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热敏电阻工作原理及作用、特点与测量方法及应用

  日期:2022-06-01 17:06:42  浏览量:395   移动端
导读:从事电工行业的人应该都知道“电阻”这一测量词吧!而测量电阻值的工具有很多,最常用的就是热敏电阻器了,它在日常生活中应用非

从事电工行业的人应该都知道“电阻”这一测量词吧!而测量电阻值的工具有很多,最常用的就是热敏电阻器了,它在日常生活中应用非常广泛,是每个家庭中必备的电路检测工具之一。今天贤集网小编就针对“热敏电阻”来为大家详细介绍一下热敏电阻工作原理及作用、特点与测量方法及应用,以供大家参阅了解,下面一起来看看吧!






在介绍热敏电阻工作原理之前,我们先来了解一下什么是热敏电阻。热敏电阻是敏感元件的一类,按照温度系数不同分为正温度系数热敏电阻(PTC)和负温度系数热敏电阻(NTC)。热敏电阻的典型特点是对温度敏感,不同的温度下表现出不同的电阻值。正温度系数热敏电阻(PTC)在温度越高时电阻越大,负温度系数热敏电阻(NTC)D在温度越高时电阻值越低,它们同属于半导体器件。



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。






当电路正常工作时,热敏电阻温度与室温相近、电阻很小,串联在电路中不会阻碍电流通过;而当电路因故障而出现过电流时,热敏电阻由于发热功率增加导致温度上升,当温度超过开关温度(ts,见图1)时,电阻瞬间会剧增,回路中的电流迅速减小到安全值.为热敏电阻对交流电路保护过程中电流的变化示意图。热敏电阻动作后,电路中电流有了大幅度的降低,图中t为热敏电阻的动作时间。由于高分子ptc热敏电阻的可设计性好,可通过改变自身的开关温度(ts)来调节其对温度的敏感程度,因而可同时起到过温保护和过流保护两种作用,如kt16-1700dl规格热敏电阻由于动作温度很低,因而适用于锂离子电池和镍氢电池的过流及过温保护。环境温度对高分子ptc热敏电阻的影响高分子ptc热敏电阻是一种直热式、阶跃型热敏电阻,其电阻变化过程与自身的发热和散热情况有关,因而其维持电流(ihold)、动作电流(itrip)及动作时间受环境温度影响。当环境温度和电流处于a区时,热敏电阻发热功率大于散热功率而会动作;当环境温度和电流处于b区时发热功率小于散热功率,高分子ptc热敏电阻由于电阻可恢复,因而可以重复多次使用。图6为热敏电阻动作后,恢复过程中电阻随时间变化的示意图。电阻一般在十几秒到几十秒中即可恢复到初始值1.6倍左右的水平,此时热敏电阻的维持电流已经恢复到额定值,可以再次使用了。面积和厚度较小的热敏电阻恢复相对较快;而面积和厚度较大的热敏电阻恢复相对较慢。



热敏电阻的作用:有以下这些



1、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;



2、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;



3、过热保护。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;



4、液面测量。






热敏电阻的特点:主要有下面这些



①灵敏度较高,其电阻温度系数要比金属大10~100倍以上,能检测出10-6℃的温度变化;



②工作温度范围宽,常温器件适用于-55℃~315℃,高温器件适用温度高于315℃(目前最高可达到2000℃),低温器件适用于-273℃~55℃;



③体积小,能够测量其他温度计无法测量的空隙、腔体及生物体内血管的温度;



④使用方便,电阻值可在0.1~100kΩ间任意选择;



⑤易加工成复杂的形状,可大批量生产;



⑥稳定性好、过载能力强。




热敏电阻的测量方法:步骤如下



1、将一支标准热敏电阻两引线端夹在鳄鱼夹上,万用表笔另一端插入万用表,开启万用表将其拨至电阻测量适当挡位,此时万用表显示出此室温下热敏电阻的阻值。



2、将温度计横放入油盘内,(温度计要全部浸入油中),刻度向上。



3、将恒温油盘装满色拉油。(注:如果使用不锈钢盘,请在盘底垫上3~5mm塑料板作隔热保温层)。



4、当监控油温的万用表显示值相对稳定时即表明油温较稳定,此时可测试油内恒温的电阻,如鳄鱼夹上用于监控的热敏电阻的阻值和精度与待测热敏电阻的阻值精度相同时,可以进行对比测量。



5、将一对鳄鱼夹分别换接在一对万用表笔测试端。



6、将鳄鱼夹放入装满色拉油的油盘中,使其鳄鱼夹及热敏电阻全部浸入油内,此万用表用于监控油盘内油的温度变化。



热敏电阻的应用:



热敏电阻最主要的应用是作为温度检测元件的,温度检测通常采用的是负温度系数的热敏电阻,也就是NTC。像是常用的家用电器,比如电饭锅、电磁炉等,都会用到热敏电阻。



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