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热敏电阻工作原理

发布时间:2019/1/25    访问人数:138次

热敏电阻工作原理

热敏电阻的基本电气特性是其电阻值随温度变化而改变,热敏电阻自身温度会随周围温度或电流通过热敏电阻而导致的自热而改变。如在温度测量、控制和补偿的应用中,要求热敏电阻自耗功率维持在最小,免得引起自热。当周围温度保持不变时,热敏电阻的阻值是热敏电阻自耗功率的函数,此时热敏电阻温度升高到高于环境温度。

在有些工作条件下,温度可升高100~200℃电阻可降至低电流条件下电阻值的千分之在有些应用领域可利用热敏电阻自身加热特性。在自热状态下,热敏电阻对改变热敏电阻的热传导率的任何条件都是热敏感的,如果散热速率可理想地固定不变,则热敏电阻对功率输入是敏感的,因而,热敏电阻适合于电压电平或功率电平控制场合。

一、正温度系数热敏电阻的工作原理

 

时恒电子PTC热敏电阻器

正温度系数热敏电阻以钛酸钡(BaTiO3)为基本材料,再掺入适量的稀土元素,利用陶瓷工艺高温烧结而成。纯钛酸钡是一种绝缘材料,但掺人适量的稀土元素如(La)和铌(Nb)等以后,变成了半导体材料,被称半导体化钛酸钡。它是一种多晶体材料,晶粒之间存在着晶粒界面,对于导电电子而言,晶粒间界面相当于一个位垒。

当温度低时,由于半导体化钛酸钡内电场的作用,导电电子可以很容易越过位垒,所以电阻值较小;当温度升高到居里点温度(即临界温度,此元件的“温度控制点”一般为钛酸钡的居里点,为120℃)时,内电场受到破坏,不能帮助导电电子越过位全,所以表现为电阻值的急剧增加。因为这种元件具有未达居里点前电阻随温度变化非常缓慢,具有恒温、调温和自动控温的功能,只发热,不发红,无明火,不易燃烧,可应用于交、直流电压(3~440V)场合,使用寿命长,非常适用于电动机等电器装置的过热检测。

一种材料具有PTC效应仅指此材料的电阻会随温度的升高而增加,如大多数金属材料都具有PTC效应。在这些材料中,PTC效应表现为电阻随温度增加而线性增加,这就是通常所说的线性PTC效应。经过相变的材料会呈现出电阻沿狭窄温度范围内急剧增加几个至十几个数量级的现象,即非线性PTC效应。多种类型的导电聚合体会呈现出这种效应,如高分子PTC热敏电阻。

这些导电聚合体对于制造过电流保护装置来说非常有用。

PTC热敏电阻在-40~250℃区域内保持阻一温的线性变化,从而简化电路。目前,普遍的PTC正温度热敏电阻的阻温特性的突变性的,线性区域很窄,通常用于电路的过流保护,不能用于温度检测、温度补偿电路。

二、负温度系数热敏电阻的工作原理

 

NTC热敏电阻器

NTC泛指负温度系数很大的半导体材料或元器件,所谓NTC热敏电阻就是负温度系数热敏电阻。负温度系数热敏电阻是以氧化锰、氧化钻、氧化镍、氧化铜和氧化铝等金属氧化物为主要原料,采用陶瓷工艺制造而成的。这些金属氧化物材料都具有半导体性质,完全类似于储、硅晶体材料,体内的载流子(电子和空穴)数目少,电阻较高;温度升高,体内载流子数目增加,自然电阻值降低。NTC热敏电阻在室温下的变化范围在100~100000,Ω温度系数为一2%6.5%。负温度系数热敏电阻类型很多,按温度范围分为低温(-60~300℃)、中温(300-600℃、高温(>600℃)三种,有灵敏度高、稳定性好、响应快、寿命长、价格低等优点,广泛应用于需要定点测温的温度自动控制电路,如冰箱、空调、温室等的温控系统。

 

时恒NTC热敏电阻测量

南京时恒电子科技有限公司为中国电子元件行业协会(CECA)理事单位、中电元协敏感元器件与传感器分会常务理事单位,中国电源学会会员单位,《电子元件与材料》常务理事单位。公司为“国家高新技术企业”,“江苏省民营科技企业”。建有经江苏省科学技术厅批准的“江苏省NTC热敏陶瓷材料工程技术研究中心”,授权和受理专利42件,其中发明专利15件,具有很强的研发实力。

2018年11月26日,作为被评选的“南京市优秀民营企业”100家之一, 受到南京市市委、市政府表彰。


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