PTC热敏电阻
PTC(是指在某一温度下电阻急剧增加、具有正温度系数的热敏电阻现象或材料,可专门用作恒定温度传感器.该材料是以BaTiO3或SrTiO3或PbTiO3为主要成分的烧结体,其中掺入微量的Nb、Ta、Bi、Sb、Y、La等氧化物进行原子价控制而使之半导化,常将这种半导体化的BaTiO3等材料简称为半导(体)瓷;同时还添加增大其正电阻温度系数的Mn、Fe、Cu、Cr的氧化物和起其他作用的添加物,采用一般陶瓷工艺成形、高温烧结而使钛酸铂等及其固溶体半导化,从而得到正特性的热敏电阻材料.其温度系数及居里点温度随组分及烧结条件(尤其是冷却温度)不同而变化
钛酸钡半导瓷的PTC效应起因于粒界(晶粒间界).对于导电电子来说,晶粒间界面相当于一个势垒.当温度低时,由于钛酸钡内电场的作用,导致电子极容易越过势垒,则电阻值较小.当温度升高到居里点温度(即临界温度)附近时,内电场受到破坏,它不能帮助导电电子越过势垒.这相当于势垒升高,电阻值突然增大,产生PTC效应.钛酸钡半导瓷的PTC效应的物理模型有海望表面势垒模型、丹尼尔斯等人的钡缺位模型和叠加势垒模型,它们分别从不同方面对PTC效应作出了合理解释.
实验表明,在工作温度范围内,PTC热敏电阻的电阻-温度特性可近似用实验公式表示:
RT=RT0expBp(T-T0)
式中RT、RT0表示温度为T、T0时电阻值,Bp为该种材料的材料常数.
PTC效应起源于陶瓷的粒界和粒界间析出相的性质,并随杂质种类、浓度、烧结条件等而产生显著变化.近,进入实用化的热敏电阻中有利用硅片的硅温度敏感元件,这是体型且精度高的PTC热敏电阻,由n型硅构成,因其中的杂质产生的电子散射随温度上升而增加,从而电阻增加
热敏电阻是一种传感器电阻,其电阻值随温度的变化而显著改变。这种特性使其在温度测量和控制系统中有着广泛的应用。根据不同的特性和应用场景,热敏电阻可分为多种类型。首先,根据温度系数的不同,热敏电阻可分为正温度系数热敏电阻(PTC)和负温度系数热敏电阻(NTC)。PTC的电阻值随温度升高而增大,而NTC的电阻值则随温度升高而减小。此外,热敏电阻还可按制作材料分类。例如,铂热敏电阻具有较高的精度和稳定性,适用于需要温度测量的场合;氧化锌热敏电阻在温度变化时电阻值变化显著,响应速度快;硅热敏电阻灵敏度高,测量范围宽,广泛应用于温度测量和控制领域;聚合物热敏电阻则具有体积小、重量轻和响应速度快的优点。后,还有复合材料热敏电阻,它采用多种材料复合制作,具有较高的温度系数和较宽的测量范围,可根据需要选择合适的型号进行温度测量和控制。总的来说,热敏电阻种类繁多,每种类型都有其的特性和适用场景。在选择热敏电阻时,需要根据具体的应用需求和环境条件来确定合适的类型。同时,热敏电阻的灵敏度高、响应速度快、加工方便和价格低廉等特点,使其在温度检测和控制领域具有广阔的应用前景。
负温度系数热敏电阻,又称NTC热敏电阻,是一种电阻值随温度增大而减小的传感器电阻。其工作原理基于特定的材料特性,通常是以锰、钴、镍和铜等金属氧化物为主要材料,采用陶瓷工艺制造而成。这些金属氧化物材料在导电方式上类似于锗、硅等半导体材料,因此具有半导体性质。在温度较低时,这些金属氧化物材料的载流子(电子和空穴)数量较少,因此电阻值较高。而随着温度的升高,载流子数量增加,电阻值则相应降低。这种特性使得NTC热敏电阻在室温下的变化范围可达100~1000000欧姆,温度系数在-2%~-6.5%之间。NTC热敏电阻的应用领域十分广泛,包括测温、控温、温度补偿等方面。在电子设备中,它常被用作温度传感器,具有高灵敏度和高精度的温度检测特点。例如,在空调、冰箱、热水器等家电产品中,NTC热敏电阻能够实时检测温度并转换为电信号,从而控制设备的工作状态。此外,它还被用于电源保护电路,限制启动电流并稳定电路温度,确保电源设备的安全运行。值得一提的是,NTC热敏电阻的寿命是其重要的性能参数之一。在经历各种高精度、高灵敏度、高可靠性、超高温、高压力等考验后,它仍能长时间稳定工作。因此,在选择和使用NTC热敏电阻时,需要充分考虑其寿命及其他性能参数,以确保其能够发挥佳的性能表现。总的来说,负温度系数热敏电阻凭借其的温度特性,在电子领域中发挥着的作用。
NTC热敏电阻的安装是一个相对直接但需要细致操作的过程。以下是安装NTC热敏电阻的基本步骤:首先,确定合适的安装位置。NTC热敏电阻应安装在被测物体附近,确保能够准确感知温度变化。同时,安装位置应避免受到外界环境的影响,如阳光直射、雨水浸泡等,以防止这些因素对热敏电阻的性能产生干扰。其次,进行连接导线的操作。将NTC热敏电阻的引脚与导线连接起来,确保连接牢固可靠。这一步骤对于保证热敏电阻正常工作至关重要。接下来,固定传感器。根据具体情况,可以使用螺丝或其他固定装置将NTC热敏电阻牢固地固定在被测物体上。固定时应确保热敏电阻与被测物体接触良好,以便准确感知温度变化。,进行校准工作。在使用前,需要对NTC热敏电阻进行校准,以确保其准确性。校准过程可以根据具体的使用场景和要求进行。在安装过程中,还需要注意一些事项。例如,避免在安装过程中损坏热敏电阻的引脚或导线;确保安装位置不会受到机械振动或冲击的影响,以免对热敏电阻的性能产生不利影响。总之,NTC热敏电阻的安装需要细致的操作和注意事项的遵守。通过正确的安装和校准,可以确保NTC热敏电阻能够准确感知温度变化,为温度测量和控制提供可靠的支持。
以上信息由专业从事高精度热敏电阻的至敏电子于2024/7/22 8:49:12发布
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