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世达電(diàn)阻教你學(xué)专业—热敏電(diàn)阻
发布时间:2014-09-30  浏览次数:8次

   热敏電(diàn)阻

   热敏電(diàn)阻器是敏感元件的一类,按照温度系数不同分(fēn)為(wèi)正温度系数热敏電(diàn)阻器(PTC)和负温度系数热敏電(diàn)阻器(NTC)。热敏電(diàn)阻器的典型特点是对温度敏感,不同的温度下表现出不同的電(diàn)阻值。正温度系数热敏電(diàn)阻器(PTC)在温度越高时電(diàn)阻值越大,负温度系数热敏電(diàn)阻器(NTC)在温度越高时電(diàn)阻值越低,它们同属于半导體(tǐ)器件。
   1简介
    热敏電(diàn)阻是开发早、种类多(duō)、发展较成熟的敏感元器件.热敏電(diàn)阻由半导體(tǐ)陶瓷材料组成, 热敏電(diàn)阻是用(yòng)半导體(tǐ)材料,大多(duō)為(wèi)负温度系数,即阻值随温度增加而降低。温度变化会造成大的阻值改变,因此它是最灵敏的温度传感器。但热敏電(diàn)阻的線(xiàn)性度极差,并且与生产工艺有(yǒu)很(hěn)大关系。制造商(shāng)给不出标准化的热敏電(diàn)阻曲線(xiàn)。热敏電(diàn)阻體(tǐ)积非常小(xiǎo),对温度变化的响应也快。但热敏電(diàn)阻需要使用(yòng)電(diàn)流源,小(xiǎo)尺寸也使它对自热误差极為(wèi)敏感。[1]?
利用(yòng)的原理(lǐ)是温度引起電(diàn)阻变化.若電(diàn)子和空穴的浓度分(fēn)别為(wèi)n、p,迁移率分(fēn)别為(wèi)μn、μp,则半导體(tǐ)的電(diàn)导為(wèi):
σ=q(nμn+pμp)因為(wèi)n、p、μn、μp都是依赖温度T的函数,所以電(diàn)导是温度的函数,因此可(kě)由测量電(diàn)导而推算出温度的高低,并能(néng)做出電(diàn)阻-温度特性曲線(xiàn).这就是半导體(tǐ)热敏電(diàn)阻的工作原理(lǐ).热敏電(diàn)阻包括正温度系数(PTC)和负温度系数(NTC)热敏電(diàn)阻,以及临界温度热敏電(diàn)阻(CTR)。
   2特点
   热敏電(diàn)阻的主要特点是:
   ①灵敏度较高,其電(diàn)阻温度系数要比金属大10~100倍以上,能(néng)检测出10-6℃的温度变化;
   ②工作温度范围宽,常温器件适用(yòng)于-55℃~315℃,高温器件适用(yòng)温度高于315℃(目前最高可(kě)达到2000℃),低温器件适用(yòng)于-273℃~55℃;
   ③體(tǐ)积小(xiǎo),能(néng)够测量其他(tā)温度计无法测量的空隙、腔體(tǐ)及生物(wù)體(tǐ)内血管的温度;
   ④使用(yòng)方便,電(diàn)阻值可(kě)在0.1~100kΩ间任意选择;
   ⑤易加工成复杂的形状,可(kě)大批量生产;
   ⑥稳定性好、过载能(néng)力强。
   3工作原理(lǐ)
   热敏電(diàn)阻将長(cháng)期处于不动作状态;当环境温度和電(diàn)流处于c區(qū)时,热敏電(diàn)阻的散热功率与发热功率接近,因而可(kě)能(néng)热敏電(diàn)阻动作也可(kě)能(néng)不动作。热敏電(diàn)阻在环境温度相同时,动作时间随着電(diàn)流的增加而急剧缩短;热敏電(diàn)阻在环境温度相对较高时具有(yǒu)更短的动作时间和较小(xiǎo)的维持電(diàn)流及动作電(diàn)流。
   1、ptc效应是一种材料具有(yǒu)ptc(positive temperature coefficient)效应,即正温度系数效应,仅指此材料的電(diàn)阻会随温度的升高而增加。如大多(duō)数金属材料都具有(yǒu)ptc效应。在这些材料中,ptc效应表现為(wèi)電(diàn)阻随温度增加而線(xiàn)性增加,这就是通常所说的線(xiàn)性ptc效应。
   2、非線(xiàn)性ptc效应 经过相变的材料会呈现出電(diàn)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,即非線(xiàn)性ptc效应,相当多(duō)种类型的导電(diàn)聚合體(tǐ)会呈现出这种效应,如高分(fēn)子ptc热敏電(diàn)阻。这些导電(diàn)聚合體(tǐ)对于制造过電(diàn)流保护装置来说非常有(yǒu)用(yòng)。
    3、高分(fēn)子ptc热敏電(diàn)阻用(yòng)于过流保护 高分(fēn)子ptc热敏電(diàn)阻又(yòu)经常被人们称為(wèi)自恢复保险丝(下面简称為(wèi)热敏電(diàn)阻),由于具有(yǒu)独特的正温度系数電(diàn)阻特性,因而极為(wèi)适合用(yòng)作过流保护器件。热敏電(diàn)阻的使用(yòng)方法象普通保险丝一样,是串联在電(diàn)路中使用(yòng)。当電(diàn)路正常工作时,热敏電(diàn)阻温度与室温相近、電(diàn)阻很(hěn)小(xiǎo),串联在電(diàn)路中不会阻碍電(diàn)流通过;而当電(diàn)路因故障而出现过電(diàn)流时,热敏電(diàn)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,電(diàn)阻瞬间会剧增,回路中的電(diàn)流迅速减小(xiǎo)到安全值.為(wèi)热敏電(diàn)阻对交流電(diàn)路保护过程中電(diàn)流的变化示意图。热敏電(diàn)阻动作后,電(diàn)路中電(diàn)流有(yǒu)了大幅度的降低,图中t為(wèi)热敏電(diàn)阻的动作时间。由于高分(fēn)子ptc热敏電(diàn)阻的可(kě)设计性好,可(kě)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(kě)同时起到过温保护和过流保护两种作用(yòng),如kt16-1700dl规格热敏電(diàn)阻由于动作温度很(hěn)低,因而适用(yòng)于锂离子電(diàn)池和镍氢電(diàn)池的过流及过温保护。环境温度对高分(fēn)子ptc热敏電(diàn)阻的影响 高分(fēn)子ptc热敏電(diàn)阻是一种直热式、阶跃型热敏電(diàn)阻,其電(diàn)阻变化过程与自身的发热和散热情况有(yǒu)关,因而其维持電(diàn)流(ihold)、动作電(diàn)流(itrip)及动作时间受环境温度影响。当环境温度和電(diàn)流处于a區(qū)时,热敏電(diàn)阻发热功率大于散热功率而会动作;当环境温度和電(diàn)流处于b區(qū)时发热功率小(xiǎo)于散热功率,高分(fēn)子ptc热敏電(diàn)阻由于電(diàn)阻可(kě)恢复,因而可(kě)以重复多(duō)次使用(yòng)。图6為(wèi)热敏電(diàn)阻动作后,恢复过程中電(diàn)阻随时间变化的示意图。電(diàn)阻一般在十几秒(miǎo)到几十秒(miǎo)中即可(kě)恢复到初始值1.6倍左右的水平,此时热敏電(diàn)阻的维持電(diàn)流已经恢复到额定值,可(kě)以再次使用(yòng)了。面积和厚度较小(xiǎo)的热敏電(diàn)阻恢复相对较快;而面积和厚度较大的热敏電(diàn)阻恢复相对较慢。
    4基本特性
    温度特性
热敏電(diàn)阻的電(diàn)阻-温度特性可(kě)近似地用(yòng)下式表示:R=R0exp{B(1/T-1/T0)}:R:温度T(K)时的電(diàn)阻值、Ro:温度T0、(K)时的電(diàn)阻值、B:B值、*T(K)=t(ºC)+273.15。实际上,热敏電(diàn)阻的B值并非是恒定的,其变化大小(xiǎo)因材料构成而异,最大甚至可(kě)达5K/°C。因此在较大的温度范围内应用(yòng)式1时,将与实测值之间存在一定误差。此处,若将式1中的B值用(yòng)式2所示的作為(wèi)温度的函数计算时,则可(kě)降低与实测值之间的误差,可(kě)认為(wèi)近似相等。
BT=CT2+DT+E,上式中,C、D、E為(wèi)常数。另外,因生产条件不同造成的B值的波动会引起常数E发生变化,但常数C、D不变。因此,在探讨B值的波动量时,只需考虑常数E即可(kě)。常数C、D、E的计算,常数C、D、E可(kě)由4点的(温度、電(diàn)阻值)数据(T0,R0).(T1,R1).(T2,R2)and(T3,R3),通过式3~6计算。首先由式样3根据T0和T1,T2,T3的電(diàn)阻值求出B1,B2,B3,然后代入以下各式样。
電(diàn)阻值计算例:试根据電(diàn)阻-温度特性表,求25°C时的電(diàn)阻值為(wèi)5(kΩ),B值偏差為(wèi)50(K)的热敏電(diàn)阻在10°C~30°C的電(diàn)阻值。步骤(1)根据電(diàn)阻-温度特性表,求常数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)将数值代入R=5exp {(BT1/T-1/298.15)},求R。*T:10+273.15~30+273.15。
    5技术参数
    ①标称阻值Rc:一般指环境温度為(wèi)25℃时热敏電(diàn)阻器的实际電(diàn)阻值。
    ②实际阻值RT:在一定的温度条件下所测得的電(diàn)阻值。
    ③材料常数:它是一个描述热敏電(diàn)阻材料物(wù)理(lǐ)特性的参数,也是热灵敏度指标,B值越大,表示热敏電(diàn)阻器的灵敏度越高。应注意的是,在实际工作时,B值并非一个常数,而是随温度的升高略有(yǒu)增加。
    ④電(diàn)阻温度系数αT:它表示温度变化1℃时的阻值变化率,单位為(wèi)%/℃。
    ⑤时间常数τ:热敏電(diàn)阻器是有(yǒu)热惯性的,时间常数,就是一个描述热敏電(diàn)阻器热惯性的参数。它的定义為(wèi),在无功耗的状态下,当环境温度由一个特定温度向另一个特定温度突然改变时,热敏電(diàn)阻體(tǐ)的温度变化了两个特定温度之差的63.2%所需的时间。τ越小(xiǎo),表明热敏電(diàn)阻器的热惯性越小(xiǎo)。
    ⑥额定功率PM:在规定的技术条件下,热敏電(diàn)阻器長(cháng)期连续负载所允许的耗散功率。在实际使用(yòng)时不得超过额定功率。若热敏電(diàn)阻器工作的环境温度超过 25℃,则必须相应降低其负载。
    ⑦额定工作電(diàn)流IM:热敏電(diàn)阻器在工作状态下规定的名义電(diàn)流值。
    ⑧测量功率Pc:在规定的环境温度下,热敏電(diàn)阻體(tǐ)受测试電(diàn)流加热而引起的阻值变化不超过0.1%时所消耗的電(diàn)功率。
    ⑨最大電(diàn)压:对于NTC热敏電(diàn)阻器,是指在规定的环境温度下,不使热敏電(diàn)阻器引起热失控所允许连续施加的最大直流電(diàn)压;对于PTC热敏電(diàn)阻器,是指在规定的环境温度和静止空气中,允许连续施加到热敏電(diàn)阻器上并保证热敏電(diàn)阻器正常工作在PTC特性部分(fēn)的最大直流電(diàn)压。
    ⑩最高工作温度Tmax:在规定的技术条件下,热敏電(diàn)阻器長(cháng)期连续工作所允许的最高温度。
    ⑾开关温度tb:PTC热敏電(diàn)阻器的電(diàn)阻值开始发生跃增时的温度。
    ⑿耗散系数H:温度增加1℃时,热敏電(diàn)阻器所耗散的功率,单位為(wèi)mW/℃。
    6分(fēn)类
    PTC
    PTC(Positive Temperature CoeffiCient)是指在某一温度下電(diàn)阻急剧增加、具有(yǒu)正温度系数的热敏電(diàn)阻现象或材料,可(kě)专门用(yòng)作恒定温度传感器.该材料是以BaTiO3或SrTiO3或PbTiO3為(wèi)主要成分(fēn)的烧结體(tǐ),其中掺入微量的Nb、Ta、 Bi、 Sb、Y、La等氧化物(wù)进行原子价控制而使之半导化,常将这种半导體(tǐ)化的BaTiO3等材料简称為(wèi)半导(體(tǐ))瓷;同时还添加增大其正電(diàn)阻温度系数的Mn、Fe、Cu、Cr的氧化物(wù)和起其他(tā)作用(yòng)的添加物(wù),采用(yòng)一般陶瓷工艺成形、高温烧结而使钛酸铂等及其固溶體(tǐ)半导化,从而得到正特性的热敏電(diàn)阻材料.其温度系数及居里点温度随组分(fēn)及烧结条件(尤其是冷却温度)不同而变化.
    钛酸钡晶體(tǐ)属于钙钛矿型结构,是一种铁電(diàn)材料,纯钛酸钡是一种绝缘材料.在钛酸钡材料中加入微量稀土元素,进行适当热处理(lǐ)后,在居里温度附近,電(diàn)阻率陡增几个数量级,产生PTC效应,此效应与BaTiO3晶體(tǐ)的铁電(diàn)性及其在居里温度附近材料的相变有(yǒu)关.钛酸钡半导瓷是一种多(duō)晶材料,晶粒之间存在着晶粒间界面.该半导瓷当达到某一特定温度或電(diàn)压,晶體(tǐ)粒界就发生变化,从而電(diàn)阻急剧变化.
    钛酸钡半导瓷的PTC效应起因于粒界(晶粒间界).对于导電(diàn)電(diàn)子来说,晶粒间界面相当于一个势垒.当温度低时,由于钛酸钡内電(diàn)场的作用(yòng),导致電(diàn)子极容易越过势垒,则電(diàn)阻值较小(xiǎo).当温度升高到居里点温度(即临界温度)附近时,内電(diàn)场受到破坏,它不能(néng)帮助导電(diàn)電(diàn)子越过势垒.这相当于势垒升高,電(diàn)阻值突然增大,产生PTC效应.钛酸钡半导瓷的PTC效应的物(wù)理(lǐ)模型有(yǒu)海望表面势垒模型、丹尼尔斯等人的钡缺位模型和叠加势垒模型,它们分(fēn)别从不同方面对PTC效应作出了合理(lǐ)解释.
实验表明,在工作温度范围内,PTC热敏電(diàn)阻的電(diàn)阻-温度特性可(kě)近似用(yòng)实验公式表示:
RT=RT0 expBp(T-T0)
    热敏電(diàn)阻公式中RT、RT0表示温度為(wèi)T、T0时電(diàn)阻值,Bp為(wèi)该种材料的材料常数.PTC效应起源于陶瓷的粒界和粒界间析出相的性质,并随杂质种类、浓度、烧结条件等而产生显著变化.最近,进入实用(yòng)化的热敏電(diàn)阻中有(yǒu)利用(yòng)硅片的硅温度敏感元件,这是體(tǐ)型小(xiǎo)且精度高的PTC热敏電(diàn)阻,由n型硅构成,因其中的杂质产生的電(diàn)子散射随温度上升而增加,从而電(diàn)阻增加.
    PTC热敏電(diàn)阻于1950年出现,随后1954年出现了以钛酸钡為(wèi)主要材料的PTC热敏電(diàn)阻。PTC热敏電(diàn)阻在工业上可(kě)用(yòng)作温度的测量与控制,也用(yòng)于汽車(chē)某部位的温度检测与调节,还大量用(yòng)于民(mín)用(yòng)设备,如控制瞬间开水器的水温、空调器与冷库的温度,利用(yòng)本身加热作气體(tǐ)分(fēn)析和风速机等方面.下面简介一例对加热器、马达、变压器、大功率晶體(tǐ)管等電(diàn)器的加热和过热保护方面的应用(yòng)。
PTC热敏電(diàn)阻除用(yòng)作加热元件外,同时还能(néng)起到“开关”的作用(yòng),兼有(yǒu)敏感元件、加热器和开关三种功能(néng),称之為(wèi)“热敏开关”.電(diàn)流通过元件后引起温度升高,即发热體(tǐ)的温度上升,当超过居里点温度后,電(diàn)阻增加,从而限制電(diàn)流增加,于是電(diàn)流的下降导致元件温度降低,電(diàn)阻值的减小(xiǎo)又(yòu)使電(diàn)路電(diàn)流增加,元件温度升高,周而复始,因此具有(yǒu)使温度保持在特定范围的功能(néng),又(yòu)起到开关作用(yòng).利用(yòng)这种阻温特性做成加热源,作為(wèi)加热元件应用(yòng)的有(yǒu)暖风器、電(diàn)烙铁、烘衣柜、空调等,还可(kě)对電(diàn)器起到过热保护作用(yòng).
 
    NTC
    NTC(Negative Temperature CoeffiCient)是指随温度上升電(diàn)阻呈指数关系减小(xiǎo)、具有(yǒu)负温度系数的热敏電(diàn)阻现象和材料.该材料是利用(yòng)锰、铜、硅、钴、铁、镍、锌等两种或两种以上的金属氧化物(wù)进行充分(fēn)混合、成型、烧结等工艺而成的半导體(tǐ)陶瓷,可(kě)制成具有(yǒu)负温度系数(NTC)的热敏電(diàn)阻.其電(diàn)阻率和材料常数随材料成分(fēn)比例、烧结气氛、烧结温度和结构状态不同而变化.现在还出现了以碳化硅、硒化锡、氮化钽等為(wèi)代表的非氧化物(wù)系NTC热敏電(diàn)阻材料.
NTC热敏半导瓷大多(duō)是尖晶石结构或其他(tā)结构的氧化物(wù)陶瓷,具有(yǒu)负的温度系数,電(diàn)阻值可(kě)近似表示為(wèi):
    Rt = RT *EXP(Bn*(1/T-1/T0)
    公式中RT、RT0分(fēn)别為(wèi)温度T、T0时的電(diàn)阻值,Bn為(wèi)材料常数.陶瓷晶粒本身由于温度变化而使電(diàn)阻率发生变化,这是由半导體(tǐ)特性决定的.
NTC热敏電(diàn)阻器的发展经历了漫長(cháng)的阶段.1834年,科(kē)學(xué)家首次发现了硫化银有(yǒu)负温度系数的特性.1930年,科(kē)學(xué)家发现氧化亚铜-氧化铜也具有(yǒu)负温度系数的性能(néng),并将之成功地运用(yòng)在航空仪器的温度补偿電(diàn)路中.随后,由于晶體(tǐ)管技术的不断发展,热敏電(diàn)阻器的研究取得重大进展.1960年研制出了N1C热敏電(diàn)阻器.NTC热敏電(diàn)阻器广泛用(yòng)于测温、控温、温度补偿等方面.下面介绍一个温度测量的应用(yòng)实例.它的测量范围一般為(wèi)-10~+300℃,也可(kě)做到-200~+10℃,甚至可(kě)用(yòng)于+300~+1200℃环境中作测温用(yòng).RT為(wèi)NTC热敏電(diàn)阻器;R2和R3是電(diàn)桥平衡電(diàn)阻;R1為(wèi)起始電(diàn)阻;R4為(wèi)满刻度電(diàn)阻,校验表头,也称校验電(diàn)阻;R7、R8和W為(wèi)分(fēn)压電(diàn)阻,為(wèi)電(diàn)桥提供一个稳定的直流電(diàn)源.R6与表头(微安表)串联,起修正表头刻度和限制流经表头的電(diàn)流的作用(yòng).R5与表头并联,起保护作用(yòng).在不平衡電(diàn)桥臂(即R1、RT)接入一只热敏元件RT作温度传感探头.由于热敏電(diàn)阻器的阻值随温度的变化而变化,因而使接在電(diàn)桥对角線(xiàn)间的表头指示也相应变化.这就是热敏電(diàn)阻器温度计的工作原理(lǐ).
热敏電(diàn)阻器温度计的精度可(kě)以达到0.1℃,感温时间可(kě)少至10s以下.它不仅适用(yòng)于粮仓测温仪,同时也可(kě)应用(yòng)于食品储存、医药卫生、科(kē)學(xué)种田、海洋、深井、高空、冰川等方面的温度测量.
   CTR
   热敏電(diàn)阻临界温度热敏電(diàn)阻CTR(CritiCal Temperature Resistor)具有(yǒu)负電(diàn)阻突变特性,在某一温度下,電(diàn)阻值随温度的增加激剧减小(xiǎo),具有(yǒu)很(hěn)大的负温度系数.构成材料是钒、钡、锶、磷等元素氧化物(wù)的混合烧结體(tǐ),是半玻璃状的半导體(tǐ),也称CTR為(wèi)玻璃态热敏電(diàn)阻.骤变温度随添加锗、钨、钼等的氧化物(wù)而变.这是由于不同杂质的掺入,使氧化钒的晶格间隔不同造成的.若在适当的还原气氛中五氧化二钒变成二氧化钒,则電(diàn)阻急变温度变大;若进一步还原為(wèi)三氧化二钒,则急变消失.产生電(diàn)阻急变的温度对应于半玻璃半导體(tǐ)物(wù)性急变的位置,因此产生半导體(tǐ)-金属相移.CTR能(néng)够作為(wèi)控温报警等应用(yòng).
   热敏電(diàn)阻的理(lǐ)论研究和应用(yòng)开发已取得了引人注目的成果.随着高、精、尖科(kē)技的应用(yòng),对热敏電(diàn)阻的导電(diàn)机理(lǐ)和应用(yòng)的更深层次的探索,以及对性能(néng)优良的新(xīn)材料的深入研究,将会取得迅速发展.
   7检测
   检测时,用(yòng)万用(yòng)表欧姆档(视标称電(diàn)阻值确定档位,一般為(wèi)R×1挡),具體(tǐ)可(kě)分(fēn)两步操作:首先常温检测(室内温度接近25℃),用(yòng)鳄鱼夹代替表筆(bǐ)分(fēn)别夹住PTC热敏電(diàn)阻的两引脚测出其实际阻值,并与标称阻值相对比,二者相差在±2Ω内即為(wèi)正常。实际阻值若与标称阻值相差过大,则说明其性能(néng)不良或已损坏。其次加温检测,在常温测试正常的基础上,即可(kě)进行第二步测试—加温检测,将一热源(例如電(diàn)烙铁)靠近热敏電(diàn)阻对其加热,观察万用(yòng)表示数,此时如看到万用(yòng)示数随温度的升高而改变,这表明電(diàn)阻值在逐渐改变(负温度系数热敏電(diàn)阻器NTC阻值会变小(xiǎo),正温度系数热敏電(diàn)阻器PTC阻值会变大),当阻值改变到一定数值时显示数据会逐渐稳定,说明热敏電(diàn)阻正常,若阻值无变化,说明其性能(néng)变劣,不能(néng)继续使用(yòng)。
    测试时应注意以下几点:
   (1)Rt是生产厂家在环境温度為(wèi)25℃时所测得的,所以用(yòng)万用(yòng)表测量Rt时,亦应在环境温度接近25℃时进行,以保证测试的可(kě)信度。
   (2)测量功率不得超过规定值,以免電(diàn)流热效应引起测量误差。
   (3)注意正确操作。测试时,不要用(yòng)手捏住热敏電(diàn)阻體(tǐ),以防止人體(tǐ)温度对测试产生影响。(4)注意不要使热源与PTC热敏電(diàn)阻靠得过近或直接接触热敏電(diàn)阻,以防止将其烫坏。
    8应用(yòng)
    热敏電(diàn)阻也可(kě)作為(wèi)電(diàn)子線(xiàn)路元件用(yòng)于仪表線(xiàn)路温度补偿和温差電(diàn)偶冷端温度补偿等。利用(yòng)NTC热敏電(diàn)阻的自热特性可(kě)实现自动增益控制,构成RC振荡器稳幅電(diàn)路,延迟電(diàn)路和保护電(diàn)路。在自热温度遠(yuǎn)大于环境温度时阻值还与环境的散热条件有(yǒu)关,因此在流速计、流量计、气體(tǐ)分(fēn)析仪、热导分(fēn)析中常利用(yòng)热敏電(diàn)阻这一特性,制成专用(yòng)的检测元件。PTC热敏電(diàn)阻主要用(yòng)于電(diàn)器设备的过热保护、无触点继電(diàn)器、恒温、自动增益控制、電(diàn)机启动、时间延迟、彩色電(diàn)视自动消磁、火灾报警和温度补偿等方面。
    9主要缺点:
   ①阻值与温度的关系非線(xiàn)性严重;
   ②元件的一致性差,互换性差;
   ③元件易老化,稳定性较差;
   ④除特殊高温热敏電(diàn)阻外,绝大多(duō)数热敏電(diàn)阻仅适合0~150℃范围,使用(yòng)时必须注意。
   10问题
   如果您打算在整个温度范围内均使用(yòng)热敏電(diàn)阻温度传感器件,那么该器件的设计工作会颇具挑战性。热敏電(diàn)阻通常為(wèi)一款高阻抗、電(diàn)阻性器件,因此当您需要将热敏電(diàn)阻的阻值转换為(wèi)電(diàn)压值时,该器件可(kě)以简化其中的一个接口问题。然而更具挑战性的接口问题是,如何利用(yòng)線(xiàn)性 ADC 以数字形式捕获热敏電(diàn)阻的非線(xiàn)性行為(wèi)。
“热敏電(diàn)阻”一词源于对“热度敏感的電(diàn)阻”这一描述的概括。热敏電(diàn)阻包括两种基本的类型,分(fēn)别為(wèi)正温度系数热敏電(diàn)阻和负温度系数热敏電(diàn)阻。负温度系数热敏電(diàn)阻非常适用(yòng)于高精度温度测量。要确定热敏電(diàn)阻周围的温度,您可(kě)以借助Steinhart-Hart公式:T=1/(A0+A1(lnRT)+A3(lnRT3))来实现。其中,T為(wèi)开氏温度;RT為(wèi)热敏電(diàn)阻在温度T时的阻值;而 A0、A1和A3则是由热敏電(diàn)阻生产厂商(shāng)提供的常数。
   热敏電(diàn)阻的阻值会随着温度的改变而改变,而这种改变是非線(xiàn)性的,Steinhart-Hart公式表明了这一点。在进行温度测量时,需要驱动一个通过热敏電(diàn)阻的参考電(diàn)流,以创建一个等效電(diàn)压,该等效電(diàn)压具有(yǒu)非線(xiàn)性的响应。您可(kě)以使用(yòng)配备在微控制器上的参照表,尝试对热敏電(diàn)阻的非線(xiàn)性响应进行补偿。即使您可(kě)以在微控制器固件上运行此类算法,但您还是需要一个高精度转换器用(yòng)于在出现极端值温度时进行数据捕获。
   另一种方法是,您可(kě)以在数字化之前使用(yòng)“硬件線(xiàn)性化”技术和一个较低精度的 ADC。(Figure 1)其中一种技术是将一个電(diàn)阻RSER与热敏電(diàn)阻RTHERM以及参考電(diàn)压或電(diàn)源进行串联。将 PGA(可(kě)编程增益放大器)设置為(wèi)1V/V,但在这样的電(diàn)路中,一个10位精度的ADC只能(néng)感应很(hěn)有(yǒu)限的温度范围(大约±25°C)。
   请注意,对高温區(qū)没能(néng)解析。但如果在这些温度值下增加 PGA 的增益,就可(kě)以将 PGA 的输出信号控制在一定范围内,在此范围内 ADC 能(néng)够提供可(kě)靠地转换,从而对热敏電(diàn)阻的温度进行识别。微控制器固件的温度传感算法可(kě)读取 10 位精度的 ADC 数字值,并将其传送到PGA 滞后软件程序。PGA 滞后程序会校验 PGA 增益设置,并将 ADC 数字值与图1显示的電(diàn)压节点的值进行比较。如果 ADC 输出超过了電(diàn)压节点的值,则微控制器会将 PGA 增益设置到下一个较高或较低的增益设定值上。如果有(yǒu)必要,微控制器会再次获取一个新(xīn)的 ADC 值。然后 PGA 增益和 ADC 值会被传送到一个微控制器分(fēn)段線(xiàn)性内插程序。从非線(xiàn)性的热敏電(diàn)阻上获取数据有(yǒu)时候会被看作是一项“不可(kě)能(néng)实现的任務(wù)”。您可(kě)以将一个串联電(diàn)阻、一个微控制器、一个 10 位 ADC 以及一个 PGA 合理(lǐ)的配合使用(yòng),以解决非線(xiàn)性热敏電(diàn)阻在超过±25°C温度以后所带来的测量难题
   11區(qū)别
   1.热敏電(diàn)阻符号是PTC,
   阻值随温度的变化而变化,有(yǒu)正温度型的负温度型,
   2.压敏電(diàn)阻阻值随压力的变化而变化,
   高,中,低压压敏電(diàn)阻:
   产品主要有(yǒu)MYN型,MY31型以及MYG型三大型号
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