熱敏電阻器是敏感元件的一類，按照溫度系數(shù)不同分為正溫度系數(shù)熱敏電阻器(PTC)和負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻器(NTC)。熱敏電阻器的典型特點(diǎn)是對(duì)溫度敏感，不同的溫度下表現(xiàn)出不同的電阻值。正溫度系數(shù)熱敏電阻器(PTC)在溫度越高時(shí)電阻值越大，負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻器(NTC)在溫度越高時(shí)電阻值越低，它們同屬于半導(dǎo)體器件。熱敏電阻型號(hào)
但需要注意的是:熱敏電阻在進(jìn)出口環(huán)節(jié)不屬于稅目85.41項(xiàng)下的半導(dǎo)體器件。
熱敏電阻的主要特點(diǎn)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(cè)出10-6℃的溫度變化;
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℃(目前可達(dá)到2000℃)，低溫器件適用于-273℃~-55℃;
③體積小，能夠測(cè)量其他溫度計(jì)無(wú)法測(cè)量的空隙、腔體及生物體內(nèi)血管的溫度;
④使用方便，電阻值可在0.1~100kΩ間任意選擇;
⑤易加工成復(fù)雜的形狀，可大批量生產(chǎn);
⑥穩(wěn)定性好、過(guò)載能力強(qiáng)。
工作原理：熱敏電阻將*處于不動(dòng)作狀態(tài);當(dāng)環(huán)境溫度和電流處于c區(qū)時(shí)，熱敏電阻的散熱功率與發(fā)熱功率接近，因而可能動(dòng)作也可能不動(dòng)作。熱敏電阻在環(huán)境溫度相同時(shí)，動(dòng)作時(shí)間隨著電流的增加而急劇縮短;熱敏電阻在環(huán)境溫度相對(duì)較高時(shí)具有更短的動(dòng)作時(shí)間和較小的維持電流及動(dòng)作電流。熱敏電阻型號(hào)
1、ptc效應(yīng)是一種材料具有ptc(positivetemperaturecoefficient)效應(yīng)，即正溫度系數(shù)效應(yīng)，僅指此材料的電阻會(huì)隨溫度的升高而增加。如大多數(shù)金屬材料都具有ptc效應(yīng)。在這些材料中，ptc效應(yīng)表現(xiàn)為電阻隨溫度增加而線性增加，這就是通常所說(shuō)的線性ptc效應(yīng)。
2、非線性ptc效應(yīng)經(jīng)過(guò)相變的材料會(huì)呈現(xiàn)出電阻沿狹窄溫度范圍內(nèi)急劇增加幾個(gè)至十幾個(gè)數(shù)量級(jí)的現(xiàn)象，即非線性ptc效應(yīng)，相當(dāng)多種類型的導(dǎo)電聚合體會(huì)呈現(xiàn)出這種效應(yīng)，如高分子ptc熱敏電阻。這些導(dǎo)電聚合體對(duì)于制造過(guò)電流保護(hù)裝置來(lái)說(shuō)非常有用。
3、高分子ptc熱敏電阻用于過(guò)流保護(hù)高分子ptc熱敏電阻又經(jīng)常被人們稱為自恢復(fù)保險(xiǎn)絲(下面簡(jiǎn)稱為熱敏電阻)，由于具有*的正溫度系數(shù)電阻特性，因而極為適合用作過(guò)流保護(hù)器件。熱敏電阻的使用方法象普通保險(xiǎn)絲一樣，是串聯(lián)在電路中使用。
當(dāng)電路正常工作時(shí)，熱敏電阻溫度與室溫相近、電阻很小，串聯(lián)在電路中不會(huì)阻礙電流通過(guò);而當(dāng)電路因故障而出現(xiàn)過(guò)電流時(shí)，熱敏電阻由于發(fā)熱功率增加導(dǎo)致溫度上升，當(dāng)溫度超過(guò)開關(guān)溫度(時(shí)，電阻瞬間會(huì)劇增，回路中的電流迅速減小到安全值.為熱敏電阻對(duì)交流電路保護(hù)過(guò)程中電流的變化示意圖。熱敏電阻動(dòng)作后，電路中電流有了大幅度的降低，圖中t為熱敏電阻的動(dòng)作時(shí)間。由于高分子ptc熱敏電阻的可設(shè)計(jì)性好，可通過(guò)改變自身的開關(guān)溫度(ts)來(lái)調(diào)節(jié)其對(duì)溫度的敏感程度，因而可同時(shí)起到過(guò)溫保護(hù)和過(guò)流保護(hù)兩種作用，如kt16-1700dl規(guī)格熱敏電阻由于動(dòng)作溫度很低，因而適用于鋰離子電池和鎳氫電池的過(guò)流及過(guò)溫保護(hù)。熱敏電阻型號(hào)
環(huán)境溫度對(duì)高分子ptc熱敏電阻的影響高分子ptc熱敏電阻是一種直熱式、階躍型熱敏電阻，其電阻變化過(guò)程與自身的發(fā)熱和散熱情況有關(guān)，因而其維持電流(ihold)、動(dòng)作電流(itrip)及動(dòng)作時(shí)間受環(huán)境溫度影響。當(dāng)環(huán)境溫度和電流處于a區(qū)時(shí)，熱敏電阻發(fā)熱功率大于散熱功率而會(huì)動(dòng)作;當(dāng)環(huán)境溫度和電流處于b區(qū)時(shí)發(fā)熱功率小于散熱功率，高分子ptc熱敏電阻由于電阻可恢復(fù)，因而可以重復(fù)多次使用。圖6為熱敏電阻動(dòng)作后，恢復(fù)過(guò)程中電阻隨時(shí)間變化。電阻一般在十幾秒到幾十秒中即可恢復(fù)到初始值1.6倍左右的水平，此時(shí)熱敏電阻的維持電流已經(jīng)恢復(fù)到額定值，可以再次使用了。面積和厚度較小的熱敏電阻恢復(fù)相對(duì)較快;而面積和厚度較大的熱敏電阻恢復(fù)相對(duì)較慢。
基本特性：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(shí)的電阻值、Ro:溫度T0、(K)時(shí)的電阻值、B:B值、*T(K)=t(ºC)+273.15。實(shí)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，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(shí)，將與實(shí)測(cè)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(jì)算時(shí)，則可降低與實(shí)測(cè)值之間的誤差，可認(rèn)為近似相等。
BT=CT2+DT+E，上式中，C、D、E為常數(shù)。另外，因生產(chǎn)條件不同造成的B值的波動(dòng)會(huì)引起常數(shù)E發(fā)生變化，但常數(shù)C、D不變。因此，在探討B(tài)值的波動(dòng)量時(shí)，只需考慮常數(shù)E即可。常數(shù)C、D、E的計(jì)算，常數(shù)C、D、E可由4點(diǎn)的(溫度、電阻值)數(shù)據(jù)(T0,R0).(T1,R1).(T2,R2)and(T3,R3)，通過(guò)式3~6計(jì)算。首先由式樣3根據(jù)T0和T1,T2,T3的電阻值求出B1,B2,B3，然后代入以下各式樣。
電阻值計(jì)算例:試根據(jù)電阻-溫度特性表，求25°C時(shí)的電阻值為5(kΩ)，B值偏差為50(K)的熱敏電阻在10°C~30°C的電阻值。步驟(1)根據(jù)電阻-溫度特性表，求常數(shù)C、D、E。To=25+273.15T1=10+273.15T2=20+273.15T3=30+273.15(2)代入BT=CT2+DT+E+50，求BT。(3)將數(shù)值代入R=5exp{(BT1/T-1/298.15)}，求R。*T:10+273.15~30+273.15。
技術(shù)參數(shù)：①標(biāo)稱阻值Rc:一般指環(huán)境溫度為25℃時(shí)熱敏電阻器的實(shí)際電阻值。②實(shí)際阻值RT:在一定的溫度條件下所測(cè)得的電阻值。
③材料常數(shù):它是一個(gè)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(shí)際工作時(shí)，B值并非一個(gè)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(shí)的阻值變化率，單位為%/℃。
⑤時(shí)間常數(shù)τ:熱敏電阻器是有熱慣性的，時(shí)間常數(shù)，就是一個(gè)描述熱敏電阻器熱慣性的參數(shù)。它的定義為，在無(wú)功耗的狀態(tài)下，當(dāng)環(huán)境溫度由一個(gè)特定溫度向另一個(gè)特定溫度突然改變時(shí)，熱敏電阻體的溫度變化了兩個(gè)特定溫度之差的63.2%所需的時(shí)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*連續(xù)負(fù)載所允許的耗散功率。在實(shí)際使用時(shí)不得超過(guò)額定功率。若熱敏電阻器工作的環(huán)境溫度超過(guò)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(cè)量功率Pc:在規(guī)定的環(huán)境溫度下，熱敏電阻體受測(cè)試電流加熱而引起的阻值變化不超過(guò)0.1%時(shí)所消耗的電功率。
⑨大電壓:對(duì)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)施加的大直流電壓;對(duì)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特性部分的大直流電壓。⑩高工作溫度Tmax:在規(guī)定的技術(shù)條件下，熱敏電阻器*連續(xù)工作所允許的高溫度。
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(shí)的溫度。
⑿耗散系數(shù)H:溫度增加1℃時(shí)，熱敏電阻器所耗散的功率，單位為mW/℃。
熱敏電阻也可作為電子線路元件用于儀表線路溫度補(bǔ)償和溫差電偶冷端溫度補(bǔ)償?shù)?。利用NTC熱敏電阻的自熱特性可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)增益控制，構(gòu)成RC振蕩器穩(wěn)幅電路，延遲電路和保護(hù)電路。在自熱溫度遠(yuǎn)大于環(huán)境溫度時(shí)阻值還與環(huán)境的散熱條件有關(guān)，因此在流速計(jì)、流量計(jì)、氣體分析儀、熱導(dǎo)分析中常利用熱敏電阻這一特性，制成的檢測(cè)元件。PTC熱敏電阻主要用于電器設(shè)備的過(guò)熱保護(hù)、無(wú)觸點(diǎn)繼電器、恒溫、自動(dòng)增益控制、電機(jī)啟動(dòng)、時(shí)間延遲、彩色電視自動(dòng)消磁、火災(zāi)報(bào)警和溫度補(bǔ)償?shù)确矫妗?/p>
熱敏電阻合金已開始日益廣泛地用于溫度的監(jiān)測(cè)和撞制。如在環(huán)境監(jiān)測(cè)、食品的*儲(chǔ)存、生物工程以及*軍事工程等方面都獲得了廣泛的應(yīng)用。
熱敏電阻合金一般均具有較高的電阻率和電阻溫度系數(shù)，因此可以制成小型化的高靈敏度的測(cè)溫傳感器。如箔式應(yīng)變片式測(cè)溫傳感器就是一種理想的結(jié)構(gòu)件溫度測(cè)景元件。此外熱敏電阻合金在高性能飛機(jī)的大氣總溫傳感器和大型客機(jī)溫度傳感器中也獲得了一定的應(yīng)用?？梢姡瑹崦綦娮韬辖鸬?性將日趨顯著。
