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热敏电阻器的基本类型介绍

发布时间:2008/6/3 0:00:00 访问次数:1143


  根据热敏电阻器电阻率随温度变化的特性不同,热敏电阻器基本上可分为三种类型。

  1.ntc热敏电阻器

  ntc热敏电阻器主要由mn、co、ni、fe、cu等过渡金属氧化物混合烧结而成,改变混合物的成分和配比,就可以获得测温范围、阻值及温度系数不同的ntc热敏电阻器。

  ntc热敏电阻器是一个负温度系数的热敏电阻器,其电阻一温度特性符合负指数规律,其关系式为

  式中:rt——热敏电阻器在绝对温度t时的阻值(ω);
    ro——热敏电阻器在绝对温度ro时的阻值(ω)
    to、t1——介质的起始温度和变化温度(k);
    to、t——介质的起始温度和变化温度(℃);
    b——热敏电阻器材料系数,一般为2000~6000k。
  b值的大小取决于热敏电阻器制作的材料,对于氧化物半导体热敏电阻,材料常数b为


  式中:△e——杂质在半导体中的电离能;
     k——波尔兹曼常数。
  图给出了由cdo—sb2o3—wo3材料制成的热敏电阻器的电阻率与温度的特性曲线。可以看出,在相当宽的温度范围内,其电阻率与温度呈线性关系,它是一种比较理想的热敏电阻。

  为适应在高温条件下使用,采用氧化钦和氧化亿制作的高温热敏电阻器,其工作温度范围为200℃~1000t,它的特性曲线如图所示。



  ntc热敏电阻器的ρ—t曲线



  高温热敏电阻器ρ—t曲线

  ntc负温度系数热敏电阻器有以下儿个特点:

  ①精度高。ntc热敏电阻器的b常数和电阻值的偏差都很小。一般b常数的偏差在0.5%以下,这相当于温度范围为100t时,温度偏差在0.5%以下。以下,这相当于对测温的影响在±0.25记以下。

  ②可靠性高。现代生产的ntc热敏电阻器在高温100℃和60℃—95%rh条件下试验2000小时,其电阻变化率几乎为零,没有老化现象。

  ③小型化,响应快。陶瓷工艺技术的进步,现在已可以生产出直径在0.5mm以下的珠状及松叶状热敏电阻器,它们在水中的热时间常数仅为0.1~0.2s。

  ④成本低,价格便宜。

  ntc热敏电阻器的这些特点,使得它在工业、农业、科技、医学、通信以及家电等领域得到了广泛的应用。

  2.ctr热敏电阻器

  ctr热敏电阻器是以三氧化二钒与钡、硅等的氧化物,在磷、硅的氧化物的弱还原气氛中混合烧结而成的,它呈半玻璃状,具有负温度系数。通常ctr热敏电阻器用树脂包封成珠状或厚膜形使用,其阻值在1kω~1omω之间。



ctr热敏电阻器的p-t特性曲线


  ctr热敏电阻器随温度变化的特性属剧变型,具有开关特性,如图所示。当温度高于居里点4时,其阻值会减小到临界状态,突变的数量级为2~4。因此,又称这类热敏电阻器为临界热敏电阻器。为满足不同条件下的使用要求,通过对材料成分的调整便可得到不同温度特性的ctr热敏电阻器。图给出了由一些不同材料制成的ctr热敏电阻器的温度特性曲线。

  由于ctr热敏电阻器温度特性存在剧变性,因而不能像ntc热敏电阻器那样用于宽范围的温度控制,只能在特定的温区内使用。

  3.ptc热敏电阻器

  ptc热敏电阻器是以钦酸钡掺合稀土元素烧结而成的半导体陶瓷元件,具有正温度系数。其温度特性如图所示。从特性曲线上可以看到ptc热敏元器件具有以下特性:



一些ctr热敏电阻器的温度特性曲线



ptc热敏电阻器p-t曲线

  ①当温度低于居里点tc时,具有半导体特性。

  ②当温度高于居里点tc时,电阻随温度升高而急剧增大,至tn温度时出现负阻现象。

  ③具有通电瞬司产生强大电流而后很快衰减的特性。

  基于ptc热敏电阻器的特性,可利用其自控作用,做成各种恒温器、限流保护元件以及温控开关,还可以用叮c热敏电阻器组成发热元件,功率一般为几瓦到数百瓦。




  根据热敏电阻器电阻率随温度变化的特性不同,热敏电阻器基本上可分为三种类型。

  1.ntc热敏电阻器

  ntc热敏电阻器主要由mn、co、ni、fe、cu等过渡金属氧化物混合烧结而成,改变混合物的成分和配比,就可以获得测温范围、阻值及温度系数不同的ntc热敏电阻器。

  ntc热敏电阻器是一个负温度系数的热敏电阻器,其电阻一温度特性符合负指数规律,其关系式为

  式中:rt——热敏电阻器在绝对温度t时的阻值(ω);
    ro——热敏电阻器在绝对温度ro时的阻值(ω)
    to、t1——介质的起始温度和变化温度(k);
    to、t——介质的起始温度和变化温度(℃);
    b——热敏电阻器材料系数,一般为2000~6000k。
  b值的大小取决于热敏电阻器制作的材料,对于氧化物半导体热敏电阻,材料常数b为


  式中:△e——杂质在半导体中的电离能;
     k——波尔兹曼常数。
  图给出了由cdo—sb2o3—wo3材料制成的热敏电阻器的电阻率与温度的特性曲线。可以看出,在相当宽的温度范围内,其电阻率与温度呈线性关系,它是一种比较理想的热敏电阻。

  为适应在高温条件下使用,采用氧化钦和氧化亿制作的高温热敏电阻器,其工作温度范围为200℃~1000t,它的特性曲线如图所示。



  ntc热敏电阻器的ρ—t曲线



  高温热敏电阻器ρ—t曲线

  ntc负温度系数热敏电阻器有以下儿个特点:

  ①精度高。ntc热敏电阻器的b常数和电阻值的偏差都很小。一般b常数的偏差在0.5%以下,这相当于温度范围为100t时,温度偏差在0.5%以下。以下,这相当于对测温的影响在±0.25记以下。

  ②可靠性高。现代生产的ntc热敏电阻器在高温100℃和60℃—95%rh条件下试验2000小时,其电阻变化率几乎为零,没有老化现象。

  ③小型化,响应快。陶瓷工艺技术的进步,现在已可以生产出直径在0.5mm以下的珠状及松叶状热敏电阻器,它们在水中的热时间常数仅为0.1~0.2s。

  ④成本低,价格便宜。

  ntc热敏电阻器的这些特点,使得它在工业、农业、科技、医学、通信以及家电等领域得到了广泛的应用。

  2.ctr热敏电阻器

  ctr热敏电阻器是以三氧化二钒与钡、硅等的氧化物,在磷、硅的氧化物的弱还原气氛中混合烧结而成的,它呈半玻璃状,具有负温度系数。通常ctr热敏电阻器用树脂包封成珠状或厚膜形使用,其阻值在1kω~1omω之间。



ctr热敏电阻器的p-t特性曲线


  ctr热敏电阻器随温度变化的特性属剧变型,具有开关特性,如图所示。当温度高于居里点4时,其阻值会减小到临界状态,突变的数量级为2~4。因此,又称这类热敏电阻器为临界热敏电阻器。为满足不同条件下的使用要求,通过对材料成分的调整便可得到不同温度特性的ctr热敏电阻器。图给出了由一些不同材料制成的ctr热敏电阻器的温度特性曲线。

  由于ctr热敏电阻器温度特性存在剧变性,因而不能像ntc热敏电阻器那样用于宽范围的温度控制,只能在特定的温区内使用。

  3.ptc热敏电阻器

  ptc热敏电阻器是以钦酸钡掺合稀土元素烧结而成的半导体陶瓷元件,具有正温度系数。其温度特性如图所示。从特性曲线上可以看到ptc热敏元器件具有以下特性:



一些ctr热敏电阻器的温度特性曲线



ptc热敏电阻器p-t曲线

  ①当温度低于居里点tc时,具有半导体特性。

  ②当温度高于居里点tc时,电阻随温度升高而急剧增大,至tn温度时出现负阻现象。

  ③具有通电瞬司产生强大电流而后很快衰减的特性。

  基于ptc热敏电阻器的特性,可利用其自控作用,做成各种恒温器、限流保护元件以及温控开关,还可以用叮c热敏电阻器组成发热元件,功率一般为几瓦到数百瓦。



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