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貼片熱敏電阻-介紹篇
Time 發(fā)布時間: 2021-02-09
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原標(biāo)題:貼片熱敏電阻
什么是貼片熱敏電阻?貼片熱敏電阻是一種敏感元件,根據(jù)溫度系數(shù)分為正溫度系數(shù)貼片熱敏電阻和負(fù)溫度系數(shù)貼片熱敏電阻。貼片熱敏電阻的典型特征是對溫度敏感,根據(jù)溫度的不同電阻值也不同。正溫度系數(shù)貼片熱敏電阻溫度越高電阻值越大,負(fù)溫度系數(shù)貼片熱敏電阻溫度越高電阻值越低,是屬于半導(dǎo)體器件。

貼片熱敏電阻特點
(1)靈敏度高,其電阻溫度系數(shù)比金屬大10~100倍以上,可檢測出10~6℃的溫度變化;
(2)工作溫度范圍廣,常溫設(shè)備適用于-55℃~315℃,高溫設(shè)備適用溫度高于315℃(目前最高可達(dá)2000℃),低溫設(shè)備適用于-273℃~-55℃;
(3)體積小,能夠測量其他溫度計無法測量的空隙、腔體及生物體內(nèi)血管的溫度;
(4)使用方便,電阻值可在0.1~100kΩ之間任意選擇;
(5)易加工成復(fù)雜的形狀,可大批量生產(chǎn);
(6)穩(wěn)定性好、過載能力強;
 
貼片熱敏電阻特性
貼片熱敏電阻的電阻-溫度特性可以用以下類型表示:R=R0exp{B(1/T-1/T0)}:R:溫度T(K)時的電阻值、Ro:溫度T0、(K)時的電阻值、B:B值、*T(K)=t(º;c)+273.15,事實上,熱敏電阻的B值不是恒定的,其變化大小因材料構(gòu)成而異,最大可達(dá)5K/°C。因此,在較大的溫度范圍內(nèi)應(yīng)用1時,與實測值之間存在一定的誤差。在這里,如果將公式1中的B值作為公式2所示的溫度函數(shù)計算,則可以降低與實測值的誤差,認(rèn)為相似。
貼片熱敏電阻
BT=CT2+DT+E,在上式中,C、D、E是常數(shù)。此外,由于生產(chǎn)條件的不同,B值的變動會導(dǎo)致常數(shù)E的變化,但常數(shù)C、D不會改變。所以在討論B值波動時,只需考慮常數(shù)E即可。常數(shù)C、D、E的計算、常數(shù)C、D、E可以通過4點(溫度、電阻值)數(shù)據(jù)(T0、R0)、(T1、R1)、(T2、R2)and(T3、R3)、式3~6計算。首先由式樣3根據(jù)T0和T1,T2,T3的電阻值求出B1,B2,B3,然后代入以下各式樣。
 
電阻值計算例:試根據(jù)電阻-溫度特性表,求25°C時的電阻值為5(kΩ),B值偏差為50(K)的熱敏電阻在10°C~30°C的電阻值。
步驟(1)根據(jù)電阻-溫度特性表,求常數(shù)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)將數(shù)值代入R=5exp {(BT1/T-1/298.15)},求R。*T:10+273.15~30+273.15;
 
貼片熱敏電阻工作原理
貼片熱敏電阻長期處于不動作狀態(tài)的環(huán)境溫度和電流處于c區(qū)時,貼片熱敏電阻的散熱功率接近發(fā)熱功率,因此可能不動作。當(dāng)環(huán)境溫度相同時,貼片熱敏電阻的運行時間隨著電流的增加而急劇縮短。當(dāng)環(huán)境溫度相對較高時,貼片熱敏電阻具有較短的運行時間和較小的維護電流和運行電流。
(1)ptc效應(yīng)是一種材料具有ptc(positive temperature coefficient)效應(yīng),即正溫度系數(shù)效應(yīng),僅指此材料的電阻會隨溫度的升高而增加。如大多數(shù)金屬材料都具有ptc效應(yīng)。在這些材料中,ptc效應(yīng)表現(xiàn)為電阻隨溫度增加而線性增加,這就是通常所說的線性ptc效應(yīng);
(2)非線性ptc效應(yīng) 經(jīng)過相變的材料會呈現(xiàn)出電阻沿狹窄溫度范圍內(nèi)急劇增加幾個至十幾個數(shù)量級的現(xiàn)象,即非線性ptc效應(yīng),相當(dāng)多種類型的導(dǎo)電聚合體會呈現(xiàn)出這種效應(yīng),如高分子ptc熱敏電阻。這些導(dǎo)電聚合體對于制造過電流保護裝置來說非常有用;
(3)高分子ptc熱敏電阻用于過流保護 高分子ptc熱敏電阻又經(jīng)常被人們稱為自恢復(fù)保險絲(下面簡稱為熱敏電阻),由于具有獨特的正溫度系數(shù)電阻特性,因而極為適合用作過流保護器件。貼片熱敏電阻的使用方法象普通保險絲一樣,是串聯(lián)在電路中使用;
 
貼片熱敏電阻技術(shù)參數(shù)
貼片熱敏電阻技術(shù)參數(shù)主要有標(biāo)稱阻值Rc、材料常數(shù)、電阻溫度系數(shù)αT、時間常數(shù)、額定功率PM、額定工作電流IM、測量功率Pc、最大電壓、最高工作溫度Tmax、開關(guān)溫度tb、耗散系數(shù)H這十二大主要參數(shù)。介紹如下。
貼片熱敏電阻
(1)標(biāo)稱阻值Rc:一般指環(huán)境溫度為25℃時熱敏電阻器的實際電阻值;
(2)實際阻值RT:在一定的溫度條件下所測得的電阻值;
(3)材料常數(shù):它是一個描述熱敏電阻材料物理特性的參數(shù),也是熱靈敏度指標(biāo),B值越大,表示熱敏電阻器的靈敏度越高。應(yīng)注意的是,在實際工作時,B值并非一個常數(shù),而是隨溫度的升高略有增加;
(4)電阻溫度系數(shù)αT:它表示溫度變化1℃時的阻值變化率,單位為%/℃;
(5)時間常數(shù)τ:熱敏電阻器是有熱慣性的,時間常數(shù),就是一個描述熱敏電阻器熱慣性的參數(shù)。它的定義為,在無功耗的狀態(tài)下,當(dāng)環(huán)境溫度由一個特定溫度向另一個特定溫度突然改變時,熱敏電阻體的溫度變化了兩個特定溫度之差的63.2%所需的時間。τ越小,表明熱敏電阻器的熱慣性越?。?br /> (6)額定功率PM:在規(guī)定的技術(shù)條件下,熱敏電阻器長期連續(xù)負(fù)載所允許的耗散功率。在實際使用時不得超過額定功率。若熱敏電阻器工作的環(huán)境溫度超過 25℃,則必須相應(yīng)降低其負(fù)載;
(7)額定工作電流IM:熱敏電阻器在工作狀態(tài)下規(guī)定的名義電流值;
(8)測量功率Pc:在規(guī)定的環(huán)境溫度下,熱敏電阻體受測試電流加熱而引起的阻值變化不超過0.1%時所消耗的電功率;
(9)最大電壓:對于NTC熱敏電阻器,是指在規(guī)定的環(huán)境溫度下,不使熱敏電阻器引起熱失控所允許連續(xù)施加的最大直流電壓;對于PTC熱敏電阻器,是指在規(guī)定的環(huán)境溫度和靜止空氣中,允許連續(xù)施加到熱敏電阻器上并保證熱敏電阻器正常工作在PTC特性部分的最大直流電壓;
(10)最高工作溫度Tmax:在規(guī)定的技術(shù)條件下,熱敏電阻器長期連續(xù)工作所允許的最高溫度;
(11)開關(guān)溫度tb:PTC熱敏電阻器的電阻值開始發(fā)生躍增時的溫度;
(12)耗散系數(shù)H:溫度增加1℃時,熱敏電阻器所耗散的功率,單位為mW/℃;
 
貼片熱敏電阻材質(zhì)區(qū)分
貼片熱敏電阻材質(zhì)一般區(qū)分為三種半導(dǎo)體類、金屬類和合金類這三類,分別介紹如下。
(1)半導(dǎo)體類:這種材料包括單晶半導(dǎo)體、多晶半導(dǎo)體、玻璃半導(dǎo)體、有機半導(dǎo)體和金屬氧化物。它們都有很大的電阻溫度系數(shù)和很高的電阻率,由它們制成的傳感器也相當(dāng)靈敏。根據(jù)電阻溫度系數(shù),也可分為負(fù)電阻溫度系數(shù)材料和正電阻溫度系數(shù)材料。在有限的溫度范圍內(nèi),負(fù)電阻溫度系數(shù)材料a可達(dá)-6*10-2/℃,正電阻溫度系數(shù)材料a可達(dá)-60*10-2/℃以上。上述兩種材料均廣泛用于溫度測量、溫度控制、溫度補瞬、開關(guān)電路、過載保護以及時間延遲等方面,如分別用子制作熱敏電阻溫度計、熱敏電阻開關(guān)和熱敏電阻溫度計、熱敏電阻開關(guān)和熱敏電阻延遲繼電錯等;
這類材料由于電阻和流度呈指數(shù)關(guān)系,因此測溫范圍狹窄、均勻性也差;
(2)金屬類:此類材料作為熱電阻測溫、限流器以及自動恒溫加熱元件均有較為廣泛的應(yīng)用。如鉑電阻溫度計、鎳電阻溫度計、銅電阻溫度計等。其中鉑側(cè)溫傳感器在各種介質(zhì)中(包括腐蝕性介質(zhì)),表現(xiàn)出明顯的高精度和高穩(wěn)定的特征。但是,由于鉑的稀缺和價格昂貴而使它們的廣泛應(yīng)用受到一定的限制。銅測溫傳感器較便宜,但在腐蝕性介質(zhì)中長期使用,可導(dǎo)致靜態(tài)特性與阻值發(fā)生明顯變化。最近有資料報導(dǎo),銅測溫傳感器可在空氣介質(zhì)中-60~180℃溫度范圍使用。但是,國外為了在-60~180℃長期地測量溫度和在250℃短期測量溫度,普遍大量使用著鎳測溫傳感器,并認(rèn)為鎳是一種較理想的材料,因為它們具有高的靈敏度、滿意的重現(xiàn)性和穩(wěn)定性;
(3)合金類:合金熱敏電阻材料亦稱熱敏電阻合金。這種合金具有較高的電阻率,并且電阻值隨溫度的變化較為敏感,是一種制造溫敏傳感器的良好材料。作為溫敏傳感器的熱敏電阻合金性能要求如下:
①足夠大的電阻率;
②相當(dāng)高的電阻溫度系數(shù);
③具有接近于實驗材料線膨脹系數(shù);
④小的應(yīng)變靈敏系數(shù);
⑤在工作溫度區(qū)間加熱和冷卻時,電阻溫度曲線應(yīng)有良好的重復(fù)性;
 
貼片熱敏電阻缺點
(1)電阻值與溫度的關(guān)系非線性嚴(yán)重;
(2)元件一致性差,兼容性差;
(3)元件易老化,穩(wěn)定性較差;
(4)除了特殊的高溫敏感電阻外,大部分敏感電阻只適用于0~150℃的范圍,使用時必須注意;
 
貼片熱敏電阻應(yīng)用
貼片熱敏電阻普遍都能應(yīng)用在于電器設(shè)備的過熱保護、無觸點繼電器、恒溫、自動增益控制、電機啟動、時間延遲、彩色電視自動消磁、火災(zāi)報警和溫度補償?shù)确矫妗?br />
以上內(nèi)容主要介紹貼片熱敏電阻簡介、特點、特性、工作原理、技術(shù)參數(shù)、材質(zhì)區(qū)分、缺點及應(yīng)用方面相關(guān)說明,如有不懂或咨詢產(chǎn)品可留言,我們會在第一時間回復(fù)您。
 
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