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什么是熱敏電阻,有哪些分類呢
日期:2022-04-22 10:20:18作者:百檢 人氣:0

  熱敏電阻器是敏感元件的一類,按照溫度系數(shù)不同分為正溫度系數(shù)熱敏電阻器(PTC)和負溫度系數(shù)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(xiàn)出不同的電阻值。正溫度系數(shù)熱敏電阻器(PTC)在溫度越高時電阻值越大,負溫度系數(shù)熱敏電阻器(NTC)在溫度越高時電阻值越低,它們同屬于半導(dǎo)體器件。


  熱敏電阻特點:①靈敏度較高,其電阻溫度系數(shù)要比金屬大10~100倍以上;②工作溫度范圍寬,常溫器件適用于-55℃~315℃,高溫器件適用溫度高于315℃(目前*高可達到2000℃)低溫器件適用于-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。


  熱敏電阻器種類:正溫度系數(shù)(PTC)和負溫度系數(shù)(NTC)。PTC熱敏電阻器的阻值隨著溫度升高而增大,NTC熱敏電阻器的阻值隨著溫度升高而減小。目前應(yīng)用*廣泛的是NTC熱敏電阻器。


  電子元器件知識大全一文快速了解熱敏電阻


  PTC熱敏電阻


  PTC(PosiTIveTemperatureCoeff1Cient)是指在某一溫度下電阻急劇增加、具有正溫度系數(shù)的熱敏電阻現(xiàn)象或材料,可專門用作恒定溫度傳感器。該材料是以BaTIO3或SrTIO3或PbTIO3為主要成分的燒結(jié)體,其中摻入微量的Nb、Ta、Bi、Sb、Y、La等氧化物進行原子價控制而使之半導(dǎo)化,常將這種半導(dǎo)體化的BaTiO3等材料簡稱為半導(dǎo)(體)瓷;同時還添加增大其正電阻溫度系數(shù)的Mn、Fe、Cu、Cr的氧化物和起其他作用的添加物,采用一般陶瓷工藝成形、高溫?zé)Y(jié)而使鈦酸鉑等及其固溶體半導(dǎo)化,從而得到正特性的熱敏電阻材料.其溫度系數(shù)及居里點溫度隨組分及燒結(jié)條件(尤其是冷卻溫度)不同而變化。


  鈦酸鋇晶體屬于鈣鈦礦型結(jié)構(gòu),它是一種鐵電材料,純鈦酸鋇是一種絕緣材料。在鈦酸鋇材料中加入微量稀土元素,進行適當(dāng)熱處理后,在居里溫度附近,電阻率陡增幾個數(shù)量級,產(chǎn)生PTC效應(yīng),此效應(yīng)與BaTiO3晶體的鐵電性及其在居里溫度附近材料的相變有關(guān)。鈦酸鋇半導(dǎo)瓷是一種多晶材料,晶粒之間存在著晶粒間界面。該半導(dǎo)瓷當(dāng)達到某一特定溫度或電壓,晶體粒界就發(fā)生變化,從而電阻急劇變化。


  鈦酸鋇半導(dǎo)瓷的PTC效應(yīng)起因于粒界(晶粒間界)。對于導(dǎo)電電子來說,晶粒間界面相當(dāng)于一個勢壘。溫度低時,由于鈦酸鋇內(nèi)電場的作用,導(dǎo)致電子*容易越過勢壘,則電阻值較小。當(dāng)溫度升高到居里點溫度(即臨界溫度)附近時,內(nèi)電場受到破壞,它不能幫助導(dǎo)電電子越過勢壘。這相當(dāng)于勢壘升高,電阻值突然增大,產(chǎn)生PTC效應(yīng)。鈦酸鋇半導(dǎo)瓷的PTC效應(yīng)的物理模型有海望表面勢壘模型、丹尼爾斯等人的鋇缺位模型和疊加勢壘模型,它們分別從不同方面對PTC效應(yīng)作出了合理解釋。


  PTC熱敏電阻于1950年出現(xiàn),隨后1954年出現(xiàn)了以鈦酸鋇為主要材料的PTC熱敏電阻。PTC熱敏電阻在工業(yè)上可用作溫度的測量與控制,也用于汽車某部位的溫度檢測與調(diào)節(jié),還大量用于民用設(shè)備,如控制瞬間開水器的水溫、空調(diào)器與冷庫的溫度,利用本身加熱作氣體分析和風(fēng)速機等方面。


  PTC熱敏電阻除用作加熱元件外,同時還能起到“開關(guān)”的作用,兼有敏感元件、加熱器和開關(guān)三種功能,稱之為“熱敏開關(guān)”。電流通過元件后引起溫度升高,即發(fā)熱體的溫度上升,當(dāng)超過居里點溫度后,電阻增加,從而限制電流增加,于是電流的下降導(dǎo)致元件溫度降低,電阻值的減小又使電路電流增加,元件溫度升高,周而復(fù)始,因此具有使溫度保持在特定范圍的功能,又起到開關(guān)作用。利用這種阻溫特性做成加熱源,作為加熱元件應(yīng)用的有暖風(fēng)器、電烙鐵、烘衣柜、空調(diào)等,還可對電器起到過熱保護作用。


  NTC熱敏電阻


  NTC(NegativeTemperatureCoeff1Cient)是指隨溫度上升電阻呈指數(shù)關(guān)系減小、具有負溫度系數(shù)的熱敏電阻現(xiàn)象和材料。該材料是利用錳、銅、硅、鈷、鐵、鎳、鋅等兩種或兩種以上的金屬氧化物進行充分混合、成型、燒結(jié)等工藝而成的半導(dǎo)體陶瓷,可制成具有負溫度系數(shù)(NTC)的熱敏電阻。它的其電阻率和材料常數(shù)隨材料成分比例、燒結(jié)氣氛、燒結(jié)溫度和結(jié)構(gòu)狀態(tài)不同而變化?,F(xiàn)在還出現(xiàn)了以碳化硅、硒化錫、氮化鉭等為代表的非氧化物系NTC熱敏電阻材料。


  NTC熱敏電阻器的發(fā)展經(jīng)歷了漫長的階段。1834年,科學(xué)家首次發(fā)現(xiàn)了硫化銀有負溫度系數(shù)的特性。1930年,科學(xué)家發(fā)現(xiàn)氧化亞銅-氧化銅也具有負溫度系數(shù)的性能,并將之成功地運用在航空儀器的溫度補償電路中。隨后,由于晶體管技術(shù)的不斷發(fā)展,熱敏電阻器的研究取得重大進展。1960年研制出了NTC熱敏電阻器,廣泛用于測溫、控溫、溫度補償?shù)确矫妗?/p>


  它的測量范圍一般為-10~+300℃,也可做到-200~+10℃。


  熱敏電阻器溫度計的精度可以達到0.1℃,感溫時間可少至10s以下。它不僅適用于糧倉測溫儀,同時也可應(yīng)用于食品儲存、醫(yī)藥衛(wèi)生、科學(xué)種田、海洋、深井、高空、冰川等方面的溫度測量。


  由于半導(dǎo)體熱敏電阻有獨特的性能,所以在應(yīng)用方面它不僅可以作為測量元件(如測量溫度、流量、液位等),還可以作為控制元件(如熱敏開關(guān)、限流器)和電路補償元件。熱敏電阻廣泛用于家用電器、電力工業(yè)、通訊、軍事科學(xué)、宇航等各個領(lǐng)域,發(fā)展前景*其廣闊。