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                    电子元件基础篇之热敏电阻

                     

                    热敏电阻是利用导体的电阻隨温度变化的特性制成的测温元件,热敏电阻按阻值的温度系数可分为正温度系数热敏电阻和负温度系数热敏电阻。

                    正温度系数热敏电阻,是指隨着温度的升高,其阻值明显增大,又简称为PTC。利用该特性,正温度系数热敏电阻多用于自动控制电路。

                    负温度系数热敏电阻,是指隨着温度的升高,其阻值明显减小,又简称为NTC。利用该特性,NTC元件在小家电中常用于软启动和自动检测及控制电路等。

                    热敏电阻工作原理

                    热敏电阻将长期处于不动作状态;当环境温度和电流处于c区时,热敏电阻的散热功率与发热功率接近,因而可能动作也可能不动作。热敏电阻在环境温度相同时,动作时间随着电流的增加而急剧缩短;热敏电阻在环境温度相对较高时具有更短的动作时间和较小的维持电流及动作电流。

                    1、ptc效应是一种材料具有ptc(posiTIve temperature coefficient)效应,即正温度系数效应,仅指此材料的电阻会随温度的升高而增加。如大多数金属材料都具有ptc效应。在这些材料中,ptc效应表现为电阻随温度增加而线性增加,这就是通常所说的线性ptc效应。

                    2、非线性ptc效应 经过相变的材料会呈现出电阻沿狭窄温度范围内急剧增加几个至十几个数量级的现象,即非线性ptc效应,相当多种类型的导电聚合体会呈现出这种效应,如高分子ptc热敏电阻。这些导电聚合体对于制造过电流保护装置来说非常有用。

                    3、高分子ptc热敏电阻用于过流保护 高分子ptc热敏电阻又经常被人们称为自恢复保险丝(下面简称为热敏电阻),由于具有独特的正温度系数电阻特性,因而极为适合用作过流保护器件。热敏电阻的使用方法象普通保险丝一样,是串联在电路中使用。

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                    热敏电阻的作用

                    测温

                    作为测量温度的热敏电阻传感器一般结构较简单,价格较低廉。没有外面保护层的热敏电阻只能应用在干燥的地方;密封的热敏电阻不怕湿气的侵蚀、可以使用在较恶劣的环境下。由于热敏电阻传感器的阻值较大,故其连接导线的电阻和接触电阻可以忽略,因此热敏电阻传感器可以在长达几千米的远距离测量温度中应用,测量电路多采用桥路。

                    温度补偿

                    热敏电阻传感器可在一定的温度范围内对某些元器件湿度进行补偿。例如,动圈式仪表表头中的动圈由铜线绕制而成,温度升高,电阻增大,引起温度的误差。因而可以在动圈的回路中将负温度系数的热敏电阻与锰铜丝电阻并联后再与被补偿元器件串联,从而抵消内于温度变化所产生的误差。

                    过热保护

                    过热保护分直接保护利间接保护。对小电流场合,可把热敏电阻传感器直接串人负载中,防止过热损坏以保护器件,对大电流场合,可用于对继电器、晶体管电路等的保护。例如,在电动机的定子绕组中嵌入突变型热敏电阻传感器并与继电器串联,当电动机过载时,定子电流增大,引起发热。当温度大于突变点时,电路中的电流可以内十分之几毫安突变为几十毫安,因此继电器动作,从而实现过热保护。

                    液面测量

                    NTC热敏电阻传感器施加一定的加热电流,它的表面温度将高于周围的空气温度,此时它的阻值较小。当液而高于它的安装高度时,液体将带走它的热量,使之温度下降、阻值升高。判断它的阻值变化,就可以知道液面是否低于设定值。汽车油箱中的油位报警传感器就是利用以上原理制作的。

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