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热敏电阻的主要特点和工作原理

放大字体  缩小字体 发布日期:2015-11-22 浏览次数:52
热敏电阻的主要特点和工作原理

热敏电阻是开发早、种类多、发展较成熟的敏感元器件.热敏电阻由材料组成,利用的原理是温度引起电阻变化,按照温度系数不同分为:正温度系数热敏电阻器(PTC)和器(NTC)。热敏电阻器的典型特点是对温度敏感,不同的温度下表现出不同的电阻值。正温度系数热敏电阻器(PTC)在温度越高时电阻值越大,负温度系数热敏电阻器(NTC)在温度越高时电阻值越低,它们同属于半导体器件。

  热敏电阻的主要特点是:

  ①灵敏度较高,其电阻温度系数要比金属大10~100倍以上,能检测出10-6℃的温度变化。

  ②工作温度范围宽,常温器件适用于-55℃~315℃,高温器件适用温度高于315℃(目前最高可达到2000℃),低温器件适用于-273℃~55℃。

  ③体积小,能够测量其他温度计无法测量的空隙、腔体及生物体内血管的温度。

  ④使用方便,电阻值可在0.1~100kΩ间任意选择。

  ⑤易加工成复杂的形状,可大批量生产;⑥稳定性好、过载能力强。

  正温度系数热敏电阻的工作原理:

  此种热敏电阻以(BaTio3)为基本材料,再掺进适量的稀土元素,利用陶瓷工艺高温烧结尔成。纯钛酸钡是一种尽缘材料,但掺进适量的稀土元素如镧(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,导电电子可以很轻易越过位垒,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垒,所以表现为电阻值的急剧增加。由于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、调温顺自动控温的功能,只发热,不发红,无明火,不易燃烧,电压交、直流3~440V均可,使用寿命长,非常适用于电动机等电器装置的过热探测。

  负温度系数热敏电阻的工作原理:

  负温度系数热敏电阻是以氧化锰、氧化钴、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。这些金属氧化物材料都具有半导体性质,完全类似于锗、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。负温度系数热敏电阻类型很多,使用区分低温(-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。

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