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热敏电阻的原理与作用
Viking代理 2022-07-28

普通电阻器的电阻几乎不受温度变化的影响,但热敏电阻器完全不同。其电阻随温度变化而变化。热敏电阻是一种敏感元件,根据温度系数的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)。热敏电阻的典型特征是对温度敏感,在不同温度下显示不同的电阻值。温度越高,正温度系数热敏电阻(PTC)的电阻值越高,而温度越高,负温度系数热敏电阻(NTC)的电阻值越低。它们都是半导体器件。


1、特点

(1) 稳定性好,过载能力强;


(2) 它易于加工成复杂形状,并且可以大量生产;


(3) 使用方便,电阻值可在0.1~100kΩ之间任意选择;


(4) 体积小,能够测量其他温度计无法测量的生物体内空洞、空洞和血管的温度;


(5) 灵敏度高,电阻温度系数比金属大10~100倍,可检测10~6℃的温度变化。


2、工作原理


热敏电阻是一种传感器电阻。热敏电阻的电阻值随温度的变化而变化,这与一般的固定电阻不同。金属的电阻值随种植程度的增加而增加,而半导体的电阻值则相反。其电阻值随着温度的升高而急剧下降,并呈现非线性,如下图所示。

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从图中可以看出,当温度同时变化时,热敏电阻的电阻变化约为铅热敏电阻的10倍。因此,可以说热敏电阻对温度变化特别敏感。这是因为半导体的传导模式是载流子(电子、空穴)传导。由于半导体中载流子的数量远少于金属中自由电子的数量,因此其电阻率非常高。随着温度的升高,参与半导体导电的载流子数量将增加,因此半导体的电导率将增加,电阻率将降低。


热敏电阻是一种具有半导体电阻值随温度显著变化的特性的热敏电阻。它是由一些金属氧化物根据不同的公式制成的。在一定温度范围内,根据被测热敏电阻电阻的变化,可以知道被测介质的温度变化。


当热敏电阻安装在电路中时,当环境温度相同时,热敏电阻的动作时间随着电流的增加而急剧减少;当环境温度相对较高时,热敏电阻的动作时间较短,保持电流和动作电流较小。当电路正常工作时,热敏电阻的温度接近室温,电阻很小,因此不会阻碍电路中串联电流的通过;当电路因故障过流时,热敏电阻的温度因加热功率的增加而升高。当温度超过开关温度时,电阻将突然增加,电路中的电流将迅速降低到安全值。


3、功能


3.1温度测量

作为测量温度的热敏电阻传感器,它通常结构简单,价格低廉。没有外部保护层的热敏电阻只能在干燥的地方使用;密封热敏电阻不怕湿气侵蚀,可在恶劣环境中使用。由于热敏电阻传感器的电阻值较大,其连接导线的电阻和接触电阻可以忽略不计。因此,热敏电阻传感器可以用于数千米的远程温度测量,测量电路大多采用桥式电路。


3.2温度补偿

热敏电阻传感器可以补偿特定温度范围内某些部件的湿度。例如,动圈仪表头的动圈由铜线制成,温度升高,电阻增大,导致温度误差。因此,具有负温度系数的热敏电阻可以与动圈回路中的锰铜线电阻并联,然后与补偿元件串联,以抵消内部温度变化引起的误差。


3.3过热保护


过热保护分为直接保护和间接保护。对于低电流场合,热敏电阻传感器可以直接连接到负载,以防止过热损坏设备。对于大电流场合,它可用于保护继电器、晶体管电路等。例如,突变热敏电阻传感器嵌入电机定子绕组中,并与继电器串联。当电机过载时,定子电流增加,导致发热。当温度高于突变点时,电路中的电流可以从十分之几毫安变化到几十毫安,因此继电器起作用以实现过热保护。


3.4液位测量


当向NTC热敏电阻传感器施加一定的加热电流时,其表面温度将高于周围空气温度,此时其电阻值较小。当液体高于其安装高度时,液体将带走其热量,降低其温度并增加其电阻。通过判断其电阻值的变化,可以知道液位是否低于设定值。汽车油箱中的油位报警传感器就是利用上述原理制成的。

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