什么是熱敏電阻?
熱敏電阻是一種傳感器電阻,其電阻值隨著溫度的變化而改變。按照溫度系數不同分為正溫度系數熱敏電阻(PTC thermistor,即 Positive Temperature Coefficient thermistor)和負溫度系數熱敏電阻(NTC thermistor,即 Negative Temperature Coefficient thermistor)。正溫度系數熱敏電阻器的電阻值隨溫度的升高而增大,負溫度系數熱敏電阻器的電阻值隨溫度的升高而減小,它們同屬于半導體器件。
熱敏電阻將長期處于不動作狀態;當環境溫度和電流處于c區時,熱敏電阻的散熱功率與發熱功率接近,因而可能動作也可能不動作。熱敏電阻在環境溫度相同時,動作時間隨著電流的增加而急劇縮短;熱敏電阻在環境溫度相對較高時具有更短的動作時間和較小的維持電流及動作電流。
1、PTC效應是一種材料具有PTC (positive temperature coefficient) 效應,即正溫度系數效應,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范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熱敏電阻又經常被人們稱為自恢復保險絲(下面簡稱為熱敏電阻),由于具有獨特的正溫度系數電阻特性,因而極為適合用作過流保護器件。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。
當電路正常工作時,熱敏電阻溫度與室溫相近、電阻很小,串聯在電路中不會阻礙電流通過;而當電路因故障而出現過電流時,熱敏電阻由于發熱功率增加導致溫度上升,當溫度超過開關溫度(ts,見圖1)時,電阻瞬間會劇增,回路中的電流迅速減小到安全值。為熱敏電阻對交流電路保護過程中電流的變化示意圖。熱敏電阻動作后,電路中電流有了大幅度的降低,圖中t為熱敏電阻的動作時間。由于高分子PTC熱敏電阻的可設計性好,可通過改變自身的開關溫度(ts)來調節其對溫度的敏感程度,因而可同時起到過溫保護和過流保護兩種作用,如kt16-1700dl規格熱敏電阻由于動作溫度很低,因而適用于鋰離子電池和鎳氫電池的過流及過溫保護。環境溫度對高分子PTC熱敏電阻的影響 高分子PTC熱敏電阻是一種直熱式、階躍型熱敏電阻,其電阻變化過程與自身的發熱和散熱情況有關,因而其維持電流(ihold)、動作電流(itrip)及動作時間受環境溫度影響。當環境溫度和電流處于a區時,熱敏電阻發熱功率大于散熱功率而會動作;當環境溫度和電流處于b區時發熱功率小于散熱功率,高分子PTC熱敏電阻由于電阻可恢復,因而可以重復多次使用。圖6為熱敏電阻動作后,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。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。
熱敏電阻也可作為電子線路元件用于儀表線路溫度補償和溫差電偶冷端溫度補償等。利用NTC熱敏電阻的自熱特性可實現自動增益控制,構成RC振蕩器穩幅電路,延遲電路和保護電路。在自熱溫度遠大于環境溫度時阻值還與環境的散熱條件有關,因此在流速計、流量計、氣體分析儀、熱導分析中常利用熱敏電阻這一特性,制成專用的檢測元件。PTC熱敏電阻主要用于電器設備的過熱保護、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、火災報警和溫度補償等方面。
什么是熱敏電阻?
什么是熱敏電阻?
什么是熱敏電阻
熱敏電阻充當電路中的無源元件。它們是一種準確、廉價且可靠的溫度測量方法。
雖然熱敏電阻在極熱或極冷的溫度下都不能很好地工作,但它們是許多不同應用的首選傳感器。
當需要精確的溫度讀數時,熱敏電阻是理想的選擇。
熱敏電阻的用途
熱敏電阻有多種應用。它們被廣泛用作在許多不同液體和環境空氣環境中測量溫度的熱敏電阻溫度計。熱敏電阻的一些最常見用途包括:
數字溫度計(恒溫器)
汽車應用(測量汽車和卡車的油溫和冷卻液溫度)
家用電器(如微波爐、冰箱和烤箱)
電路保護(即浪涌保護)
可充電電池(確保保持正確的電池溫度)
測量電工材料的熱導率
在許多基本電子電路中很有用(例如,作為初學者 Arduino 入門套件的一部分)
溫度補償(即保持電阻以補償電路另一部分溫度變化引起的影響)
用于惠斯通電橋電路
熱敏電阻如何工作
熱敏電阻的工作原理是其電阻取決于其溫度。我們可以使用歐姆表測量熱敏電阻的電阻。
如果我們知道溫度變化將如何影響熱敏電阻電阻之間的確切關系,那么通過測量熱敏電阻的電阻,我們可以得出它的溫度。
電阻變化的程度取決于熱敏電阻中使用的材料類型。熱敏電阻的溫度和電阻之間的關系是非線性的。
有兩種類型的熱敏電阻:
負溫度系數 (NTC) 熱敏電阻
正溫度系數 (PTC) 熱敏電阻
NTC熱敏電阻
在 NTC 熱敏電阻中,當溫度升高時,電阻會降低。當溫度降低時,電阻會增加。因此,在 NTC 熱敏電阻中,溫度和電阻成反比。這些是最常見的類型熱敏電阻.
PTC熱敏電阻
PTC熱敏電阻在溫度和電阻之間具有相反的關系。當溫度升高時,電阻增加。
并且當溫度降低時,電阻會降低。因此,在 PTC 熱敏電阻中,溫度和電阻成反比。
雖然 PTC 熱敏電阻不像 NTC 熱敏電阻那樣常見,但它們經常用作電路保護的一種形式。類似于保險絲的功能,PTC熱敏電阻可以充當限流設備。
當電流通過設備時,會引起少量的電阻發熱。如果電流大到足以產生比設備向周圍環境損失的熱量更多的熱量,那么設備就會升溫。
在 PTC 熱敏電阻中,這種升溫也會導致其電阻增加。這會產生一種自我增強效應,推動電阻向上,從而限制電流。通過這種方式,它起到了限流裝置的作用——保護電路
熱敏電阻結構
為了制造熱敏電阻,將兩種或多種由金屬氧化物制成的半導體粉末與粘合劑混合以形成漿料。
這種漿液的小滴在引線上形成。出于干燥目的,我們必須將其放入燒結爐中。
在此過程中,漿料將收縮到引線上以進行電連接。
這種加工過的金屬氧化物是通過在其上涂上玻璃涂層來密封的。這種玻璃涂層使熱敏電阻具有防水性能——有助于提高其穩定性。市場上有不同形狀和尺寸的熱敏電阻。較小的熱敏電阻采用直徑從 0.15 毫米到 1.5 毫米的珠子形式。
熱敏電阻也可以是圓盤和墊圈的形式,通過在高壓下將熱敏電阻材料壓制成直徑為 3 毫米至 25 毫米的扁平圓柱形。
溫度傳感器的類型
熱敏電阻的典型尺寸為 0.125 毫米至 1.5 毫米。市售熱敏電阻的標稱值有1K、2K、10K、20K、100K等,這個值表示25℃溫度下的電阻值。
熱敏電阻有不同的型號:珠型、棒型、圓盤型等。熱敏電阻的主要優點是體積小,成本相對較低。
這種尺寸優勢意味著在護套中工作的熱敏電阻的時間常數很小,盡管尺寸減小也會降低其散熱能力,從而使自熱效應更大。這種效應會永久損壞熱敏電阻。
為防止這種情況,與電阻溫度計相比,熱敏電阻必須在低電流下工作——導致測量靈敏度降低。
熱敏電阻有什么特點?
熱敏電阻主要作用是什么?
熱敏電阻主要作用是對溫度敏感,不同的溫度下表現出不同的電阻值。
熱敏電阻還可用作儀表電路溫度補償和熱電偶冷端溫度補償的電子電路元件。利用負溫度系數熱敏電阻的自熱特性,實現了自動增益控制,構成了RC振蕩器的振幅穩定電路。
當自熱溫度遠高于環境溫度時,其阻力也與環境散熱條件有關。熱敏電阻通常用來分析流量計、流量計和導熱系數,以制作特殊的檢測元件。
擴展資料:
熱敏電阻的分類:
1、半導體熱敏電阻材料
這些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半導體。它們都具有高電阻溫度系數和高電阻率,由它們組成的傳感器非常靈敏。
2、金屬熱敏電阻材料
該材料廣泛應用于熱電阻溫度測量、限流器和自動恒溫加熱元件。如鉑電阻溫度計、鎳電阻溫度計、銅電阻溫度計、鉑側溫度傳感器等,在各種介質(包括腐蝕性介質)中具有明顯的高精度和穩定性。
3、合金熱敏電阻材料
合金熱敏電阻材料也叫熱敏電阻合金。該合金電阻率高,且對溫度變化敏感,是制作溫度傳感器的良好材料。
參考資料來源:百度百科—熱敏電阻
本文發布于:2023-02-28 18:57:00,感謝您對本站的認可!
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