除跳變誤差，達到補償。
在T1時，電源電壓為E1：E1=Vth1+(5~10℃)SP=Vth+(T1-T)SP+(5~10℃)SP
在T2時，電源電壓為E2：E2=Vth2+(5~10℃)SP=Vth+(T2-T)SP+(5~10℃)SP
在工作溫度范圍T2~T1間電源電壓的調變量為DE：
DE＝E2-E1=(T2-T1)SP（4）
從(4)式可以看出，該開關量輸出電路的電源，應該是具有負溫度系數的直流電源，該電源可選用圖6中的電源E，只需把Rt換成NTC電阻，或用圖7中電源EO。
四、脈沖頻率輸出的溫度補償
1．應用電路
Z-元件的脈沖頻率輸出有不同的電路組態，其應用組態之一如圖13所示。該電路當電源電壓E恒定時，在光、磁或力等外部激勵作用下，輸出端VO可輸出與外部激勵成比例的脈沖頻率信號，稱為有效輸出，波形為鋸齒波，如圖14所示。作為半導體敏感元件，由于環境溫度對有效輸出也具有一定靈敏度，這將嚴重影響有效輸出的檢測精度，當環境溫度變化較大或檢測精度要求較高時，必須通過溫度補償對溫漂加以抑制。
2．溫度補償原理
Z-元件的輸出頻率f與工作電壓E有關，與電路結構以及參數有關，也與使用環境溫度有關。當電路結構以及參數一定時(C=0.1mF，RL=15kW)輸出頻率f僅與工作電壓E和工作溫度T有關。為研究溫度補償原理，確定合適的補償方法，特列出三者的隱函數關系：f=F(T,E)
如果把Z-元件構成的頻率輸出電路看成是一個線性系統或者可進行線性化處理時，可利用疊加原理對該隱函數求其偏微分：
當電源電壓改變DE，并恰好克服由溫度變化DT對輸出頻率的影響時，輸出頻率將保持不變，即Df=0，則：
若設：為溫度靈敏度,為電壓靈敏度，
進而得：STDT=-SEDE