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電子元件基礎(chǔ)篇之熱敏電阻

發(fā)布時(shí)間:2021-01-21 丨 閱讀次數(shù):

熱敏電阻是利用導(dǎo)體的電阻隨溫度變化的特性制成的測溫元件，熱敏電阻按阻值的溫度系數(shù)可分為正溫度系數(shù)熱敏電阻和負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻。

正溫度系數(shù)熱敏電阻，是指隨著溫度的升高，其阻值明顯增大，又簡稱為PTC。利用該特性，正溫度系數(shù)熱敏電阻多用于自動控制電路。

負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻，是指隨著溫度的升高，其阻值明顯減小，又簡稱為NTC。利用該特性，NTC元件在小家電中常用于軟啟動和自動檢測及控制電路等。

熱敏電阻工作原理

熱敏電阻將長期處于不動作狀態(tài)；當(dāng)環(huán)境溫度和電流處于c區(qū)時(shí)，熱敏電阻的散熱功率與發(fā)熱功率接近，因而可能動作也可能不動作。熱敏電阻在環(huán)境溫度相同時(shí)，動作時(shí)間隨著電流的增加而急劇縮短；熱敏電阻在環(huán)境溫度相對較高時(shí)具有更短的動作時(shí)間和較小的維持電流及動作電流。

1、ptc效應(yīng)是一種材料具有ptc（posiTIve temperature coefficient）效應(yīng)，即正溫度系數(shù)效應(yīng)，僅指此材料的電阻會隨溫度的升高而增加。如大多數(shù)金屬材料都具有ptc效應(yīng)。在這些材料中，ptc效應(yīng)表現(xiàn)為電阻隨溫度增加而線性增加，這就是通常所說的線性ptc效應(yīng)。

2、非線性ptc效應(yīng) 經(jīng)過相變的材料會呈現(xiàn)出電阻沿狹窄溫度范圍內(nèi)急劇增加幾個(gè)至十幾個(gè)數(shù)量級的現(xiàn)象，即非線性ptc效應(yīng)，相當(dāng)多種類型的導(dǎo)電聚合體會呈現(xiàn)出這種效應(yīng)，如高分子ptc熱敏電阻。這些導(dǎo)電聚合體對于制造過電流保護(hù)裝置來說非常有用。

3、高分子ptc熱敏電阻用于過流保護(hù) 高分子ptc熱敏電阻又經(jīng)常被人們稱為自恢復(fù)保險(xiǎn)絲（下面簡稱為熱敏電阻），由于具有獨(dú)特的正溫度系數(shù)電阻特性，因而極為適合用作過流保護(hù)器件。熱敏電阻的使用方法象普通保險(xiǎn)絲一樣，是串聯(lián)在電路中使用。

熱敏電阻的作用

測溫

作為測量溫度的熱敏電阻傳感器一般結(jié)構(gòu)較簡單，價(jià)格較低廉。沒有外面保護(hù)層的熱敏電阻只能應(yīng)用在干燥的地方;密封的熱敏電阻不怕濕氣的侵蝕、可以使用在較惡劣的環(huán)境下。由于熱敏電阻傳感器的阻值較大，故其連接導(dǎo)線的電阻和接觸電阻可以忽略，因此熱敏電阻傳感器可以在長達(dá)幾千米的遠(yuǎn)距離測量溫度中應(yīng)用，測量電路多采用橋路。

溫度補(bǔ)償

熱敏電阻傳感器可在一定的溫度范圍內(nèi)對某些元器件濕度進(jìn)行補(bǔ)償。例如，動圈式儀表表頭中的動圈由銅線繞制而成，溫度升高，電阻增大，引起溫度的誤差。因而可以在動圈的回路中將負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻與錳銅絲電阻并聯(lián)后再與被補(bǔ)償元器件串聯(lián)，從而抵消內(nèi)于溫度變化所產(chǎn)生的誤差。

過熱保護(hù)

過熱保護(hù)分直接保護(hù)利間接保護(hù)。對小電流場合，可把熱敏電阻傳感器直接串人負(fù)載中，防止過熱損壞以保護(hù)器件，對大電流場合，可用于對繼電器、晶體管電路等的保護(hù)。例如，在電動機(jī)的定子繞組中嵌入突變型熱敏電阻傳感器并與繼電器串聯(lián)，當(dāng)電動機(jī)過載時(shí)，定子電流增大，引起發(fā)熱。當(dāng)溫度大于突變點(diǎn)時(shí)，電路中的電流可以內(nèi)十分之幾毫安突變?yōu)閹资涟?，因此繼電器動作，從而實(shí)現(xiàn)過熱保護(hù)。

液面測量

給NTC熱敏電阻傳感器施加一定的加熱電流，它的表面溫度將高于周圍的空氣溫度，此時(shí)它的阻值較小。當(dāng)液而高于它的安裝高度時(shí)，液體將帶走它的熱量，使之溫度下降、阻值升高。判斷它的阻值變化，就可以知道液面是否低于設(shè)定值。汽車油箱中的油位報(bào)警傳感器就是利用以上原理制作的。