如何區(qū)分正溫度系數(shù)和負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻
正溫度傳感器
熱敏電阻是開發(fā)早、種類多、發(fā)展較成熟的敏感元器件.熱敏電阻由半導(dǎo)體陶瓷材料組成,利用的原理是溫度引起電阻變化.因為半超導(dǎo)體熱敏電阻有共同的功能,因為正在使用范圍它能夠作為丈量組件(如丈量感溫、流量、液位等),還能夠作為掌握組件(如感溫電門、限流器)和通路彌補(bǔ)組件。熱敏電阻寬泛用來家用電器、風(fēng)力輕工業(yè)、通信、軍事迷信、宇航等各個畛域,發(fā)展前途極端寬廣。熱敏電阻產(chǎn)品主要包括:包括負(fù)溫系數(shù)NTC熱敏電阻,正溫系數(shù)PTC熱敏電阻兩大系列。我們專業(yè)生產(chǎn)KTY81、KTY83、KTY84、LPTC-2000、LPTC-1500、LPTC-1200、LPTC-1000、LPTC-500、LPTC-200等熱敏電阻正溫度傳感器產(chǎn)品,但經(jīng)常會有客人咨詢我們NTC熱敏電阻,因此我們在這里作一個區(qū)分:
一、PTC熱敏電阻
PTC(Positive Temperature Coeff1Cient)是指在某一溫度下電阻急劇增加、具有正溫度系數(shù)的熱敏電阻現(xiàn)象或材料,可專門用作溫度傳感器。該材料是以BaTiO3或SrTiO3或PbTiO3為主要成分的燒結(jié)體,其中摻入微量的Nb、Ta、Bi、Sb、Y、La等氧化物進(jìn)行原子價控制而使之半導(dǎo)化,常將這種半導(dǎo)體化的BaTiO3等材料簡稱為半導(dǎo)(體)瓷;同時還添加增大其正電阻溫度系數(shù)的Mn、Fe、Cu、Cr的氧化物和起其他作用的添加物,采用一般陶瓷工藝成形、高溫?zé)Y(jié)而使鈦酸鉑等及其固溶體半導(dǎo)化,從而得到正溫度的熱敏電阻材料.其溫度系數(shù)及居里點溫度隨組分及燒結(jié)條件(尤其是冷卻溫度)不同而變化。
鈦酸鋇晶體屬于鈣鈦礦型結(jié)構(gòu),它是一種鐵電材料,純鈦酸鋇是一種絕緣材料。在鈦酸鋇材料中加入微量稀土元素,進(jìn)行適當(dāng)熱處理后,在居里溫度附近,電阻率陡增幾個數(shù)量級,產(chǎn)生PTC效應(yīng),此效應(yīng)與BaTiO3晶體的鐵電性及其在居里溫度附近材料的相變有關(guān)。鈦酸鋇半導(dǎo)瓷是一種多晶材料,晶粒之間存在著晶粒間接口。該半導(dǎo)瓷當(dāng)達(dá)到某一特定溫度或電壓,晶體粒界就發(fā)生變化,從而電阻急劇變化。
鈦酸鋇半導(dǎo)瓷的PTC效 應(yīng)起因于粒界(晶粒間界)。對于導(dǎo)電電子來說,晶粒間接口相當(dāng)于一個勢壘。溫度低時,由于鈦酸鋇內(nèi)電場的作用,導(dǎo)致電子極容易越過勢壘,則電阻值較小。當(dāng) 溫度升高到居里點溫度(即臨界溫度)附近時,內(nèi)電場受到破壞,它不能說明導(dǎo)電電子越過勢壘。這相當(dāng)于勢壘升高,電阻值突然增大,產(chǎn)生PTC效應(yīng)。鈦酸鋇半導(dǎo)瓷的PTC效應(yīng)的物理模型有海望表面勢壘模型、丹尼爾斯等人的鋇缺位模型和迭加勢壘模型,它們分別從不同方面對PTC效應(yīng)作出了合理解釋。
PTC熱敏電阻于1950年出現(xiàn),隨后1954年出現(xiàn)了以鈦酸鋇為主要材料的PTC熱敏電阻。PTC熱敏電阻在工業(yè)上可用作溫度的測量與控制,也用于汽車某部位的溫度檢測與調(diào)節(jié),還大量用于民用設(shè)備,如控制瞬間開水器的水溫、空調(diào)器與冷庫的溫度,利用本身加熱作氣體分析和風(fēng)速機(jī)等方面。
PTC熱敏電阻除用作加熱組件外,同時還能起到“開關(guān)”的作用,兼有敏感組件、加熱器和開關(guān)三種功能,稱之為“熱敏開關(guān)”。 電流通過組件后引起溫度升高,即發(fā)熱體的溫度上升,當(dāng)超過居里點溫度后,電阻增加,從而**電流增加,于是電流的下降導(dǎo)致組件溫度降低,電阻值的減小又使 電路電流增加,組件溫度升高,周而復(fù)始,因此具有使溫度保持在特定范圍的功能,又起到開關(guān)作用。利用這種阻溫特性做成加熱源,作為加熱組件應(yīng)用的有暖風(fēng) 器、電烙鐵、烘衣柜、空調(diào)等,還可對電器起到過熱保護(hù)作用.
二、NTC熱敏電阻
正溫度傳感器 帶線
NTC(Negative Temperature Coeff1Cient)是指隨溫度上升電阻呈指數(shù)關(guān)系減小、具有負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻現(xiàn)象和材料。該材料是利用錳、銅、硅、鈷、鐵、鎳、鋅等兩種或兩種以上的金屬氧化物進(jìn)行充分混合、成型、燒結(jié)等工藝而成的半導(dǎo)體陶瓷,可制成具有負(fù)溫度系數(shù)(NTC)的熱敏電阻。它的其電阻率和材料常數(shù)隨材料成分比例、燒結(jié)氣氛、燒結(jié)溫度和結(jié)構(gòu)狀態(tài)不同而變化?,F(xiàn)在還出現(xiàn)了以碳化硅、硒化錫、氮化鉭等為代表的非氧化物系NTC熱敏電阻材料。
NTC熱敏電阻器的發(fā)展經(jīng)歷了漫長的階段。1834年,科學(xué)家首次發(fā)現(xiàn)了硫化銀有負(fù)溫度系數(shù)的特性。1930年,科學(xué)家發(fā)現(xiàn)氧化亞銅-氧化銅也具有負(fù)溫度系數(shù)的性能,并將之成功地運(yùn)用在航空儀器的溫度補(bǔ)償電路中。隨后,由于晶體管技術(shù)的不斷發(fā)展,熱敏電阻器的研究取得重大進(jìn)展。1960年研制出了NTC熱敏電阻器,廣泛用于測溫、控溫、溫度補(bǔ)償?shù)确矫妗?/div>
它的測量范圍一般為-10~+300℃,也可做到-200~+10℃。
熱敏電阻溫度計的精度可以達(dá)到0.1℃,感溫時間可少至10s以下。它不僅適用于糧倉測溫儀,同時也可應(yīng)用于食品儲存、醫(yī)藥衛(wèi)生、科學(xué)種田、海洋、深井、高空、冰川等方面的溫度測量。
簡單來說:
NTC (負(fù)溫度系數(shù)) 熱敏電阻器的特征是:
·無功耗電阻
·其電阻隨溫度上升而減少
NTC電阻對溫度變化的響應(yīng)通常是線性的。 當(dāng)需要連續(xù)線性改變電阻與溫度時,例如溫度補(bǔ)償、溫度控制系統(tǒng)和浪涌電流限制,選擇NTC熱敏電阻是比較合適的。
PTC (正溫度系數(shù)) 熱敏電阻器的特征是:
·無功耗電阻
·其電阻隨溫度上升而增加
PTC電阻會隨溫度的增加發(fā)生輕微變化,直到達(dá)到“切換點”,之后電阻值會發(fā)生幾個數(shù)量級的增加。 PTC通常適用于具有自復(fù)位功能的保險絲以及加熱器應(yīng)用。
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