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貼片熱敏電阻-介紹篇

發布時間： 2021-02-09

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原標題：貼片熱敏電阻
什麽是貼片熱敏電阻？貼片熱敏電阻是一種敏感元件，根據溫度係數分為正溫度係數貼片熱敏電阻和負溫度係數貼片熱敏電阻。貼片熱敏電阻的典型特征是對溫度敏感，根據溫度的不同電阻值也不同。正溫度係數貼片熱敏電阻溫度越高電阻值越大，負溫度係數貼片熱敏電阻溫度越高電阻值越低，是屬於半導體器件。

貼片熱敏電阻特點
（1）靈敏度高，其電阻溫度係數比金屬大10~100倍以上，可檢測出10~6℃的溫度變化；
（2）工作溫度範圍廣，常溫設備適用於-55℃~315℃，高溫設備適用溫度高於315℃(目前最高可達2000℃)，低溫設備適用於-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）易加工成複雜的形狀，可大批量生產；
（6）穩定性好、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成而異，最大可達5K/°C。因此，在較大的溫度範圍內應用1時，與實測值之間存在一定的誤差。在這裏，如果將公式1中的B值作為公式2所示的溫度函數計算，則可以降低與實測值的誤差，認為相似。
貼片熱敏電阻

BT=CT2+DT+E，在上式中，C、D、E是常數。此外，由於生產條件的不同，B值的變動會導致常數E的變化，但常數C、D不會改變。所以在討論B值波動時，隻需考慮常數E即可。常數C、D、E的計算、常數C、D、E可以通過4點(溫度、電阻值)數據(T0、R0)、(T1、R1)、(T2、R2)and(T3、R3)、式3~6計算。首先由式樣3根據T0和T1,T2,T3的電阻值求出B1,B2,B3，然後代入以下各式樣。

電阻值計算例：試根據電阻－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）根據電阻－溫度特性表，求常數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於不動作狀態的環境溫度和電流處於c區時，貼片熱敏電阻的散熱功率接近發熱功率，因此可能不動作。當環境溫度相同時，貼片熱敏電阻的運行時間隨著電流的增加而急劇縮短。當環境溫度相對較高時，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效應是一種材料具有ptc(positive temperature coefficient）效應，即正溫度係數效應，僅指此材料的電阻會隨溫度的升高而增加。如大多數金屬材料都具有ptc效應。在這些材料中，ptc效應表現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；
（2）非線性ptc效應經過相變的材料會呈現出電阻沿狹窄溫度範圍內急劇增加幾個至十幾個數量級的現象，即非線性ptc效應，相當多種類型的導電聚合體會呈現出這種效應，如高分子ptc熱敏電阻。這些導電聚合體對於製造過電流保護裝置來說非常有用；
（3）高分子ptc熱敏電阻用於過流保護高分子ptc熱敏電阻又經常被人們稱為自恢複保險絲（下麵簡稱為熱敏電阻），由於具有獨特的正溫度係數電阻特性，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，是串聯在電路中使用；

貼片熱敏電阻技術參數
貼片熱敏電阻技術參數主要有標稱阻值Rc、材料常數、電阻溫度係數αT、時間常數、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、開關溫度tb、耗散係數H這十二大主要參數。介紹如下。

（1）標稱阻值Rc：一般指環境溫度為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：它是一個描述熱敏電阻材料物理特性的參數，也是熱靈敏度指標，B值越大，表示熱敏電阻器的靈敏度越高。應注意的是，在實際工作時，B值並非一個常數，而是隨溫度的升高略有增加；
（4）電阻溫度係數αT：它表示溫度變化1℃時的阻值變化率，單位為%/℃；
（5）時間常數τ：熱敏電阻器是有熱慣性的，時間常數，就是一個描述熱敏電阻器熱慣性的參數。它的定義為，在無功耗的狀態下，當環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小；
（6）額定功率PM：在規定的技術條件下，熱敏電阻器長期連續負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境溫度超過 25℃，則必須相應降低其負載；
（7）額定工作電流IM：熱敏電阻器在工作狀態下規定的名義電流值；
（8）測量功率Pc：在規定的環境溫度下，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：對於NTC熱敏電阻器，是指在規定的環境溫度下，不使熱敏電阻器引起熱失控所允許連續施加的最大直流電壓；對於PTC熱敏電阻器，是指在規定的環境溫度和靜止空氣中，允許連續施加到熱敏電阻器上並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：在規定的技術條件下，熱敏電阻器長期連續工作所允許的最高溫度；
（11）開關溫度tb:PTC熱敏電阻器的電阻值開始發生躍增時的溫度；
（12）耗散係數H：溫度增加1℃時，熱敏電阻器所耗散的功率，單位為mW/℃；

貼片熱敏電阻材質區分
貼片熱敏電阻材質一般區分為三種半導體類、金屬類和合金類這三類，分別介紹如下。
（1）半導體類：這種材料包括單晶半導體、多晶半導體、玻璃半導體、有機半導體和金屬氧化物。它們都有很大的電阻溫度係數和很高的電阻率，由它們製成的傳感器也相當靈敏。根據電阻溫度係數，也可分為負電阻溫度係數材料和正電阻溫度係數材料。在有限的溫度範圍內，負電阻溫度係數材料a可達-6*10-2/℃，正電阻溫度係數材料a可達-60*10-2/℃以上。上述兩種材料均廣泛用於溫度測量、溫度控製、溫度補瞬、開關電路、過載保護以及時間延遲等方麵，如分別用子製作熱敏電阻溫度計、熱敏電阻開關和熱敏電阻溫度計、熱敏電阻開關和熱敏電阻延遲繼電錯等；
這類材料由於電阻和流度呈指數關係，因此測溫範圍狹窄、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。其中鉑側溫傳感器在各種介質中(包括腐蝕性介質)，表現出明顯的高精度和高穩定的特征。但是，由於鉑的稀缺和價格昂貴而使它們的廣泛應用受到一定的限製。銅測溫傳感器較便宜，但在腐蝕性介質中長期使用，可導致靜態特性與阻值發生明顯變化。最近有資料報導，銅測溫傳感器可在空氣介質中-60~180℃溫度範圍使用。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，並認為鎳是一種較理想的材料，因為它們具有高的靈敏度、滿意的重現性和穩定性；
（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，並且電阻值隨溫度的變化較為敏感，是一種製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相當高的電阻溫度係數；
③具有接近於實驗材料線膨脹係數；
④小的應變靈敏係數；
⑤在工作溫度區間加熱和冷卻時，電阻溫度曲線應有良好的重複性；

貼片熱敏電阻缺點
（1）電阻值與溫度的關係非線性嚴重；
（2）元件一致性差，兼容性差；
（3）元件易老化，穩定性較差；
（4）除了特殊的高溫敏感電阻外，大部分敏感電阻隻適用於0~150℃的範圍，使用時必須注意；

貼片熱敏電阻應用
貼片熱敏電阻普遍都能應用在於電器設備的過熱保護、無觸點繼電器、恒溫、自動增益控製、電機啟動、時間延遲、彩色電視自動消磁、火災報警和溫度補償等方麵。

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