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熱敏電阻的工作原理及特點

發(fā)布時間:2025-04-24

熱敏電阻器是一種傳感電阻,也可以稱之為傳感器,這是一種能夠感受溫度變化的電阻器,常用用于電路中的溫度補(bǔ)償或者溫差電偶冷端溫度補(bǔ)償,比如在速度計、流量計、氣體分析儀、熱導(dǎo)分析中,都會有熱敏電阻器的應(yīng)用,同時在一些檢測元件、電機(jī)啟動、時間延遲、彩色電視自動消磁、火災(zāi)勁爆和溫度補(bǔ)償?shù)确矫嬉灿袕V泛的應(yīng)用。
熱敏電阻器大多數(shù)都是處于不工作的狀態(tài)的,只有溫度發(fā)生了改變的時候,才會發(fā)生改變,當(dāng)環(huán)境溫度和電流處于c區(qū)時,熱敏電阻器的散熱和功率發(fā)熱相近,這個時候熱敏電阻器也會毫無反應(yīng)。
熱敏電阻的電阻-溫度特性可近似地用下式表示:r=r0exp{b(1/t-1/t0)}:r:溫度t(k)時的電阻值、ro:溫度t0、(k)時的電阻值、b:b值、*t(k)=t(oc)+273.15。實際上,熱敏電阻的b值并非是恒定的,其變化大小因材料構(gòu)成而異,最大甚至可達(dá)5k/°c。因此在較大的溫度范圍內(nèi)應(yīng)用式1時,將與實測值之間存在一定誤差。此處,若將式1中的b值用式2所示的作為溫度的函數(shù)計算時,則可降低與實測值之間的誤差,可認(rèn)為近似相等。
熱敏電阻器的參數(shù):
①標(biāo)稱阻值rc:一般指環(huán)境溫度為25℃時熱敏電阻器的實際電阻值。
②實際阻值rt:在一定的溫度條件下所測得的電阻值。
③材料常數(shù):它是一個描述熱敏電阻材料物理特性的參數(shù),也是熱靈敏度指標(biāo),b值越大,表示熱敏電阻器的靈敏度越高。應(yīng)注意的是,在實際工作時,b值并非一個常數(shù),而是隨溫度的升高略有增加。
④電阻溫度系數(shù)αt:它表示溫度變化1℃時的阻值變化率,單位為%/℃。
⑤時間常數(shù)τ:熱敏電阻器是有熱慣性的,時間常數(shù),就是一個描述熱敏電阻器熱慣性的參數(shù)。它的定義為,在無功耗的狀態(tài)下,當(dāng)環(huán)境溫度由一個特定溫度向另一個特定溫度突然改變時,熱敏電阻體的溫度變化了兩個特定溫度之差的63.2%所需的時間。τ越小,表明熱敏電阻器的熱慣性越小。
⑥額定功率pm:在規(guī)定的技術(shù)條件下,熱敏電阻器長期連續(xù)負(fù)載所允許的耗散功率。在實際使用時不得超過額定功率。若熱敏電阻器工作的環(huán)境溫度超過 25℃,則必須相應(yīng)降低其負(fù)載。
⑦額定工作電流im:熱敏電阻器在工作狀態(tài)下規(guī)定的名義電流值。
⑧測量功率pc:在規(guī)定的環(huán)境溫度下,熱敏電阻體受測試電流加熱而引起的阻值變化不超過0.1%時所消耗的電功率。
⑨最大電壓:對于ntc熱敏電阻器,是指在規(guī)定的環(huán)境溫度下,不使熱敏電阻器引起熱失控所允許連續(xù)施加的最大直流電壓;對于ptc熱敏電阻器,是指在規(guī)定的環(huán)境溫度和靜止空氣中,允許連續(xù)施加到熱敏電阻器上并保證熱敏電阻器正常工作在ptc特性部分的最大直流電壓。⑩最高工作溫度tmax:在規(guī)定的技術(shù)條件下,熱敏電阻器長期連續(xù)工作所允許的最高溫度。
⑾開關(guān)溫度tb:ptc熱敏電阻器的電阻值開始發(fā)生躍增時的溫度。
⑿耗散系數(shù)h:溫度增加1℃時,熱敏電阻器所耗散的功率,單位為mw/℃。
熱敏電阻器的分類:
1、按照材料分類,可分為:半導(dǎo)體熱敏電阻材料,金屬熱敏電阻材料,合金熱敏電阻材料;
2、按溫度系數(shù)分類,可分為:正溫度系數(shù)熱敏電阻,負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻,臨界溫度熱敏電阻;
熱敏電阻器的缺點:
1、熱敏電阻器的阻值和溫度的關(guān)系非線性嚴(yán)重;
2、熱敏電阻器的元件一致性很差,不能夠互換;
3、熱敏電阻器非常容易出現(xiàn)老化的情況,穩(wěn)定性不足;
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