热敏电阻发声明
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热敏电阻器是敏感元件的一类,按照温度系数不同分为正温度系数热敏电阻器(PTC)和负温度系数热敏电阻器(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。
1、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。
2、热敏电阻的基本特性:
热敏电阻的电阻-温度特性可近似地用下式表示:R=R0exp{B(1/T-1/T0)}:R:温度T(K)时的电阻值、Ro:温度T0、(K)时的电阻值、B:B值、*T(K)=t(ºC)+273.15。实际上,热敏电阻的B值并非是恒定的,其变化大小因材料构成而异,最大甚至可达5K/°C。因此在较大的温度范围内应用式1时,将与实测值之间存在一定误差。此处,若将式1中的B值用式2所示的作为温度的函数计算时,则可降低与实测值之间的误差,可认为近似相等。
BT=CT2+DT+E,上式中,C、D、E为常数。另外,因生产条件不同造成的B值的波动会引起常数E发生变化,但常数C、D不变。因此,在探讨B值的波动量时,只需考虑常数E即可。常数C、D、E的计算,常数C、D、E可由4点的(温度、电阻值)数据(T0,R0).(T1,R1).(T2,R2)and(T3,R3),通过式3~6计算。首先由式样3根据T0和T1,T2,T3的电阻值求出B1,B2,B3,然后代入以下各式样。
电阻值计算例:试根据电阻-温度特性表,求25°C时的电阻值为5(kΩ),B值偏差为50(K)的热敏电阻在10°C~30°C的电阻值。步骤(1)根据电阻-温度特性表,求常数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)将数值代入R=5exp {(BT1/T-1/298.15)},求R。*T:10+273.15~30+273.15。
3、热敏电阻的技术参数:
①标称阻值Rc:一般指环境温度为25℃时热敏电阻器的实际电阻值。②实际阻值RT:在一定的温度条件下所测得的电阻值。
③材料常数:它是一个描述热敏电阻材料物理特性的参数,也是热灵敏度指标,B值越大,表示热敏电阻器的灵敏度越高。应注意的是,在实际工作时,B值并非一个常数,而是随温度的升高略有增加。
④电阻温度系数αT:它表示温度变化1℃时的阻值变化率,单位为%/℃。
⑤时间常数τ:热敏电阻器是有热惯性的,时间常数,就是一个描述热敏电阻器热惯性的参数。它的定义为,在无功耗的状态下,当环境温度由一个特定温度向另一个特定温度突然改变时,热敏电阻体的温度变化了两个特定温度之差的63.2%所需的时间。τ越小,表明热敏电阻器的热惯性越小。
⑥额定功率PM:在规定的技术条件下,热敏电阻器长期连续负载所允许的耗散功率。在实际使用时不得超过额定功率。若热敏电阻器工作的环境温度超过 25℃,则必须相应降低其负载。
⑦额定工作电流IM:热敏电阻器在工作状态下规定的名义电流值。
⑧测量功率Pc:在规定的环境温度下,热敏电阻体受测试电流加热而引起的阻值变化不超过0.1%时所消耗的电功率。
⑨最大电压:对于NTC热敏电阻器,是指在规定的环境温度下,不使热敏电阻器引起热失控所允许连续施加的最大直流电压;对于PTC热敏电阻器,是指在规定的环境温度和静止空气中,允许连续施加到热敏电阻器上并保证热敏电阻器正常工作在PTC特性部分的最大直流电压。
⑩最高工作温度Tmax:在规定的技术条件下,热敏电阻器长期连续工作所允许的最高温度。
⑾开关温度tb:PTC热敏电阻器的电阻值开始发生跃增时的温度。
⑿耗散系数H:温度增加1℃时,热敏电阻器所耗散的功率,单位为mW/℃。
4、热敏电阻主要缺点:
①阻值与温度的关系非线性严重;
②元件的一致性差,互换性差;
③元件易老化,稳定性较差;
④除特殊高温热敏电阻外,绝大多数热敏电阻仅适合0~150℃范围,使用时必须注意。
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