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熱敏電阻的作用

發表時間::2012/9/29 下午 2:17
 

作者: luckykt

等級: 實習生

積分: 298分

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    熱敏電阻包括正溫度係數(PTC)和負溫度係數(NTC)熱敏電阻。
    熱敏電阻的主要特點是:①靈敏度較高,其電阻溫度係數要比金屬大10∼100倍以上;②工作溫度範圍寬,常溫器件適用於-55℃∼315℃,高溫器件適用溫度高於315℃(目前最高可達到2000℃)低溫器件適用於-273℃∼55℃; ③體積小,能夠測量其他溫度計無法測量的空隙、腔體及生物體內血管的溫度;④使用方便,電阻值可在0.1∼100kΩ間任意選擇;⑤易加工成複雜的形狀,可大批量生產;⑥穩定性好、超載能力強.
    由於半導體熱敏電阻有獨特的性能,所以在應用方面它不僅可以作為測量元件(如測量溫度、流量、液位元等),還可以作為控制元件(如熱敏開關、限流器)和電路補償元件。熱敏電阻廣泛用於家用電器、電力工業、通訊、軍事科學、宇航等各個領域,發展前景極其廣闊。
一、PTC熱敏電阻
    PTC(Positive Temperature Coeff1Cient)是指在某一溫度下電阻急劇增加、具有正溫度係數的熱敏電阻現象或材料,可專門用作?定溫度感測器。該材料是以BaTiO3或SrTiO3或PbTiO3為主要成分的燒結體, 其中摻入微量的Nb、Ta、Bi、Sb、Y、La等氧化物進行原子價控制而使之半導化,常將這種半導體化的BaTiO3等材料簡稱為半導(體)瓷;同時還添加增大其正電阻溫度係數的Mn、Fe、Cu、Cr的氧化物和起其他作用的添加物,採用一般陶瓷工藝成形、高溫燒結而使鈦酸鉑等及其固溶體半導化,從而得到正特性的熱敏電阻材料.其溫度係數及居裡點溫度隨組分及燒結條件(尤其是冷卻溫度)不同而變化。
 
    鈦酸鋇晶體屬於鈣鈦礦型結構,它是一種鐵電材料,純鈦酸鋇是一種絕緣材料。 在鈦酸鋇材料中加入微量稀土元素,進行適當熱處理後,在居裡溫度附近,電阻率陡增幾個數量級,產生PTC效應,此效應與BaTiO3晶體的鐵電性及其在居裡溫度附近材料的相變有關。鈦酸鋇半導瓷是一種多晶材料,晶粒之間存在著晶粒間介面。 該半導瓷當達到某一特定溫度或電壓,晶體粒界就發生變化,從而電阻急劇變化。
    鈦酸鋇半導瓷的PTC效應起因於粒界(晶粒間界)。對於導電電子來說,晶粒間介面相當於一個勢壘。溫度低時,由於鈦酸鋇內電場的作用,導致電子極容易越過勢壘,則電阻值較小。 當溫度升高到居裡點溫度(即臨界溫度)附近時,內電場受到破壞,它不能説明導電電子越過勢壘。這相當於勢壘升高,電阻值突然增大,產生PTC效應。鈦酸鋇半導瓷的PTC效應的物理模型有海望表面勢壘模型、丹尼爾斯等人的鋇缺位元模型和疊加勢壘模型,它們分別從不同方面對PTC效應作出了合理解釋。
    PTC熱敏電阻於1950年出現,隨後1954年出現了以鈦酸鋇為主要材料的PTC熱敏電阻。PTC熱敏電阻在工業上可用作溫度的測量與控制, 也用於汽車某部位元的溫度檢測與調節,還大量用於民用設備,如控制瞬間開水器的水溫、空調器與冷庫的溫度, 利用本身加熱作氣體分析和風速機等方面。  
    PTC熱敏電阻除用作加熱元件外,同時還能起到“開關”的作用,兼有敏感元件、加熱器和開關三種功能,稱之為“熱敏開關”。 電流通過元件後引起溫度升高,即發熱體的溫度上升,當超過居裡點溫度後,電阻增加,從而限制電流增加, 於是電流的下降導致元件溫度降低,電阻值的減小又使電路電流增加,元件溫度升高,周而復始,因此具有使溫度保持在特定範圍的功能,又起到開關作用。 利用這種阻溫特性做成加熱源,作為加熱元件應用的有暖風器、電烙鐵、烘衣櫃、空調等,還可對電器起到過熱保護作用.
二、NTC熱敏電阻
    NTC(Negative Temperature Coeff1Cient)是指隨溫度上升電阻呈指數關係減小、具有負溫度係數的熱敏電阻現象和材料。 該材料是利用錳、銅、矽、鈷、鐵、鎳、鋅等兩種或兩種以上的金屬氧化物進行充分混合、成型、燒結等工藝而成的半導體陶瓷,可製成具有負溫度係數(NTC)的熱敏電阻。它的其電阻率和材料常數隨材料成分比例、燒結氣氛、燒結溫度和結構狀態不同而變化。現在還出現了以碳化矽、硒化錫、氮化鉭等為代表的非氧化物系NTC熱敏電阻材料。
    NTC熱敏電阻器的發展經歷了漫長的階段。1834年,科學家首次發現了硫化銀有負溫度係數的特性。1930年,科學家發現氧化亞銅-氧化銅也具有負溫度係數的性能,並將之成功地運用在航空儀器的溫度補償電路中。隨後,由於電晶體技術的不斷發展,熱敏電阻器的研究取得重大進展。1960年研製出了NTC熱敏電阻器,廣泛用於測溫、控溫、溫度補償等方面。
    它的測量範圍一般為-10∼+300℃,也可做到-200∼+10℃。
    熱敏電阻器溫度計的精度可以達到0.1℃,感溫時間可少至10s以下。 它不僅適用于糧倉測溫儀,同時也可應用於食品儲存、醫藥衛生、科學種田、海洋、深井、高空、冰川等方面的溫度測量.
(來源於 全球IC採購網 www.qic.com.cn)
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回覆主題:熱敏電阻的作用

發表時間::2012/11/23 上午 11:17
 

作者: 撒旦法

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學習了,熱敏電阻的作用!!
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推薦閱讀 : 使用被動元件設計一匹配電路問題請教各位大大!
第2樓 回覆主題:熱敏電阻的作用 發表時間::2015/12/14 下午 3:38
 

作者: Jater_Drago

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