熱敏電阻工作原理

2021-05-18 20:21:41 字數 3503 閱讀 6262

高分子ptc熱敏電阻動作後的恢復特性

高分子ptc熱敏電阻由於電阻可恢復,因而可以重複多次使用。圖6為熱敏電阻動作後,恢復過程中電阻隨時間變化的示意圖。電阻一般在十幾秒到幾十秒中即可恢復到初始值1.

6倍左右的水平,此時熱敏電阻的維持電流已經恢復到額定值,可以再次使用了。一般說來,面積和厚度較小的熱敏電阻恢復相對較快;而面積和厚度較大的熱敏電阻恢復相對較慢。

1 半導體熱敏電阻

電阻,物質對電流的阻礙作用就叫該物質的電阻。電阻小的物質稱為電導體,簡稱導體。電阻大的物質稱為電絕緣體,簡稱絕緣體。[全文]

的工作原理

按溫度特性熱敏電阻

熱敏電阻器是敏感元件的一類,按照溫度係數不同分為正溫度係數熱敏電阻器(ptc)和負溫度係數熱敏電阻器(ntc)。熱敏電阻器的典型特點是對溫度敏感,不同的溫度下表現出不同的電阻值。正溫度係數熱敏電阻器(ptc)在溫度越高時電阻值越大,負溫度係數熱敏電阻器(ntc)在溫度越高時電阻值越低,它們同屬於半導體器件。

[全文]

可分為兩類,隨溫度上公升電阻增加的為正溫度係數熱敏電阻,反之為負溫度係數熱敏電阻。

⑴ 正溫度係數熱敏電阻的工作原理

此種熱敏電阻以鈦酸鋇(batio3)為基本材料,再摻入適量的稀土元素,利用陶瓷工藝高溫燒結爾成。純鈦酸鋇是一種絕緣材料,但摻入適量的稀土元素如鑭(la)和鈮(nb)等以後,變成了半導體材料,被稱半導體化鈦酸鋇。它是一種多晶體材料,晶粒之間存在著晶粒介面,對於導電電子而言,晶粒間介面相當於乙個位壘。

當溫度低時,由於半導體化鈦酸鋇內電場的作用,導電電子可以很容易越過位壘,所以電阻值較小;當溫度公升高到居里點溫度(即臨界溫度,此元件的『溫度控制點』 一般鈦酸鋇的居里點為120℃)時,內電場受到破壞,不能幫助導電電子越過位壘,所以表現為電阻值的急劇增加。因為這種元件具有未達居里點前電阻隨溫度變化非常緩慢,具有恆溫、調溫和自動控溫的功能,只發熱,不發紅,無明火,不易燃燒,電壓交、直流3~440v均可,使用壽命長,非常適用於電動機等電器裝置的過熱探測。

⑵負溫度係數熱敏電阻的工作原理

負溫度係數熱敏電阻是以氧化錳、氧化鈷、氧化鎳、氧化銅和氧化鋁等金屬氧化物為主要原料,採用陶瓷工藝製造而成。這些金屬氧化物材料都具有半導體性質,完全類似於鍺、矽晶體材料,體內的載流子(電子和空穴)數目少,電阻較高;溫度公升高,體內載流子數目增加,自然電阻值降低。負溫度係數熱敏電阻型別很多,使用區分低溫(-60~300℃)、中溫(300~600℃)、高溫(>600℃)三種,有靈敏度高、穩定性好、響應快、壽命長、**低等優點,廣泛應用於需要定點測溫的溫度自動控制電路,如冰箱、空調、溫室等的溫控系統。

熱敏電阻與簡單的放大電路結合,就可檢測千分之一度的溫度變化,所以和電子儀表組成測溫計,能完成高精度的溫度測量。普通用途熱敏電阻工作溫度為-55℃~+315℃,特殊低溫熱敏電阻的工作溫度低於-55℃,可達-273℃。

2 熱敏電阻的型號

我國產熱敏電阻是按部頒標準sj1155-82來制定型號,由四部分組成。

第一部分:主稱,用字母『m』表示敏感元件。

第二部分:類別,用字母『z』表示正溫度係數熱敏電阻器

電阻器主要用於交流50hz,電壓220v~1000v的低壓交直流電路中,主要用於電動機的起動、制動、調速用,放電裝置中。[全文]

,或者用字母『f』表示負溫度係數熱敏電阻器。

第三部分:用途或特徵,用一位數字(0-9)表示。一般數字『1』表示普通用途,『2』表示穩壓用途(負溫度係數熱敏電阻器),『3』表示微波測量用途(負溫度係數熱敏電阻器),『4』表示旁熱式(負溫度係數熱敏電阻器),『5』表示測溫用途,『6』表示控溫用途,『7』表示消磁用途(正溫度係數熱敏電阻器),『8』表示線性型(負溫度係數熱敏電阻器),『9』表示恆溫型(正溫度係數熱敏電阻器),『0』表示特殊型(負溫度係數熱敏電阻器)

第四部分:序號,也由數字表示,代表規格、效能。

往往廠家出於區別本系列產品的特殊需要,在序號後加『派生序號』,由字母、數字和『-』號組合而成。

普通用途

正溫度係數熱敏電阻器

敏感元件

3 熱敏電阻器的主要引數

各種熱敏電阻器的工作條件一定要在其出廠引數允許範圍之內。熱敏電阻的主要引數有十餘項:標稱電阻值、使用環境溫度(最高工作溫度)、測量功率、額定功率、標稱電壓(最大工作電壓)、工作電流、溫度係數、材料常數、時間常數等。

其中標稱電阻值是在25℃零功率時的電阻值,實際上總有一定誤差,應在±10%之內。普通熱敏電阻的工作溫度範圍較大,可根據需要從-55℃到+315℃選擇,值得注意的是,不同型號熱敏電阻的最高工作溫度差異很大,如mf11片狀負溫度係數熱敏電阻器為+125℃,而mf53-1僅為+70℃,學生實驗時應注意(一般不要超過50℃)。

可以說熱敏電阻是熱電阻的一種

所以說,原理都是溫度引起電阻變化。但是現在熱電阻一般都被工業化了,基本是指pt100,cu50等常用熱電阻。他兩的區別是:

一般熱電阻都是指金屬熱電阻(pt100)等,熱敏電阻都是指半導體熱電阻。由於半導體熱電阻溫度係數要比金屬大10~100倍以上,能檢測出10-6℃的溫度變化,而且電阻值可在0.1~100kω間任意選擇。

所以稱為熱敏電阻

但是熱敏電阻阻值隨溫度變化的曲線呈非線性,而且每個相同型號的線性度也不一樣,並且測溫範圍比較小。所以工業上一般用金屬熱電阻~也就是我們平常所說的熱電阻。而熱敏電阻一般用在電路板裡,比如像你所說的可以類似於乙個保險絲。

由於其阻值隨溫度變化大,可以作為保護器使用。當然這只是一方面,它的用途也很多,如熱電偶的冷端溫度補償就是靠熱敏電阻來補償。另外,由於其阻值與溫度的關係非線性嚴重。。。

所以元件的一致性很差,並不能像熱電阻一樣有標準訊號

(1). 膨脹式溫度感測器

膨脹式溫度感測器是根據物體熱脹冷縮原理製成的。根據膨脹物質的形態又分為固體膨脹

式和液體膨脹式兩大類水銀溫度計是利用水銀液體的熱脹冷縮性質來測溫的,。由於兩個金屬片的線膨帳係數不—樣當溫度公升高時,雙金屬片將向膨脹係數小的一側彎曲,溫公升越高,彎曲就越大。圖2.1所示為雙金屬溫度計原理圖,它是利用雙金屬片形變位移的大小與溫度變化成正比的關係,通過槓桿放大機構帶動指標,指小出溫度值。

同時通過槓桿帶動記錄指標(筆),在勻速前進的記錄紙上自動汜錄出所測溫度。雙金屬溫度汁結構簡單,機械強度大,**低廉,但其精度低,量程和使用範圍有限。

(2)壓力式溫度感測器

利用感溫物質的壓力隨溫度的變化而變化的性質來測量溫度,是壓力式溫度感測器的基本測溫原理。

(3)熱電阻式溫度感測器

熱電阻式溫度感測器分為金屬熱電阻和半導體熱敏電阻兩類。大多數金屬熱電阻的阻值隨其溫度增高而增大,稱具有正的溫度係數;而半導體熱敏電阻的阻值一般隨溫度公升高而減小稱具有負的溫度係數。由於導體和半導體的電阻阻值隨溫度變化,因此,測量它們的電阻值,便可測出相應的溫度

銅熱電阻的特點是它的電阻值與溫度的關係足線性的,電阻溫度係數也比較大,而且材料

容易提純,**比較便宜:但它的電阻率低,精度不高,高溫時易氧化,化學穩定性差;

所以在溫度不高、對感測器體積沒有特殊限制時,可以使用銅熱電阻。用半導體熱敏電阻作溫度感測器日趨廣泛,半導體熱敏電阻分度號有兩種:ntc(負溫度系

數)和ptc(正溫度係數)』卜導體熱敏電肌的形狀有多種,半導體熱敏電阻通常用鐵、鎳、鉬、鈦、鎂、銅等一些金屬的氧化物製成在現場使用時控制器與熱敏電阻的距離可達800 m,因此特別適用於空調自控系統中對溫度的遙測和遙控。

PTC熱敏電阻工作原理

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