热敏电阻_热敏电阻工作原理

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1、热敏电阻根据温度系数分为两类：正温度系数热敏电阻和负温度系数热敏电 阻。由于特性上的区别，应用场合互不相同。正温度系数热敏电阻简称PTC（是Positive Temperature Coefficient的缩写）， 超过一定的温度（居里温度-居里温度是指材料可以在铁磁体和顺磁体之间改变 的温度。低于居里温度时该物质成为铁磁体，此时和材料有关的磁场很难改变。 当温度高于居里温度时,该物质成为顺磁体，磁体的磁场很容易随周围磁场的改 变而改变。这时的磁敏感度约为10 的负6 次方。）时，它的电阻值随着温度的升 高呈阶跃性的增高。其原理是在陶瓷材料中引入微量稀土元素，如 La、Nb.等， 可使其电阻率

2、下降到lOQ.cm以下，成为良好的半导体陶瓷材料。这种材料具有 很大的正电阻温度系数，在居里温度以上几十度的温度范围内，其电阻率可增大 410个数量级，即产生所谓PTC效应。目前大量被使用的 PTC 热敏电阻种类： 恒温加热用 PTC 热敏电阻； 低电 压加热用 PTC 热敏电阻； 空气加热用热敏电阻； 过电流保护用 PTC 热敏电 阻；过热保护用PTC热敏电阻；温度传感用PTC热敏电阻；延时启动用PTC 热敏电阻。负温度系数热敏电阻简称NTC（是Negative Temperature Coefficient的缩写）, 泛指负温度系数很大的半导体材料或元器件。它是以锰、钴、镍和铜等金属氧化

3、物为主要材料，采用陶瓷工艺制造而成的。这些金属氧化物材料都具有半导体性 质，因为在导电方式上完全类似锗、硅等半导体材料。温度低时，这些氧化物材 料的载流子（电子和孔穴）数目少，所以其电阻值较高；随着温度的升高，载流 子数目增加，所以电阻值降低。 NTC 热敏电阻器在室温下的变化范围在 1001000000欧姆，温度系数-2%-6.5%。NTC热敏电阻器可广泛应用于温度测 量、温度补偿、抑制浪涌电流等场合。PTC、NTC 两种热敏电阻都可以用作温度传感，在目前的实际应用中，多采 用 NTC 热敏电阻作为温度测量、控制的温度传感器。NTC 负温度系数热敏电阻专业术语 零功率电阻值Rt（0） Rt指

4、在规定温度T时，采用引起电阻值变化相对于总的测量误差来说可以忽略 不计的测量功率测得的电阻值。万联芯城 作为国内优秀的电子元器件采购网，一直秉承 着以良心做好良芯的服务理念，万联芯城为全国终端生产研发企业提供原装现货 电子元器件产品，拥有 3000平方米现代化管理仓库，所售电子元器件有 IC 集成 电路，二三极管，电阻电容等多种类别主动及被动类元器件，可申请样片，长久 合作可申请账期，万联芯城为客户提供方便快捷的一站式电子元器件配套服务， 提交物料清单表，当天即可获得各种元件的优势报价，整单付款当天发货，物料 供应全国，欢迎广大客户咨询合作，点击进入万联芯城万联芯城以良心做好真芯每一块芯片我

5、们都用良心去承诺.握昜皿Ifife uHBfS w hw RFjgaai耳岂 HE W:Ej.礼 wV- i wi直叮IfWLGbunB2B-HVdiilKErH !* 1* d taHIHM( - 7HIIMR-.i i*VFVriKHK. H-Mk-BRIiHrAUIHliXKIll I . I, MWOTB TUiAWH-KJ3MrT-iH 9!剂M 44vi iWL* IflHUBdH.iH-Ki炖If fit1比炉住!誉农.轟JO*冲附i unvpHLgi rMWMH权威媒体报道电阻值和温度变化的关系式为：RT = RNeXPB(T_F)NRt:在温度T (K)时的NTC热敏电阻阻值

6、。Rn:在额定温度Tn (K)时的NTC热敏电阻阻值。T：规定温度(K)。B: NTC 热敏电阻的材料常数，又叫热敏指数。exp：以自然数e为底的指数(e = 2.71828 .。).该关系式是经验公式，只在额定温度tn或额定电阻阻值Rn的有限范围内才具有 一定的精确度，因为材料常数B本身也是温度T的函数。额定零功率电阻值R25 (Q)根据国标规定，额定零功率电阻值是NTC热敏电阻在基准温度25C时测得的电阻值R25,这个电阻值就是NTC热敏电阻的标称电阻值。通常所说NTC热敏 电阻多少阻值，亦指该值。材料常数（热敏指数B值（K）B 值被定义为：B=T TR” 1 ln 占 T -TR21T2

7、Rq :温度T1（K）时的零功率电阻值。% :温度T2 （K）时的零功率电阻值。T1，T2:两个被指定的温度（K）。对于常用的NTC热敏电阻，B值范围一般在2000K6000K之间。零功率电阻温度系数（aT ）在规定温度下，NTC热敏电阻零动功率电阻值的相对变化与引起该变化的温度变 化值之比值。1 dRT Ba T R dT T2aT :温度T （K）时的零功率电阻温度系数。Rt:温度T（K）时的零功率电阻值。T：温度（T）。B：材料常数。耗散系数（6）在规定环境温度下，NTC热敏电阻耗散系数是电阻中耗散的功率变化与电阻体相 应的温度变化之比值。P8 AT6: NTC热敏电阻耗散系数，（mW/

8、K）。AP: NTC热敏电阻消耗的功率（mW）。AT: NTC热敏电阻消耗功率 P时，电阻体相应的温度变化（K）。热时间常数（T）在零功率条件下，当温度突变时，热敏电阻的温度变化了始未两个温度差的 63.2% 时所需的时间，热时间常数与 NTC 热敏电阻的热容量成正比，与其耗散系数成 反比。T：热时间常数（S）。C： NTC 热敏电阻的热容量。 6： NTC热敏电阻的耗散系数。经过时间与热敏电阻温度变化率的关系如下表所示。LT-h Te-Tir忖卫髯2t3r5?*-1爆响应时间常数w时间t额定功率Pn在规定的技术条件下，热敏电阻器长期连续工作所允许消耗的功率。在此功率下 电阻体自身温度不超过其

9、高工作温度。额定功率=耗散系数X (高使用温度一25)大运行功率这是使用热敏电阻进行温度检测或温度补偿时，自身发热产生的温度上升容许值 所对应功率。容许温度上升 tC 时，大运行功率可由下式计算。大运行功率=tx耗散系数高工作温度Tmax在规定的技术条件下，热敏电阻器能长期连续工作所允许的高温度。即:PT = T + 寻max 0T0环境温度。测量功率卩口热敏电阻在规定的环境温度下，阻体受测量电流加热引起的阻值变化相对于总的 测量误差来说可以忽略不计时所消耗的功率。一般要求阻值变化大于0.1%，则这时的测量功率Pm为：P =m 1000a电阻温度特性 热敏电阻的电阻一温度特性可近似地用式1表示

10、。R= R0expBG 丄) 0T T0(式一)R :温度T(K)时的电阻值R0:温度T0 (K)时的电阻值B ： B 值*T(K)= t(C)+273.15但实际上，热敏电阻的 B 值并非是恒定的，其变化大小因材料构成而异，大甚至可达5K/C。因此在较大的温度范围内应用式1时，将与实测值之间存在一定 误差。此处，若将式 1 中的 B 值用式 2 所示的作为温度的函数计算时，则可降低与实 测值之间的误差，可认为近似相等。BT = CT2 + DT+ E(式 2)上式中， C、D、E 为常数。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

11、，只需考虑常数E即可。常数C、D、E的计算常数C、D、E可由 4 点的(温度、电阻值)数据(T0, R0). (T1, R1). (T2, R2) and (T3, R3), 通过下面的公式计算。首先根据T0和T,T2,T3的电阻值求出B1?B2,B3,然后代入以下各式样。In% )Bn 01 1 t-tn0C=(T1-T2)(T2-T3)(T1-T3)(B1 - B2)(T2 - T3) - (B2 - B3)(T1 - T2)D=E = Bi-DTi-Ct相同阻值，不同B值的NTC热敏电阻R-T特性曲线示意图热敏电阻的电阻温度曲线虽然是非线性的，但经过对数变换后就可以得到近 似线性的电阻温

12、度曲线，因此可以用来进行温度测量、控制等。常数C、D、E的计算首先根据T0和T1,T2,T3的电阻值求出B1,B2,B3,然后代入以下各式样。In% )常数C、D、E可由4点的(温度、电阻值)数据(T0, R0). (Ti，R1). (T2, R2) and (T3, R3), 通过下面的公式计算。B = _0_Bn1 - 1T-Tn0(T T2) D = B1-B2 一C = (B1-B2)(T2-T3)-(B2-B3)(T1-T2)B -B -T)D = 122(T1- T2)E = B - DT - CT T1 1 1 1电阻值计算例试根据电阻一温度特性表，求25C时的电阻值为5(kQ)

13、, B值偏差为50(K)的热敏 电阻在10C30C的电阻值。步骤(1)根据电阻一温度特性表，求常数C、D、E。To=25+273.15 T1=10+273.15 T2=20+273.15 T3=30+273.15 代入 BT=CT2+DT+E+50，求 BT。 将数值代入 R=5exp (BTI/T-I/298.15)，求 R。*T : 10+273.1530+273.15电阻温度特性图 i电阻比R1-CD(2) 2500(3) 3000(4) 3500(5) 4000(GJ 4500j三匸 二 二C&)电阻温度系数 所谓电阻温度系数(a),是指在任意温度下温度变化1C(K)时的零负载电阻变化

14、率。1 dR Ba = RdTx100 = -T2x 100(%/。这里a前的负号(一)，表示当温度上升时零负载电阻降低。温度测量、控制用NTC热敏电阻器外形结构环氧封装系列NTC热敏电阻玻璃封装系列 NTC 热敏电阻 应用设计 电子温度计、电子万年历、电子钟温度显示、电子礼品 冷暖设备、加热恒温电器； 汽车电子温度测控电路； 温度传感器、温度仪表； 医疗电子设备、电子盥洗设备； 手机电池及充电电器。应用电路原理图 电桥电路NTC 热敏电阻作为平衡电桥中的一部分，在稳态时，电桥两臂的输出是维持 稳定的。但是当温度变化时，NTC热敏电阻阻值发生响应的变化，从而破坏了电 桥两臂之间的平衡，两臂的输出发生了变化，这个变化量即是由温度变化产生。 通过这样一个原理，温度变化的信号得以量化，通过配套电路的配合，终实现温 度变化信号的采集。恒流源电路发生变化时，NTC热敏电阻阻值也发生相应的变化，从而引起电路输出发生相应 的变化。此变化信号可被其它电路作为温度变化信号来采集。半导体集成温度传感器LMl34 电流型半导体集成温度传感器LMl34 电流型半导体集成温度传感器有3个端头，第三个端头是器件电流的 设定端，可在设定端与负端两引线之间并接一只电阻Rset来设定I0，I0的表达式 为：I0 =(227V