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热敏电阻的工作原理是怎么样的

文章出处:技术支持 责任编辑:深圳新时恒电子科技有限公司 发表时间:2022-06-17
  根据温度特性热敏电阻,可以分为两类。随着温度的升高,电阻随正温度系数热敏电阻增大,反之,随负温度系数热敏电阻增大。

热敏电阻
(1)正温度系数的工作原理热敏电阻

这种热敏电阻是以钛酸钡(BaTio3)为基本材料,再掺入适量的稀土元素,采用陶瓷工艺高温烧结而成。纯钛酸钡是一种绝缘材料,但加入适量的镧(La)、铌(Nb)等稀土元素后就变成了半导体材料,称为半导体钛酸钡。它是一种多晶材料,晶粒之间有晶粒界面。对于导电电子,晶粒界面相当于一个势垒。温度较低时,由于BaTiO3中的电场,导电电子很容易越过势垒,所以电阻值较小。当温度上升到居里点温度(即临界温度,这种元素的‘控温点’一般为120℃)时,内部电场被破坏,无法帮助导电电子穿越势垒,所以表现为电阻值急剧增大。因为这种元件在达到居里点之前,其电阻随温度的变化非常缓慢,并且具有恒温、调温、自动控温的功能。只发热,不变红,无明火,不易燃烧,使用寿命长。非常适合电机等电气设备的过热检测。

⑵负温度系数热敏电阻的工作原理

负温度系数热敏电阻是以氧化锰、氧化钴、氧化镍、氧化铜、氧化铝等金属氧化物为主要原料,通过陶瓷工艺制成。这些金属氧化物材料具有半导体特性,与锗和硅晶体材料完全相似。体内载流子(电子和空穴)数量少,电阻高。随着温度的升高,体内携带者增多,自然抵抗力下降。负温度系数热敏电阻有多种类型,分为低温(-60 ~ 300℃)、中温(300 ~ 600℃)和高温(> 600℃)三种。具有灵敏度高、稳定性好、响应快、寿命长、价格低等优点,广泛应用于冰箱、电冰箱等需要定点测温的自动温控电路中。

热敏电阻与简单的放大电路结合时,可以检测到千分之一度的温度变化。因此,它可以通过与电子仪器组成温度计来完成高精度的温度测量。通用热敏电阻的工作温度为-55℃ ~+315℃,特殊低温热敏电阻的工作温度低于-55℃,可达-273℃。

2 热敏电阻的型号

我们的国产热敏电阻是按部颁标准SJ1155-82制造的,由四部分组成。

第一部分:主要名称,用字母“M”表示敏感元素。

第二部分:类别,用字母‘Z’表示正温度系数热敏电阻 device,或用字母‘F’表示负温度系数热敏电阻 device。

第三部分:用途或特性,用一位数字(0-9)表示。一般数字' 1 '表示常用,' 2 '表示稳压(负温度系数热敏电阻器件),' 3 '表示微波测量(负温度系数热敏电阻器件),' 4 '表示间接加热(负温度系数热敏电阻器件),' 5 '表示温度测量。' 8 '表示线性型(负温度系数热敏电阻器件),9 '表示恒温型(正温度系数热敏电阻器件),0 '表示特殊型(负温度系数热敏电阻器件)。

第四部分:序列号,也用数字表示,代表规格和性能。

出于区分该系列产品的特殊需要,厂商往往会在序列号后加一个‘派生序列号’,是字母、数字和'-'的组合。

例如:M Z 1 1

序列号

通用

正温度系数热敏电阻器件

敏感元件

3 热敏电阻装置的主要参数

各种热敏电阻设备的工作条件必须在出厂参数允许的范围内。热敏电阻,主要参数有十多个:标称电阻值、使用环境温度(最高工作温度)、实测功率、额定功率、标称电压(最高工作电压)、工作电流、温度系数、材料常数、时间常数等。标称电阻值是25℃时零功率时的电阻值。其实总有一些误差,应该在10%以内。普通热敏电阻工作温度范围宽,可根据需要从-55℃到+315℃选择。值得注意的是热敏电阻不同型号的最高工作温度相差很大。比如MF11片负温度系数热敏电阻器件是+125℃,而MF53-1只有+70。
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