熱敏電阻器的基本類型
根據熱敏電阻器電阻率隨瘟度變化的特性不同,熱敏電阻器基本上可分為NTC熱敏電阻器、CTR 熱敏電阻器和PTC熱敏電阻器三種類型。
1.NTC熱敏電阻器
NTC熱敏電阻器主要由Mn,Co、Ni、Fe、Cu等過渡金屬氧化物混合燒結而成,改變混合物的成分和配比,就可以獲得測溫范圍、阻值及溫度系數不同的NTC熱敏電阻器。
NTC熱敏電阻器是一個負溫度系數的熱敏電阻器,其電阻溫度特性符合負指數規律,其關系式為
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上圖給出了由 材料制成的熱敏電阻器的電阻率與溫度的特性曲線。
可以看出,在相當寬的溫度范圍內,其電阻率與強度呈線佳關系,它是一種比較理想的熱敏電阻。
為適應在高溫條件下使用,采用氧化鐵和氧化紀制作的高溫熱敏電阻器,其工作溫度范圍為200C-1000"C ,它的特性曲線如圖19-3 所示。
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NTC負溫度系數熱敏電阻器有以下幾個特點:
①精度高。NTC熱敏電阻器的B常數和電阻值的偏差都很小。一般B常數的偏差在0.5%以下,這相當于溫度范圍為100℃時,溫度偏差在0.5%以下。電阻值的偏差在±1%以下,這相當于對測溫的影響在±0.25℃以下。
②可靠性高。現代生產的NTC熱敏電阻器在高溫100℃和60℃-95%條件下試驗2000小時,其電阻變化率幾乎為零,沒有老化現象。
③小型化,響應快。陶瓷工藝技術的進步,現在已可以生產出直徑在0.5mm以下的珠狀及松葉狀熱敏電阻器,它們在水中的熱時間常數僅為0.1-0.2s。
④成本低,價格便宜。
NTC熱敏電阻器的這些特點,使得它在工業、農業、科技、醫學、通信以及家電等領域得到了廣泛的應用。
2. CTR 熱敏電阻器
CTR 熱敏電阻器是以三氧化二釩與鋇、硅等的氧化物,在磷、硅的氧化物的弱還原氣氛中混合燒結而成的,它呈半玻璃狀,具有負溫度系數。通常CTR 熱敏電阻器用樹脂包封成珠狀或厚膜形使用,其阻值在1k - 10M之間。
CTR 熱敏電阻器隨溫度變化的特性屬劇變型,具有開關特性,如圖所示。當溫度高于居里點Tc時,其阻值會減小到臨界狀態,突變的數量級為2-4 。因此,又稱這類熱敏電阻器為臨界熱敏電阻器。為滿足不同條件下的戶使用要求,通過對材料成分的調整便可得到不同溫度特性曲線。
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由于CTR 熱敏電阻器幅度特性存在劇變性,因而不能像NTC 熱敏電阻器那樣用于寬范圍的溫度控制,只能在特定的溫區內使用。
3. PTC熱敏電阻器
PTC熱敏電阻器是以鈦酸鋇摻合稀土元素燒結而成的半導體陶瓷元件,具有正溫度系數。其溫度特性如圖所示。從特性曲線上可以看到PTC熱敏元器件具有以下特性:
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①當溫度低于居里點Tc時,具有半導體特性。
②當溫度高于居里點Tc時,電阻隨溫度升高而急劇增大,至Tn溫度時出現負阻現象。
③具有通電瞬間產生強大電流而后很快衰減的特性。
基于PTC熱敏電阻器的特性,可利用其自控作用,做成各種恒溫器、限流保護元件以及溫控開關,還可以用PTC熱敏電阻器組成發熱元件,功率一般為幾瓦到數百瓦。