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          電子元件基礎篇之熱敏電阻

           

          熱敏電阻是利用導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可分為正溫度系數熱敏電阻和負溫度系數熱敏電阻。

          正溫度系數熱敏電阻,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,正溫度系數熱敏電阻多用于自動控制電路。

          負溫度系數熱敏電阻,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;當環境溫度和電流處于c區時,熱敏電阻的散熱功率與發熱功率接近,因而可能動作也可能不動作。熱敏電阻在環境溫度相同時,動作時間隨著電流的增加而急劇縮短;熱敏電阻在環境溫度相對較高時具有更短的動作時間和較小的維持電流及動作電流。

          1、ptc效應是一種材料具有ptc(posiTIve temperature coefficient)效應,即正溫度系數效應,僅指此材料的電阻會隨溫度的升高而增加。如大多數金屬材料都具有ptc效應。在這些材料中,ptc效應表現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。

          2、非線性ptc效應 經過相變的材料會呈現出電阻沿狹窄溫度范圍內急劇增加幾個至十幾個數量級的現象,即非線性ptc效應,相當多種類型的導電聚合體會呈現出這種效應,如高分子ptc熱敏電阻。這些導電聚合體對于制造過電流保護裝置來說非常有用。

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

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          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構較簡單,價格較低廉。沒有外面保護層的熱敏電阻只能應用在干燥的地方;密封的熱敏電阻不怕濕氣的侵蝕、可以使用在較惡劣的環境下。由于熱敏電阻傳感器的阻值較大,故其連接導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幾千米的遠距離測量溫度中應用,測量電路多采用橋路。

          溫度補償

          熱敏電阻傳感器可在一定的溫度范圍內對某些元器件濕度進行補償。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溫度系數的熱敏電阻與錳銅絲電阻并聯后再與被補償元器件串聯,從而抵消內于溫度變化所產生的誤差。

          過熱保護

          過熱保護分直接保護利間接保護。對小電流場合,可把熱敏電阻傳感器直接串人負載中,防止過熱損壞以保護器件,對大電流場合,可用于對繼電器、晶體管電路等的保護。例如,在電動機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,當電動機過載時,定子電流增大,引起發熱。當溫度大于突變點時,電路中的電流可以內十分之幾毫安突變為幾十毫安,因此繼電器動作,從而實現過熱保護。

          液面測量

          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,此時它的阻值較小。當液而高于它的安裝高度時,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定值。汽車油箱中的油位報警傳感器就是利用以上原理制作的。

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