热敏电阻介绍和相干使用引导-凯发电子



热敏电阻

择要

热敏电阻的电阻值会随温度增长呈线性上升,外型为为轴向引线玻璃封装布局,具有体积小、布局巩固、形状尺度化、高精度和疾速反响等好处,并具有极强的波动性、复现性,反复百万次特征曲线稳定,可在低温和高湿的恶劣情况下利用,常用于通讯、汽车、仪表、盘算器、家电等行业的温度丈量和控制,本文将介绍热敏电阻并介绍其相干使用。


要害词:热敏电阻


一、        简介:


热敏电阻(Thermistor, Thermal Resistor 之缩写,简称 TSR),它是一种对温度(热)相称敏感的电阻,次要功效都是提供断电功效,類似于保险丝,与保险丝的差异在于,保险丝在电流过大而断电后无法恢復通电功效,必要改换新的保险丝;热敏电阻因电流異常而断电后,若电流及温度再次回復正常,即会主动恢復通电功效,不用改换零件即可反复利用,到达掩护电子组件之目标。[2]热敏电阻利用范畴相称广,譬如:各類消耗性电子、玩具、家用电器、产业丈量产品以及团体盘算机必需具有之量测设置装备摆设,而「热敏电阻器」则是最容易获得的温度感测组件。「热敏电阻器」能因情况温度上下而改动电阻器值巨细。假如凯发能理解它的特征,改良它的缺陷,增加讀取温度偏差增强其正确度,将可增加电路破坏,不但可低落厂商本钱,更可拓展其使用領域,普遍使用在电子、信息、通讯、家电、汽車、生医、航天等相干财产。[3]热敏电阻好像 RTD,均为感热性的半导体,且其电阻将随温度发生变革。热敏电阻是由金属氧化半导体 (MOS) 质料所组成,并关闭于玻璃或环氧树脂中。同时,热敏电阻的额外电阻 (Nominal resistance) 值一样平常均高于 RTD (从 2,000 ~ 10,000 Ù),且可利用于较低的电流。[


二、        热敏电阻品种及特征:


热敏电阻是一种电阻值对温度极为敏感的半导体组件,因材质差别,它可分为正温度系數(PTC, Positive Temperature Coefficient)及负温度系數(NTC, Negative Temperature Coefficient)热敏电阻兩种。[3]

(一)        正温度系數(PTC):依其所利用质料可分为陶瓷正温度系數(CPTC,Ceramic PTC)热敏电阻及高分子正温度系數(PPTC,Polymeric PTC)热敏电阻兩類。 CPTC热敏电阻是由钛酸钡、二氧化钛等质料添加大批稀土元素经低温烧制成,这种组件于某段温度范畴会维持波动的低电阻值,直至温度高于质料接受的温度时,其阻值就会大幅增长。

PPTC 次要是由聚乙稀及具导电性的碳黑微粒所制成。当有过大电流流过该器件时,它会因热而收缩;其收缩将使碳微粒疏散开,阻抗增长。这使器件更快地热并收缩得更大,阻抗再次增长,使电路中的电流分明地增加。当电源和妨碍排除后,它将紧缩到其原來的形狀,并恢復为低阻抗狀态。

(二)        负温度系數(NTC) 

NTC 因此锰、钴、镍和铜等金属氧化物为质料制造的半导体陶瓷组件,因这些金属氧化物质料都具有半导体性子,其导电方法類似锗、硅等半导体,在温度低时,这些氧化物质料的载流子(电子)數目较少,以是电阻值较高;随着温度上升,载流子數目增长,电阻值随之降落。依据用处差别,器之形狀区分为圆球型、圆片型、棒球型、二极管型或片式等形狀。大局部都具有高耐热性、高牢靠性、高精度。用來作为温度测定、温度控制或电路的温度赔偿。


三、        利用留意事变:


(一)        自热题目 

由于热敏电阻器是一个电阻器,电流流过它时会发生肯定的热量,因而电路设计职员应确保串聯电阻器充足大,以避免热敏电阻器自热过分,不然体系丈量的是热敏电阻器收回的热,而不是四周情况的温度。

(二)        热跑脱(Thermal runaway)征象 

比方利用NTC的时分,电阻随温度上升而降落,将使流经NTC的电流增长,此时NTC的功率消耗,电流便以平方倍使功率消耗疾速增长,功率消耗增长后,发生的热效应变大,温度就随之上升,使得NTC的的电阻值再次降落,电流接着又增长,云云循环,最初因凌驾NTC负荷之瓦特數而烧失。

(三)        累积偏差 

热敏电阻器的电阻会随温度而变革。为求正确度,设计电路时要留意组件的精度,包罗电阻器、參考电压及热敏电阻器自己,细心算出一切组件的累积偏差,以便和热敏电阻器的精度相共同。

(四)        反响速率差别 

差别型号的热敏电阻器因温度差别,所形成的电阻器变革速率亦差别,故必需因应差别的用处,选择差别型号的热敏电阻器。


四、        相干功效:


(一)掩护组件

比方高分子正温度系數热敏电阻(PPTC)是使用特别的高分子混淆导电的颗粒而构成导电高分子,在正常的情况温度下,质料外部的导电颗粒含构成低阻抗的布局,当温度上升至质料的转换温度以上时,高分子的布局由结晶狀态酿成非结晶态,并陪同着体积增长使导电颗粒离开而使阻抗急忙增高当电路中电流忽然增长, PPTC 热敏电阻温度亦随之上升,当温度上升凌驾转机温度(Tt)时,急忙增长的阻抗可**突波电流的巨细,进而到达掩护组件的目标。

(二)温度赔偿 

因负温度系數热敏电阻(NTC)的电阻值可以随温度的上升而降落,将负温度系數热敏电阻放入电路,没有负温度系數热敏电阻前之电路总阻值含随温度上升(Rc),而加上负温度系數热敏电阻做赔偿后,电路总阻值RTotal 不随温度改动而有分明变革。

(三)液位传感器 

当电流增长,NTC 热敏电阻发生的热使组件自己的温度上升,并与情况举行热互换。液位传感器,是使用 NTC 热敏电阻在液体和氛围中的热流失差異,当电流增长,NTC 热敏电阻通以电流后发生焦耳热而升温,其热量传导至四周介质,均衡温度将随介质种類而差别。使用此办法可检知 NTC 热敏电阻在液体中或氛围中,以适时启动警示灯。


五、相干使用:

(一)在电池电路中利用热敏电阻,就可以检测过量的电流或电流的过热,从而调解充电的速率。其后果是,电池开端充电时的电流会比力大,如许,在比力短的工夫内就可以以较大的充电电流疾速充电。而当将要到达临界电流或临界温度时,可以控制充电的速率使之低落,然后,再比力安稳地完成充电。

(二)条记本盘算机越来越小的尺寸也对工程师收支了应战。盘算机的主板对温度黑白常敏感的,而主板又黑白常靠近热的电源电路,不停进步的CPU主频不但进步了CPU的速率,也使得它的事情温度更高了。在这种场所,外表封装式热敏电阻既可以疾速呼应来举行过热的掩护,也比力容易利用,但偶然也无法将热敏电阻安置在必要的地位。将外表封装式热敏电阻联合一种特别外形的带状线可以将温度敏感组件放在特定的敏感点,从而进一步进步了掩护的才能。

(三)餐饮和药品产业在运输历程中也利用温度控制来包管产品的质量。为了避免局部或所有地丧失药品的无效性,有不少药品在运输中要准确地控制温度和温度。在运输历程中温度记载器不停地办理着运输的条件。典范的记载器大概是一组放在差别地位的测试卡,它可以包括外部热敏电阻组件,内部热敏电阻探针,或两者兼而有之。

六、讨论及结论:


临时以来,热敏电阻普遍地用来丈量水的温度。如今,则有很多新的使用,这些使用中有很多是使用在奢华轿车中的,并且这将很快成为热敏电阻的一种主流的使用。 如今对热敏电阻产业提出了更高的要求:更小的尺寸、更高的波动性、更好的低温测试功能,等等,在这些方面如今都获得了停顿。在这些停顿的底子大将会有很多更新的使用:包罗更准确的患者温度的监控、巨大温差传感器、用来改良燃料服从的汽车中的低温传感器,等等,。回忆热敏电阻使用200年来的停顿,可以信赖,如今热敏电阻产业和研讨的停顿肯定可以满意电子产业如今和未来关于热敏传感所提出的种种需求。


(一) 热敏电阻器的种類及特征 

1、正温度系數(PTC)热敏电阻,其阻值随着温度上升而上升。 

2、负温度系數(NTC)热敏电阻,其阻值随着温度上升而降落。

(二)利用热敏电阻器须留意的地方 

1、留意电流量 

      热敏电阻器有自热效应,加在热敏电阻器上的电压不行太高,制止偏差发生,以是只能用薄弱电流驱动。

2、留意自热征象 

   不行将 PTC 热敏电阻器与其他组件串聯來取得更高的电压或功率,因自热

征象,会使兩端电压过高,招致热敏电阻器的击穿。

3、热敏电阻的掩护办法

      不行将无掩护之热敏电阻器用于导电液体或浸蚀在复原气体中,由于会使热敏电阻器之特征产生变革。

4、热敏电阻的靈敏度 

   热敏电阻器可以并聯电阻器利用,以改进热敏电阻器对温度

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