热敏电阻及其原理应用

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加热热敏电阻的原理及应用

加热热敏电阻的原理及应用

加热热敏电阻的原理及应用1. 加热热敏电阻的原理加热热敏电阻是一种基于热敏效应的温度传感器。

其工作原理是利用热敏材料的电阻随温度变化的特性来测量环境温度。

热敏材料是一种随温度变化而改变电阻值的材料,在低温下电阻较高,随着温度的升高,电阻值逐渐减小。

加热热敏电阻通常由热敏电阻元件和加热电源组成。

加热电源通过加热热敏电阻,使其温度升高。

当环境温度低于加热热敏电阻温度时,加热电源输出电流较大,加热热敏电阻的电阻值较高;当环境温度达到或超过加热热敏电阻温度时,加热电源输出电流减小,加热热敏电阻的电阻值随之减小。

通过测量加热热敏电阻的电阻值的变化,可以间接得到环境温度的信息。

2. 加热热敏电阻的应用加热热敏电阻广泛应用于各个领域的温度测量和控制。

以下是几个常见的应用领域:2.1 家用电器加热热敏电阻被广泛应用于家用电器中,例如冰箱、空调和洗衣机等。

它们可以用于检测和控制这些电器的温度,以确保它们在正常运行温度范围内工作并保护电器免受过热或过冷的影响。

2.2 汽车工业在汽车工业中,加热热敏电阻被用于测量引擎温度、水温和油温等。

这些数据对于发动机的正常运行至关重要,因此加热热敏电阻在汽车工业中起到了非常重要的作用。

2.3 医疗设备加热热敏电阻在医疗设备中也有广泛的应用。

例如,在血压计、体温计和呼吸机等设备中,加热热敏电阻可以用于检测和控制患者的体温,以确保患者的健康状况得到有效监控。

2.4 工业自动化在工业自动化领域,加热热敏电阻可以用于测量和控制生产过程中的温度。

例如,在烘烤炉、熔炉和炼油厂等工业设备中,加热热敏电阻可以用来监测和调节设备的温度,以确保产品质量和生产效率。

3. 加热热敏电阻的优点使用加热热敏电阻进行温度测量和控制具有以下优点:3.1 精度高加热热敏电阻可以提供较高的温度测量精度,特别是在较低温度范围内。

这使得它们适用于对温度精度要求较高的应用。

3.2 响应速度快加热热敏电阻的响应速度相对较快,可以在较短的时间内提供准确的温度读数。

热敏电阻的工作原理及作用

热敏电阻的工作原理及作用

热敏电阻的工作原理及作用
热敏电阻(简称RTD)是一种以温度为被测参量的电子元件,它的工作原理是采用热
传导的原理,通过电子元件的变化来检测温度变化。

热敏电阻不仅具有温度传感和检测、
测量和控制的功能,而且还具有良好的耐用性、使用寿命长、能够把温度变化转化为电信号,优越的抗干扰能力等。

1、温度检测。

热敐电阻主要用作温度检测,充分利用电子元件的电压或电流的变化
来检测温度变化。

它可以直接转化成温度信号,准确、稳定地测量温度,用于工业温控系
统的监控和控制。

2、抗干扰能力。

与普通温度传感器相比,热敏电阻具有更好的抗干扰能力,可以有
效抑制外界干扰因素,准确可靠地测量温度。

3、取样系统。

热敏电阻可以作为取样系统的一部分,此时它可以检测工作过程中的
温度变化,准确可靠地检测温度。

4、测量电流。

热敏电阻可以作为电路中测量电流的校准元件,用来检测电流的场强,灵敏度高,准确度高,测量准确性好。

5、环境控制。

热敏电阻可以用于监测和调节环境温度,使它们保持在所需的范围内。

热敏电阻已经用于化工、机械、建筑物空调、污水处理、矿业、食品等诸多行业的温
度控制,在工业自动化控制和电路调整中发挥着重要作用。

ntc热敏电阻原理

ntc热敏电阻原理

ntc热敏电阻原理NTC热敏电阻原理引言:NTC热敏电阻(Negative Temperature Coefficient Thermistor)是一种根据温度变化而产生变化的电阻器件。

它在温度上升时呈现出电阻值下降的特性,因此被广泛应用于温度测量、温度补偿和温度控制等领域。

本文将介绍NTC热敏电阻的原理及其应用。

一、NTC热敏电阻的基本原理NTC热敏电阻的基本原理是基于半导体材料的温度变化特性。

半导体材料中的载流子浓度与温度呈负指数关系,即当温度升高时,半导体内的载流子浓度会减少。

而载流子浓度的变化会导致电阻值的变化,使NTC热敏电阻呈现出温度敏感的特性。

二、NTC热敏电阻的结构和特点NTC热敏电阻通常由氧化物陶瓷材料制成,如锌、锰、铁等金属氧化物。

它的结构包括电阻体、引线和封装材料。

电阻体是NTC热敏电阻的核心部件,它由氧化物陶瓷粉末制成,具有高温度系数和良好的温度敏感性。

引线用于连接电阻体与电路,通常采用铜或镍等导电材料。

封装材料用于保护电阻体和引线,通常采用环氧树脂或硅胶等材料。

NTC热敏电阻的特点如下:1. 温度敏感性高:NTC热敏电阻的电阻值随温度变化迅速,具有较高的温度敏感性。

2. 稳定性好:NTC热敏电阻的温度系数稳定,能够在一定温度范围内提供准确可靠的测量和控制。

3. 响应速度快:NTC热敏电阻对温度变化的响应速度较快,能够实时监测温度变化。

4. 体积小:NTC热敏电阻的体积较小,适合在空间有限的场合使用。

三、NTC热敏电阻的应用1. 温度测量:NTC热敏电阻可以根据其电阻值与温度之间的关系,实现温度的测量和监控。

它被广泛应用于家用电器、电子设备和工业自动化等领域。

2. 温度补偿:NTC热敏电阻可以用于温度补偿电路,提高电路的稳定性和精度。

例如,在电压检测电路中,可以通过NTC热敏电阻对温度进行补偿,从而减小温度对电压测量的影响。

3. 温度控制:NTC热敏电阻可以用于温度控制回路,实现温度的自动调节。

热敏电阻的基本原理和应用

热敏电阻的基本原理和应用

热敏电阻的基本原理和应用1. 热敏电阻的概述热敏电阻是一种能够随温度变化而改变电阻值的电子元件。

它的工作原理是基于材料在温度变化下电阻的变化特性。

热敏电阻通常由金属氧化物材料制成,如氧化锡、氧化镍等。

这些材料在不同的温度下表现出不同的导电特性,从而实现测量温度的功能。

2. 热敏电阻的工作原理热敏电阻的工作原理可以分为两种类型,即正温度系数热敏电阻(PTC)和负温度系数热敏电阻(NTC)。

2.1 正温度系数热敏电阻(PTC)正温度系数热敏电阻的电阻值随温度的升高而增加。

这是因为在高温下,材料的导电性能减弱,电阻值增加。

这种热敏电阻在电子电路中常用于过流保护,当电流超过一定值时,热敏电阻的电阻值迅速升高,从而起到限流保护的作用。

2.2 负温度系数热敏电阻(NTC)负温度系数热敏电阻的电阻值随温度的升高而减小。

这是由于在高温下,材料的导电性能增强,电阻值减小。

负温度系数热敏电阻被广泛应用于温度测量和控制领域。

当温度发生变化时,其电阻值的变化可用于反映温度的变化。

3. 热敏电阻的应用3.1 温度测量热敏电阻被广泛应用于温度测量领域。

通过将热敏电阻与电路相连,可以利用其电阻值与温度之间的关系进行温度测量。

在温度变化下,电阻值的变化可通过电路进行放大和处理,最终转化为可读的温度显示。

3.2 温度补偿在某些电子设备中,温度会对电子元器件的性能产生影响。

为了保证电子设备的稳定工作,需要进行温度补偿。

热敏电阻作为温度传感器可以用于监测环境温度的变化,并通过反馈信号对电子元器件的工作参数进行调整,以达到温度补偿的目的。

3.3 温度控制热敏电阻的温度变化与电阻值变化之间的关系可以用于实现温度控制。

通过将热敏电阻与其他控制元件相连,可以形成一个反馈控制回路。

当温度超过设定值时,热敏电阻的电阻值会发生变化,从而触发控制元件的动作,控制温度保持在设定范围内。

3.4 过热保护热敏电阻的正温度系数特性使其能够用于过热保护。

在电子设备中,当温度超过一定阈值时,热敏电阻的电阻值会迅速上升,从而触发过流保护机制,切断电路中的电流,以防止设备因过热而受损。

加热热敏电阻的原理及应用

加热热敏电阻的原理及应用

加热热敏电阻的原理及应用热敏电阻(Thermistor)是一种能够根据温度变化来改变其电阻值的电阻器件。

其原理是基于材料在温度变化时电阻发生变化的特性。

热敏电阻通常由金属氧化物(如钴铝酸锂)或半导体材料(如硅或碲化物)制成。

热敏电阻的工作原理可以通过三种不同的效应进行解释:正常温度系数(NTC),负温度系数(PTC)和线性温度系数(LTC)。

1. 正常温度系数(NTC):NTC热敏电阻在温度升高时其电阻值降低,即随温度升高而增加电流通过。

这是由于在PN结之间发生载流子的能级变化所引起的。

当温度升高时,载流子能级变高,电阻降低,电流增加。

2. 负温度系数(PTC):PTC热敏电阻在温度升高时其电阻值增加,反向于NTC。

这是由于在温度升高时材料中的晶格结构发生变化,压缩材料的电流路径,导致电阻增加。

3. 线性温度系数(LTC):LTC热敏电阻的电阻值的变化与其它两种类型的热敏电阻相对较小,基本上是线性关系。

它们是根据热阻特性设计的,常用于测量和控制温度的应用。

热敏电阻广泛应用在许多领域中,包括工业、医疗、汽车、电子和生活用品等。

以下是几个常见的应用:1. 温度传感器:热敏电阻可以用作温度传感器,在炉温控制、电子设备温度监测等应用中起到关键作用。

通过测量电阻值的变化,可以准确地得到环境中的温度信息。

2. 温度补偿:在一些电子设备中,随着温度的升高,电路的性能会发生变化,导致电路的精度下降。

热敏电阻可用于温度补偿,通过调整电路的参数来维持其性能稳定。

3. 过热保护:在一些电路或设备中,过热可能会导致故障或损坏。

热敏电阻可以作为过热保护装置的一部分,当温度超过设定值时,电阻值急剧增加,从而切断电流,保护设备的安全运行。

4. 温度补偿:热敏电阻还可用于温度补偿,用于校准其他传感器的输出,以消除因环境温度变化而引起的误差。

5. 温度控制:热敏电阻可以与其他电路元件(如电容、电感等)组合使用,形成温度控制反馈回路,用于自动调节系统的工作温度。

热敏电阻的工作原理及应用

热敏电阻的工作原理及应用

热敏电阻的工作原理及应用1. 热敏电阻的基本概念热敏电阻(Thermistor)是一种电阻值随温度变化而变化的电阻器件。

它是利用了材料的热敏特性,即温度升高时,材料的电阻值会发生变化的特性。

热敏电阻通常由金属氧化物(例如氧化铁、氧化镍等)或半导体材料制成。

2. 热敏电阻的工作原理热敏电阻的工作原理基于热敏效应。

当热敏电阻处于不同温度下时,材料的电阻值会发生变化。

这是因为材料的载流子浓度和运动能力会随温度的变化而改变,进而影响材料的电阻值。

一般来说,温度升高时,材料的载流子浓度会增加,运动能力会提高,从而使电阻值减小。

反之,温度降低时,电阻值会增大。

3. 热敏电阻的分类热敏电阻可以分为正温度系数热敏电阻(PTC)和负温度系数热敏电阻(NTC)两种。

PTC热敏电阻在温度升高时其电阻值增大,而NTC热敏电阻在温度升高时其电阻值减小。

4. 热敏电阻的应用热敏电阻由于其特殊的温度特性,被广泛应用于各种领域。

4.1 温度测量与控制热敏电阻在温度测量中常用作传感器。

通过测量热敏电阻的电阻值,可以准确获取当前所测量的温度。

这种方法具有简单、实时的优势,因此在温度计、恒温器、恒温水槽等领域得到广泛应用。

4.2 温度补偿在一些电路中,温度变化会导致电路的稳定性发生变化。

为了确保电路的正常工作,可以通过热敏电阻来进行温度补偿。

通过测量环境温度,电路可以根据热敏电阻的电阻值来调整电路参数,以保持电路的稳定性。

4.3 过热保护热敏电阻的温度特性使其在过热保护方面有很好的应用。

例如在电器设备中,热敏电阻可以用来检测设备的温度,一旦温度超过设定值,热敏电阻的电阻值将发生剧烈变化,从而触发过热保护装置。

4.4 温度补偿电路热敏电阻可以用于温度补偿电路中。

通过在电路中引入热敏电阻的改变电阻值,可以根据温度变化来补偿电路的非线性特性,提高电路的性能。

5. 热敏电阻的优缺点热敏电阻作为一种温度敏感器件具有以下优点和缺点:5.1 优点•响应速度快,可以实时测量温度变化。

热敏电阻的工作原理及作用

热敏电阻的工作原理及作用

热敏电阻的工作原理及作用热敏电阻是一种基于材料对温度敏感性变化的电阻器件。

它在电子设备和工业控制系统中广泛应用,起到感应、测量和控制温度的重要作用。

本文将介绍热敏电阻的工作原理以及在不同领域中的作用。

一、热敏电阻的工作原理热敏电阻的工作原理基于材料的温度敏感性。

在热敏电阻中,材料的电阻值随温度的变化而发生改变。

常见的热敏电阻材料有铂、镍、铜等。

其中,铂是最常用的材料,其温度系数相对稳定。

当热敏电阻被加热时,材料内的自由电子运动加剧,电阻值降低。

这是因为随着温度升高,原子的振动也增强,对电子的散射作用减小,导致电阻减小。

相反,当热敏电阻被冷却时,电阻值增加。

这是因为温度下降会导致原子振动减小,对电子的散射增加,电阻值随之增加。

二、热敏电阻的作用1. 温度感应与测量热敏电阻在温度感应与测量方面具有重要作用。

通过将热敏电阻与电路连接,当电路中通过电流时,热敏电阻的电阻值随温度变化,从而可以测量出温度的变化情况。

热敏电阻可以将温度转化为电阻值,进而进行温度的准确测量。

2. 温度控制热敏电阻可以用于温度控制。

在一些需要保持稳定温度的场合,如恒温水槽、恒温器等,热敏电阻通过监测周围环境温度的变化,将信息传递给控制器,从而调整加热或冷却设备的工作状态。

通过反馈机制,热敏电阻可以精确地控制温度,保持温度稳定。

3. 火灾预警与防护热敏电阻在火灾预警与防护领域发挥重要作用。

在火灾预警系统中,热敏电阻可以检测温度的上升,并与报警器或自动喷水装置连接,及时发出警报或启动灭火装置。

同时,热敏电阻还可以用于火焰探测器,能够及时感知火焰的存在,并采取相应的措施进行防护。

4. 汽车电子控制系统在汽车电子控制系统中,热敏电阻发挥着重要的作用。

例如,引擎温度传感器利用热敏电阻来测量发动机的温度,通过反馈信息,控制引擎的工作状态,保证引擎的正常运行。

此外,热敏电阻还可以用于汽车座椅加热控制、空调系统温度控制等方面。

5. 医疗设备在医疗设备中,热敏电阻被广泛应用。

热敏电阻的作用和工作原理

热敏电阻的作用和工作原理

热敏电阻的作用和工作原理
热敏电阻的作用和工作原理:
①热敏电阻是一种敏感元件,其电阻值随温度变化而变化,广泛应用于温度测量、温度补偿及温度控制等众多领域;
②根据温度系数的不同,热敏电阻可分为正温度系数PTC和负温度系数NTC两大类,前者随温度升高电阻增大,后者则相反;
③PTC热敏电阻常用于过流保护、软启动及限温加热等方面,在电路过载时自动增加电阻限制电流,避免设备损坏;
④NTC热敏电阻在温度测量和补偿电路中更为常见,利用其电阻随温度升高而降低特性,实现温度信号转换为电信号输出;
⑤在汽车发动机冷却系统中,NTC热敏电阻作为温度传感器监测冷却液温度,确保发动机工作在最佳温度范围内;
⑥家用电器如空调、冰箱中也大量使用NTC热敏电阻,通过监控内部温度变化,调节压缩机工作状态,维持恒定温度;
⑦制造热敏电阻时,通常选用半导体材料,通过掺杂工艺改变材料的导电性能,使其具备所需温度系数特性;
⑧使用热敏电阻进行温度测量时,需将其置于待测环境中,通过读取电阻变化计算出相应温度值,实现间接测温;
⑨在实际应用中,为提高测量精度,常常需要对热敏电阻进行校准,建立准确的电阻-温度关系曲线作为参考依据;
⑩由于热敏电阻响应速度快,灵敏度高,因此在需要实时监测温度变化的场合表现尤为出色,如医疗设备中的体温监测;
⑪随着技术进步,热敏电阻向着小型化、集成化方向发展,出现了集成温度传感器,将信号处理功能与热敏元件结合于一体;
⑫未来,随着新材料研究深入,新型热敏材料将推动热敏电阻性能进一步提升,拓展其在更多高科技领域的应用潜力。

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热敏电阻及其原理应用热敏电阻器是敏感元件的一类,按照温度系数不同分为正温度系数热敏电阻器(PTC)和负温度系数热敏电阻器(NTC)。

热敏电阻器的典型特点是对温度敏感,不同的温度下表现出不同的电阻值。

正温度系数热敏电阻器(PTC)在温度越高时电阻值越大,负温度系数热敏电阻热敏电阻器(NTC)在温度越高时电阻值越低,它们同属于半导体器件。

1简介热敏电阻是开发早、种类多、发展较成熟的敏感元器件.热敏电阻由半导体陶瓷材料组成,热敏电阻是用半导体材料,大多为负温度系数,即阻值随温度增加而降低。

温度变化会造成大的阻值改变,因此它是最灵敏的温度传感器。

但热敏电阻的线性度极差,并且与生产工艺有很大关系。

制造商给不出标准化的热敏电阻曲线。

热敏电阻体积非常小,对温度变化的响应也快。

但热敏电阻需要使用电流源,小尺寸也使它对自热误差极为敏感。

[1] 利用的原理是温度引起电阻变化.若电子和空穴的浓度分别为n、p,迁移率分别为μn、μp,则半导体的电导为:因为n、p、μn、μp都是依赖温度T的函数,所以电导是温度的函数,因此可由测量电导而推算出温度的高低,并能做出电阻-温度特性曲线.这就是半导体热敏电阻的工作原理.热敏电阻包括正温度系数(PTC)和负温度系数(NTC)热敏电阻,以及临界温度热敏电阻(CTR)。

2特点①灵敏度较高,其电阻温度系数要比金属大10~100倍以上,能检测出10-6℃的温度变化;②工作温度范围宽,常温器件适用于-55℃~315℃,高温器件适用温度高于315℃(目前最高可达到2000℃),低温器件适用于-273℃~55℃;③体积小,能够测量其他温度计无法测量的空隙、腔体及生物体内血管的温度;④使用方便,电阻值可在0.1~100kΩ间任意选择;⑤易加工成复杂的形状,可大批量生产;⑥稳定性好、过载能力强。

3工作原理热敏电阻将长期处于不动作状态;当环境温度和电流处于c区时,热敏电阻的散热功率与发热功率接近,因而可能动作也可能不动作。

热敏电阻在环境温度相同时,动作时间随着电流的增加而急剧缩短;热敏电阻在环境温度相对较高时具有更短的动作时间和较小的维持电流及动作电流。

1、ptc效应是一种材料具有ptc(positive temperature coefficient)效应,即正温度系数效应,仅指此材料的电阻会随温度的升高而增加。

如大多数金属材料都具有ptc效应。

在这些材料中,ptc效应表现为电阻随温度增加而线性增加,这就是通常所说的线性ptc效应。

2、非线性ptc效应经过相变的材料会呈现出电阻沿狭窄温度范围内急剧增加几个至十几个数量级的现象,即非线性ptc效应,相当多种类型的导电聚合体会呈现出这种效应,如高分子ptc热敏电阻。

这些导电聚合体对于制造过电流保护装置来说非常有用。

3、高分子ptc热敏电阻用于过流保护高分子ptc热敏电阻又经常被人们称为自恢复保险丝(下面简称为热敏电阻),由于具有独特的正温度系数电阻特性,因而极为适合用作过流保护器件。

热敏电阻的使用方法象普通保险丝一样,是串联在电路中使用。

当电路正常工作时,热敏电阻温度与室温相近、电阻很小,串联在电路中不会阻碍电流通过;而当电路因故障而出现过电流时,热敏电阻由于发热功率增加导致温度上升,当温度超过开关温度(ts,见图1)时,电阻瞬间会剧增,回路中的电流迅速减小到安全值.为热敏电阻对交流电路保护过程中电流的变化示意图。

热敏电阻动作后,电路中电流有了大幅度的降低,图中t为热敏电阻的动作时间。

由于高分子ptc热敏电阻的可设计性好,可通过改变自身的开关温度(ts)来调节其对温度的敏感程度,因而可同时起到过温保护和过流保护两种作用,如kt16-1700dl规格热敏电阻由于动作温度很低,因而适用于锂离子电池和镍氢电池的过流及过温保护。

环境温度对高分子ptc热敏电阻的影响高分子ptc热敏电阻是一种直热式、阶跃型热敏电阻,其电阻变化过程与自身的发热和散热情况有关,因而其维持电流(ihold)、动作电流(itrip)及动作时间受环境温度影响。

当环境温度和电流处于a区时,热敏电阻发热功率大于散热功率而会动作;当环境温度和电流处于b区时发热功率小于散热功率,高分子ptc热敏电阻由于电阻可恢复,因而可以重复多次使用。

图6为热敏电阻动作后,恢复过程中电阻随时间变化的示意图。

电阻一般在十几秒到几十秒中即可恢复到初始值1.6倍左右的水平,此时热敏电阻的维持电流已经恢复到额定值,可以再次使用了。

面积和厚度较小的热敏电阻恢复相对较快;而面积和厚度较大的热敏电阻恢复相对较慢。

4基本特性温度特性热敏电阻的电阻-温度特性可近似地用下式表示:R=R0exp{B(1/T-1/T0)}:R:温度T(K)时的电阻值、Ro:温度T0、(K)时的电阻值、B:B值、*T(K)=t(ºC)+273.15。

实际上,热敏电阻的B值并非是恒定的,其变化大小因材料构成而异,最大甚至可达5K/°C。

因此在较大的温度范围内应用式1时,将与实测值之间存在一定误差。

此处,若将式1中的B值用式2所示的作为温度的函数计算时,则可降低与实测值之间的误差,可认为近似相等。

BT=CT2+DT+E,上式中,C、D、E为常数。

另外,因生产条件不同造成的B值的波动会引起常数E发生变化,但常数C、D不变。

因此,在探讨B值的波动量时,只需考虑常数E即可。

常数C、D、E的计算,常数C、D、E可由4点的(温度、电阻值)数据(T0,R0).(T1,R1).(T2,R2)and(T3,R3),通过式3~6计算。

首先由式样3根据T0和T1,T2,T3的电阻值求出B1,B2,B3,然后代入以下各式样。

电阻值计算例:试根据电阻-温度特性表,求25°C时的电阻值为5(kΩ),B值偏差为50(K)的热敏电阻在10°C~30°C的电阻值。

步骤(1)根据电阻-温度特性表,求常数C、D、E。

To=25+273.15T1=10+273.15T2=20+273.15T3=30+273.15(2)代入BT=CT2+DT+E+50,求BT。

(3)将数值代入R=5exp {(BT1/T-1/298.15)},求R。

*T:10+273.15~30+273.15。

5技术参数①标称阻值Rc:一般指环境温度为25℃时热敏电阻器的实际电阻值。

②实际阻值RT:在一定的温度条件下所测得的电阻值。

③材料常数:它是一个描述热敏电阻材料物理特性的参数,也是热灵敏度指标,B值越大,表示热敏电阻器的灵敏度越高。

应注意的是,在实际工作时,B值并非一个常数,而是随温度的升高略有增加。

④电阻温度系数αT:它表示温度变化1℃时的阻值变化率,单位为%/℃。

⑤时间常数τ:热敏电阻器是有热惯性的,时间常数,就是一个描述热敏电阻器热惯性的参数。

它的定义为,在无功耗的状态下,当环境温度由一个特定温度向另一个特定温度突然改变时,热敏电阻体的温度变化了两个特定温度之差的63.2%所需的时间。

τ越小,表明热敏电阻器的热惯性越小。

⑥额定功率PM:在规定的技术条件下,热敏电阻器长期连续负载所允许的耗散功率。

在实际使用时不得超过额定功率。

若热敏电阻器工作的环境温度超过25℃,则必须相应降低其负载。

⑦额定工作电流IM:热敏电阻器在工作状态下规定的名义电流值。

⑧测量功率Pc:在规定的环境温度下,热敏电阻体受测试电流加热而引起的阻值变化不超过0.1%时所消耗的电功率。

热敏电阻⑨最大电压:对于NTC热敏电阻器,是指在规定的环境温度下,不使热敏电阻器引起热失控所允许连续施加的最大直流电压;对于PTC热敏电阻器,是指在规定的环境温度和静止空气中,允许连续施加到热敏电阻器上并保证热敏电阻器正常工作在PTC特性部分的最大直流电压。

⑩最高工作温度Tmax:在规定的技术条件下,热敏电阻器长期连续工作所允许的最高温度。

⑾开关温度tb:PTC热敏电阻器的电阻值开始发生跃增时的温度。

⑿耗散系数H:温度增加1℃时,热敏电阻器所耗散的功率,单位为mW/℃。

6分类PTC(Positive Temperature CoeffiCient)是指在某一温度下电阻急剧增加、具有正温度系数的热敏电阻现象或材料,可专门用作恒定温度传感器.该材料是以BaTiO3或SrTiO3或PbTiO3为主要成分的烧结体,其中掺入微量的Nb、Ta、Bi、Sb、Y、La等氧化物进行原子价控制而使之半导化,常将这种半导体化的BaTiO3等材料简称为半导(体)瓷;同时还添加增大其正电阻温度系数的Mn、Fe、Cu、Cr的氧化物和起其他作用的添加物,采用一般陶瓷工艺成形、高温烧结而使钛酸铂等及其固溶体半导化,从而得到正特性的热敏电阻材料.其温度系数及居里点温度随组分及烧结条件(尤其是冷却温度)不同而变化.钛酸钡晶体属于钙钛矿型结构,是一种铁电材料,纯钛酸钡是一种绝缘材料.在钛酸钡材料中加入微量稀土元素,进行适当热处理后,在居里温度附近,电阻率陡增几个数量级,产生PTC效应,此效应与BaTiO3晶体的铁电性及其在居里温度附近材料的相变有关.钛酸钡半导瓷是一种多晶材料,晶粒之间存在着晶粒间界面.该半导瓷当达到某一特定温度或电压,晶体粒界就发生变化,从而电阻急剧变化.钛酸钡半导瓷的PTC效应起因于粒界(晶粒间界).对于导电电子来说,晶粒间界面相当于一个势垒.当温度低时,由于钛酸内电场的作用,导致电子极容易越过势垒,则电阻值较小.当温度升高到居里点温度(即临界温度)附近时,内电场受到破坏,它不能帮助导电电子越过势垒.这相当于势垒升高,电阻值突然增大,产生PTC效应.钛酸钡半导瓷的PTC效应的物理模型有海望表面势垒模型、丹尼尔斯等人的钡缺位模型和叠加势垒模型,它们分别从不同方面对PTC效应作出了合理解释.实验表明,在工作温度范围内,PTC热敏电阻的电阻-温度特性可近似用实验公式表示:RT=RT0 expBp(T-T0)热敏电阻式中RT、RT0表示温度为T、T0时电阻值,Bp为该种材料的材料常数.PTC效应起源于陶瓷的粒界和粒界间析出相的性质,并随杂质种类、浓度、烧结条件等而产生显著变化.最近,进入实用化的热敏电阻中有利用硅片的硅温度敏感元件,这是体型小且精度高的PTC热敏电阻,由n型硅构成,因其中的杂质产生的电子散射随温度上升而增加,从而电阻增加.PTC热敏电阻于1950年出现,随后1954年出现了以钛酸钡为主要材料的PTC热敏电阻。

PTC热敏电阻在工业上可用作温度的测量与控制,也用于汽车某部位的温度检测与调节,还大量用于民用设备,如控制瞬间开水器的水温、空调器与冷库的温度,利用本身加热作气体分析和风速机等方面.下面简介一例对加热器、马达、变压器、大功率晶体管等电器的加热和过热保护方面的应用。

PTC热敏电阻除用作加热元件外,同时还能起到“开关”的作用,兼有敏感元件、加热器和开关三种功能,称之为“热敏开关”.电流通过元件后引起温度升高,即发热体的温度上升,当超过居里点温度后,电阻增加,从而限制电流增加,于是电流的下降导致元件温度降低,电阻值的减小又使电路电流增加,元件温度升高,周而复始,因此具有使温度保持在特定范围的功能,又起到开关作用.利用这种阻温特性做成加热源,作为加热元件应用的有暖风器、电烙铁、烘衣柜、空调等,还可对电器起到过热保护作用. NTCNTC(Negative Temperature CoeffiCient)是指随温度上升电阻呈指数关系减小、具有负温度系数的热敏电阻现象和材料.该材料是利用锰、铜、硅、钴、铁、镍、锌等两种或两种以上的金属氧化物进行充分混合、成型、烧结等工艺而成的半导体陶瓷,可制成具有负温度系数(NTC)的热敏电阻.其电阻率和材料常数随材料成分比例、烧结气氛、烧结温度和结构状态不同而变化.现在还出现了以碳化硅、硒化锡、氮化钽等为代表的非氧化物系NTC热敏电阻材料.NTC热敏半导瓷大多是尖晶石结构或其他结构的氧化物陶瓷,具有负的温度系数,电阻值可近似表示为:Rt = RT *EXP(Bn*(1/T-1/T0)式中RT、RT0分别为温度T、T0时的电阻值,Bn为材料常数.陶瓷晶粒本身由于温度变化而使电阻率发生变化,这是由半导体特性决定的.NTC热敏电阻器的发展经历了漫长的阶段.1834年,科学家首次发现了硫化银有负温度系数的特性.1930年,科学家发现氧化亚铜-氧化铜也具有负温度系数的性能,并将之成功地运用在航空仪器的温度补偿电路中.随后,由于晶体管技术的不断发展,热敏电阻器的研究取得重大进展.1960年研制出了N1C热敏电阻器.NTC热敏电阻器广泛用于测温、控温、温度补偿等方面.下面介绍一个温度测量的应用实例.它的测量范围一般为-10~+300℃,也可做到-200~+10℃,甚至可用于+300~+1200℃环境中作测温用.RT为NTC热敏电阻器;R2和R3是电桥平衡电阻;R1为起始电阻;R4为满刻度电阻,校验表头,也称校验电阻;R7、R8和W为分压电阻,为电桥提供一个稳定的直流电源.R6与表头(微安表)串联,起修正表头刻度和限制流经表头的电流的作用.R5与表头并联,起保护作用.在不平衡电桥臂(即R1、RT)接入一只热敏元件RT作温度传感探头.由于热敏电阻器的阻值随温度的变化而变化,因而使接在电桥对角线间的表头指示也相应变化.这就是热敏电阻器温度计的工作原理.热敏电阻器温度计的精度可以达到0.1℃,感温时间可少至10s以下.它不仅适用于粮仓测温仪,同时也可应用于食品储存、医药卫生、科学种田、海洋、深井、高空、冰川等方面的温度测量.CTR热敏电阻临界温度热敏电阻CTR(CritiCal Temperature Resistor)具有负电阻突变特性,在某一温度下,电阻值随温度的增加激剧减小,具有很大的负温度系数.构成材料是钒、钡、锶、磷等元素氧化物的混合烧结体,是半玻璃状的半导体,也称CTR为玻璃态热敏电阻.骤变温度随添加锗、钨、钼等的氧化物而变.这是由于不同杂质的掺入,使氧化钒的晶格间隔不同造成的.若在适当的还原气氛中五氧化二钒变成二氧化钒,则电阻急变温度变大;若进一步还原为三氧化二钒,则急变消失.产生电阻急变的温度对应于半玻璃半导体物性急变的位置,因此产生半导体-金属相移.CTR能够作为控温报警等应用.热敏电阻的理论研究和应用开发已取得了引人注目的成果.随着高、精、尖科技的应用,对热敏电阻的导电机理和应用的更深层次的探索,以及对性能优良的新材料的深入研究,将会取得迅速发展。

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