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热电阻校验仪使用的热敏电阻器会起到什么作用

发布时间: 2022-12-07  点击次数: 293次

形形色色的热敏电阻器

热敏电阻器(英文thermistor)是一种对温度极为敏感的电阻器,当温度变化时其阻值也会随之变化。热敏电阻器种类较多、形状各异,它既可用作温度传感器,也可用作温控保护或发热元件。在温度检测、温度补偿、温度控制、过热(载)保护、无触点自动开关和小功率恒温加热等电路中,都可以看见热敏电阻器的身影。

热敏电阻器的主要特点是对温度变化灵敏度高、反应速度快、体积小、结构简单使用方便和寿命长,它具有灵活多样的外形和不同的功能,广泛应用在各种电子、电气设备中。

外形和分类

常见热敏电阻器几乎全部都是两端无极性元件,其种类按外形不同划分,有图(a)所示的珠粒状、圆柱状、圆片状、方体状4大类。按封装材料不同划分,有图所示的玻璃封装、树脂封装、塑料壳(实为耐热性能良好的胶木)封装、金属壳(实为加热型产品的散热板)封装4种。一般珠粒状采用玻璃封装,圆柱状采用树脂或玻璃封装,圆片状一般采用树脂封装(或涂保护漆),而方体状(限流型产品)则多为内带金属支架的黑色胶木壳封装。按性能不同划分,有图(c)所示的负温度系数(ntc)热敏电阻器、正温度系数(ptc)热敏电阻器两大类。而正温度系数(ptc)热敏电阻器又分为缓慢型、开关型两种类型。按用途不同划分,又分为图(d)所示的测温型、温度补偿型、过热(流)保护型、延时限流型、加热型等多种。

图 常用热敏电阻器的分类

圆柱状热敏电阻器的外形与一般玻璃封装晶体二极管一样,其工艺成熟,生产效率高,产量大而价格低,成为测量型热敏电阻器的主流。珠粒状热敏电阻器由于体积小、热时间常数小,所以适合制造点温度计、表面温度计等,电子体温计几乎全部都采用了这种热敏电阻器。方体(片)状热敏电阻器体积一般比较大,属于功率型产品,根据用途不同,将彩电消磁电路等使用的产品制造成黑色胶木壳方体状,而将用于小型加热电路中的产品制造成金属壳(实为散热板)片状。

性能及特点

由于正、负两种温度系数的热敏电阻器的特性截然不同,所以相对应的用途也不一样。

(1)ntc热敏电阻器

ntc是英文negative temperature coefficient的缩写,其含义为负温度系数。ntc热敏电阻器的阻值随温度升高而减小(电阻值与温度变化成反比关系),其温度特性曲线如图(a)所示。ntc热敏电阻器是用锰、钴、镍、铜、铝等金属氧化物(具有半导体性质)或碳化硅等为主要原料,并采用陶瓷工艺制作而成。根据使用温度条件不同,ntc热敏电阻器可分为低温(-60~300℃)、中温(300~600℃)和高温(>600℃)3种。

ntc热敏电阻器的温度每升高1℃,阻值会减小1%~6%,阻值减小程度视不同型号而定。ntc热敏电阻器广泛应用于电冰箱、空调器、微波炉、电烤箱、复印机、打印机等家电及办公产品中,主要作为温度检测、温度补偿、温度控制、微波功率测量及稳压控制等使用。

(2)ptc热敏电阻

ptc是英文positive temperature coefficient的缩写,其含义为正温度系数。ptc热敏电阻器的阻值随温度升高而增大(电阻值与温度变化成正比关系),其温度特性曲线如图20-2(b)所示。ptc热敏电阻器是在钛酸钡(batio3)中掺入适量的稀土元素,并采用陶瓷工艺制作而成。

ptc热敏电阻器可分为缓慢型和开关型。缓慢型ptc热敏电阻器的温度每升高1℃,其阻值会增大0.5%~8%。开关型ptc热敏电阻器有一个转变点温度(又称居里点温度,钛酸钡材料ptc热敏电阻器的居里点温度一般为120℃),当温度低于转变点温度时,阻值较小,并且温度变化时阻值基本不变(相当于一个闭合的开关),一旦温度超过转变点温度,其阻值会急剧增大(相当于开关断开)。

缓慢型ptc热敏电阻器常用在温度补偿电路中。开关型ptc热敏电阻器由于具有开关性质,常用在开机瞬间接通后又马上断开的电路中,如彩电的消磁电路和冰箱的压缩机启动电路就用到开关型ptc热敏电阻器。目前,ptc热敏电阻器除了广泛应用于彩色电视机消磁电路、电冰箱压缩机启动电路及过热或过电流保护等电路外,还大量用于电驱蚊器、卷发器、电热垫和微型电暖器等小家电产品中。

图热敏电阻器的温度特性曲线

主要参数

热敏电阻器的参数有标称电阻值、额定功率、允许误差、电阻温度系数、转变点温度、测量功率、材料常数、电阻温度系数、最大电压、最大电流、时间常数、绝缘电阻等多种,作为初学者在业余制作或维修时只需要掌握以下6项参数即可。

①标称电阻值(rzs)。也称零功率电阻值,是指元件上所标注出来的电阻值。由于该参数是在25℃、电阻值变化不超过0.1%的条件下所测得的,所以常用rzs来表示,其单位为ω。

②材料常数(b)。这是用来描述热敏电阻器材料物理特性的参数,也是衡量热敏度的指标,b值越大,表示热敏电阻器的灵敏度越高。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增加。

③额定功率(ps)。这是指热敏电阻器在规定的技术条件下,长期连续工作所允许消耗的最大功率,单位为w。通常厂家提供的额定功率值是指在25℃时的功率值。当温度高于25℃时,应当降额使用。

④电阻温度系数(αr)。这是表示在零功率条件下,温度每变化1℃所引起热敏电阻器电阻值的相对变化量,单位是%/℃。

⑤转变点温度(tc)。也称居里点温度,是指开关型正温度系数热敏电阻器的电阻一温度特性曲线上的拐点温度,单位为℃或k。

⑥时间常数(t)。也称热惰性。它是指在无功功率状态下,当环境温度突变时,电阻体温度由初值变化到最终温度之差的63.2%所需的时间。

型号命名

国产热敏电阻器的型号命名遵循了敏感电阻器(包括光敏电阻器、压敏电阻器、湿敏电阻器、气敏电阻器、力敏电阻器、磁敏电阻器等)的统一命名规则,其型号一般由4部分组成,格式和含义如图所示。第1部分用汉语拼音字母“m"表示“敏感电阻器"。第2部分用汉语拼音字母表示产品类别,其中“f"表示“负温度系数热敏电阻器",“z"表示“正温度系数热敏电阻器"。第3部分用阿拉伯数字表示产品的用途和特征,其中“0"表示“特殊型"(ntc产品)、“1"表示“普通型"、“2"表示“稳压用"(ntc产品)、“3"表示“微波测量用"(ntc产品)、“4"表示“旁热式"(ntc产品)、“5"表示“测温用"、“6"表示“控温用"、“7"表示“消磁用"(ptc产品)、“8"表示“线性型"(ntc产品)、“9"表示“恒温用"(ptc产品)。第4部分用字母或数字表示产品序号(代表规格、性能等),有的在两个序号之间还加上了“-"号。例如:mf53-1型表示测温用负温度系数(ntc)热敏电阻器;mz75型表示彩电消磁专用正温度系数(ptc)热敏电阻器。

图国产热敏电阻器的命名规则

表给出了一些常用国产负温度系数(ntc)热敏电阻器的型号及性能参数,表给出了一些常用国产正温度系数(ptc)热敏电阻器的型号及性能参数,仅供参考。

表常用国产负温度系数(ntc)热敏电阻器的性能参数

表常用国产正温度系数(ptc)热敏电阻器的性能参数

产品标识

常用热敏电阻器的外壳上一般都会直接标出型号(包括标称电阻值),如图(a)所示。但由于大多数热敏电阻器的体积都比较小,在外壳打印型号有困难,所以一些测量用的小体积产品,仅在其外壳上面标出标称电阻值,如图(b)所示。部分体积更小的珠粒状、圆柱状产品,更是像图(c)所示的那样,什么都不标出,这在使用中一定要留心,不要将它们与形状很相似的晶体二极管等元器件弄混淆了。'常用热敏电阻器都是两端产品,但彩电消磁电路所用的ptc热敏电阻器(也称消磁电阻器),有两端和三端之分。三端产品如图(d)所示,其内部封装有两只温度系数不一样的ptc热敏电阻器,使用时,不可接反。

图热敏电阻器的识别

总体来说,通过热敏电阻器的外壳标识,是不能很好地了解到产品的一些主要性能和参数的。要了解热敏电阻器的具体特性和有关参数,的途经就是查看有关元器件参数手册或厂家提供的说明书。

电路符号

热敏电阻器的符号如图所示,其图形符号是以普通电阻器图形符号为基础,增加了一条斜线,并在斜线一端标出斜写字母“θ"(或“t°"),以明确表示这是一只电阻值与温度相关的热敏电阻器。当同一个电路图中出现多个热敏电阻器时,可按习惯在其文字符号“rt"(或r)后面加上数字编号,以示区别,如rt1、rt2、rt3……

图热敏电阻器的符号


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