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熱敏電阻包括正溫度系數(shù)(PTC)和負溫度系數(shù)(NTC)熱敏電阻,以及臨界溫度熱敏電阻(CTR).它們的電阻-溫度特性如.熱敏電阻的主要特點是:①靈敏度較高,其電阻溫度系數(shù)要比金屬大10~100倍以上,能檢測出10-6℃的溫度變化;有時需要對熱敏電阻的輸入進行標定以便得到合適的溫度分辨率,圖3是一個將10~40℃溫度范圍擴展到ADC整個0~5V輸入?yún)^(qū)間的電路。②工作溫度范圍寬,常溫器件適用于- 55℃~315℃,高溫器件適用溫度高于315℃(目前高可達到2000℃),低溫器件適用于-273℃~55℃;熱敏電阻較大的一個優(yōu)勢就是它的靈敏度非常的高,這一點大家在平時的使用中就是可以看到的,畢竟現(xiàn)在的人們都是非常的在意這個用品的。它的溫度系數(shù)是非常的高的,要比金屬的溫度系數(shù)大上百倍以上,并且它有著非常廣泛的工作范圍,可以使用零下五十多度的溫度到零上三百多度的溫度,如果是高溫的器件的話,現(xiàn)在可以達到兩千度左右。
正溫度系數(shù)熱敏電阻的工作原理
正溫度系數(shù)熱敏電阻以鈦酸鋇(BaTiO3)為基本材料,再摻入適量的稀土元素,利用陶瓷工藝高溫燒結而成。純鈦酸鋇是一種絕緣材料,但摻人適量的稀土元素如(La)和鈮(Nb)等以后,變成了半導體材料,被稱半導體化鈦酸鋇。如果要求精度高而又想少花一點錢,則需要在系統(tǒng)構建好后對它進行校準,由于線路板及熱敏電阻必須在現(xiàn)場更換,所以一般情況下不建議這樣做。它是一種多晶體材料,晶粒之間存在著晶粒界面,對于導電電子而言,晶粒間界面相當于一個位壘。
PTC熱敏電阻在-40~250℃區(qū)域內(nèi)保持阻一溫的線性變化,從而簡化電路。目前,普遍的PTC正溫度熱敏電阻的阻溫特性的突變性的,線性區(qū)域很窄,通常用于電路的過流保護,不能用于溫度檢測、溫度補償電路。在這些材料中,PTC效應表現(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。我們需要根據(jù)NTC溫度傳感器的使用環(huán)境、耐候性還有精度的要求而選取不同類型的NTC熱敏電阻,按照高溫和低溫區(qū)我們主要歸類為兩種類型的NTC熱敏電阻。經(jīng)過相變的材料會呈現(xiàn)出電阻沿狹窄溫度范圍內(nèi)急劇增加幾個至十幾個數(shù)量級的現(xiàn)象,即非線性PTC效應。多種類型的導電聚合體會呈現(xiàn)出這種效應,如高分子PTC熱敏電阻。
熱敏電阻的優(yōu)點有:
1、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(nèi)血管的溫度;
2、使用方便,電阻值可在0.1~100kΩ間任意選擇;
3、工作溫度范圍寬,常溫器件適用于-55℃~315℃,高溫器件適用溫度高于315℃(目前可達到2000℃)低溫器件適用于-273℃~55℃;
要選用多大尺寸的NTC熱敏電阻器由濾波電容的大小決定。NTC熱敏電阻器的尺寸確定,對允許接入的濾波電容的大小是有嚴格要求的,這個值也與額定電壓有關。當充電至電池兩端電壓過高時,會增加電池漏液、冒煙、燃燒、爆裂的危險(這類危險往往相當劇烈)。在電源應用中,開機浪涌是電容充電產(chǎn)生的,所以通常用給定電壓值下的允許接入的電容量來評估NTC熱敏電阻承受浪涌電流的能力。