熱敏電阻的特點:熱敏電阻是開發(fā)早、種類多、發(fā)展較成熟的敏感元器件。熱敏電阻由半導(dǎo)體陶瓷材料組成,熱敏電阻是用半導(dǎo)體材料,大多為負(fù)溫度系數(shù),即阻值隨溫度增加而降低。熱敏電阻主要特點有靈敏度較高;工作溫度范圍寬;體積小;使用方便;易加工成復(fù)雜的形狀,可大批量生產(chǎn);穩(wěn)定性好、過載能力強。由于半導(dǎo)體熱敏電阻有獨特的性能,所以在應(yīng)用方面它不只可以作為測量元件,還可以作為控制元件和電路補償元件。熱敏電阻普遍用于家用電器、電力工業(yè)、通訊科學(xué)、宇航等各個領(lǐng)域,發(fā)展前景極其廣闊。熱敏電阻工作溫度范圍寬,常溫器件適用于-55℃~315℃,高溫器件適用溫度高于315℃??鞠錈崦綦娮栌喿鰪S家
熱敏電阻的技術(shù)參數(shù):1、測量功率Pc:在規(guī)定的環(huán)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。2、較大電壓:對于NTC熱敏電阻器,是指在規(guī)定的環(huán)境溫度下,不使熱敏電阻器引起熱失控所允許連續(xù)施加的較大直流電壓;對于PTC熱敏電阻器,是指在規(guī)定的環(huán)境溫度和靜止空氣中,允許連續(xù)施加到熱敏電阻器上并保證熱敏電阻器正常工作在PTC特性部分的較大直流電壓。3、較高工作溫度Tmax:在規(guī)定的技術(shù)條件下,熱敏電阻器長期連續(xù)工作所允許的較高溫度??鞠錈崦綦娮栌喿鰪S家熱敏電阻通常需要與其他元器件一起使用,例如電容器、電阻器等。
金屬熱敏電阻材料: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普遍的應(yīng)用。如鉑電阻溫度計、鎳電阻溫度計、銅電阻溫度計等。其中鉑測溫傳感器在各種介質(zhì)中(包括腐蝕性介質(zhì)),表現(xiàn)出明顯的高精度和高穩(wěn)定的特征。但是,由于鉑的稀缺和價格昂貴而使它們的普遍應(yīng)用受到一定的限制。銅測溫傳感器較便宜,但在腐蝕性介質(zhì)中長期使用,可導(dǎo)致靜態(tài)特性與阻值發(fā)生明顯變化。較近有資料報導(dǎo),銅測溫傳感器可在空氣介質(zhì)中-60~180℃溫度范圍使用。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,并認(rèn)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(xiàn)性和穩(wěn)定性。
熱敏電阻的分類是在室溫下測得的電阻量,即25°C。根據(jù)制造商的要求,需要保持溫度的裝置具有一定的技術(shù)規(guī)格以便較佳使用。必須在選擇傳感器之前識別這些。因此,了解以下內(nèi)容非常重要:設(shè)備的較高和較低溫度是多少?在測量環(huán)境溫度50°C以內(nèi)的單點溫度時,熱敏電阻是理想選擇。如果溫度過高或過低,熱敏電阻將無法工作。雖然有例外,但大多數(shù)熱敏電阻在-55°C至+114°C的范圍內(nèi)工作效果較佳。由于熱敏電阻是非線性的,意味著溫度與電阻值在曲線圖上繪制為曲線而不是直線,因此無法正確記錄非常高或極低的溫度。例如,非常高的溫度下的非常小的變化將記錄可忽略的電阻變化,這不會轉(zhuǎn)化為精確的電壓變化。熱敏電阻常用于溫度測量和控制應(yīng)用。
正溫度系數(shù)熱敏電阻的工作原理:正溫度系數(shù)熱敏電阻以鈦酸鋇(BaTiO3)為基本材料,再摻入適量的稀土元素,利用陶瓷工藝高溫?zé)Y(jié)而成。純鈦酸鋇是一種絕緣材料,但摻人適量的稀土元素如(La)和鈮(Nb)等以后,變成了半導(dǎo)體材料,被稱半導(dǎo)體化鈦酸鋇。它是一種多晶體材料,晶粒之間存在著晶粒界面,對于導(dǎo)電電子而言,晶粒間界面相當(dāng)于一個位壘。當(dāng)溫度低時,由于半導(dǎo)體化鈦酸鋇內(nèi)電場的作用,導(dǎo)電電子可以很容易越過位壘,所以電阻值較小;當(dāng)溫度升高到居里點溫度(即臨界溫度,此元件的“溫度控制點”一般為鈦酸鋇的居里點,為120℃)時,內(nèi)電場受到破壞,不能幫助導(dǎo)電電子越過位全,所以表現(xiàn)為電阻值的急劇增加。因為這種元件具有未達(dá)居里點前電阻隨溫度變化非常緩慢,具有恒溫、調(diào)溫和自動控溫的功能,只發(fā)熱,不發(fā)紅,無明火,不易燃燒,可應(yīng)用于交、直流電壓(3~440V)場合,使用壽命長,非常適用于電動機等電器裝置的過熱檢測。熱敏電阻的材料不同,其熱敏特性也不同??鞠錈崦綦娮栌喿鰪S家
熱敏電阻在環(huán)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??鞠錈崦綦娮栌喿鰪S家
熱敏電阻和其他溫度傳感器的區(qū)別:除熱敏電阻外,還使用了幾種其他類型的溫度傳感器。較常見的是電阻溫度檢測器(RTD)和集成電路(IC),哪種傳感器較適合特定用途是基于許多因素。下表簡要比較了每種方法的優(yōu)缺點。溫度范圍:可以使用傳感器類型的大致溫度范圍。在給定的溫度范圍內(nèi),一些傳感器比其他傳感器工作得更好。相對成本:相對成本,因為這些傳感器相互比較。例如,熱敏電阻相對于RTD而言便宜,部分原因是RTD選擇的材料是鉑??鞠錈崦綦娮栌喿鰪S家