热敏电阻有哪些特点 它的工作原理是什么

发布时间：2022-07-25 13:20
作者：Ameya360
来源：网络
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　　热敏电阻是敏感元件的一类，热敏电阻典型的特点是对温度的敏感，那么热敏电阻有什么特点呢？ 以及它的工作原理又是什么呢？本文Ameya360电子元器件采购网将对热敏电阻予以介绍。

热敏电阻有哪些特点 它的工作原理是什么

　　一、热敏电阻的特点

　　热敏电阻器是敏感元件的一类，按照温度系数不同分为正温度系数热敏电阻器（PTC）和负温度系数热敏电阻器（NTC）。热敏电阻器的典型特点是对温度敏感，不同的温度下表现出不同的电阻值。正温度系数热敏电阻器（PTC）在温度越高时电阻值越大，负温度系数热敏电阻器（NTC）在温度越高时电阻值越低，它们同属于半导体器件。

　　热敏电阻是开发早、种类多、发展较成熟的敏感元器件。热敏电阻由半导体陶瓷材料组成，热敏电阻是用半导体材料，大多为负温度系数，即阻值随温度增加而降低。热敏电阻主要特点有灵敏度较高;工作温度范围宽;体积小;使用方便;易加工成复杂的形状，可大批量生产;稳定性好、过载能力强。

　　由于半导体热敏电阻有独特的性能，所以在应用方面它不仅可以作为测量元件，还可以作为控制元件和电路补偿元件。热敏电阻广泛用于家用电器、电力工业、通讯、军事科学、宇航等各个领域，发展前景极其广阔。

　　热敏电阻的主要特点是：

　　①灵敏度较高，其电阻温度系数要比金属大10～100倍以上，能检测出10-6℃的温度变化;

　　②工作温度范围宽，常温器件适用于-55℃～315℃，高温器件适用温度高于315℃（目前最高可达到2000℃），低温器件适用于-273℃～-55℃;

　　③体积小，能够测量其他温度计无法测量的空隙、腔体及生物体内血管的温度;

　　④使用方便，电阻值可在0.1～100kΩ间任意选择;

　　⑤易加工成复杂的形状，可大批量生产;

　　⑥稳定性好、过载能力强。

　　二、热敏电阻的工作原理

　　热敏电阻将长期处于不动作状态;当环境温度和电流处于c区时，热敏电阻的散热功率与发热功率接近，因而可能动作也可能不动作。热敏电阻在环境温度相同时，动作时间随着电流的增加而急剧缩短;热敏电阻在环境温度相对较高时具有更短的动作时间和较小的维持电流及动作电流。

　　1、ptc效应是一种材料具有ptc效应，即正温度系数效应，仅指此材料的电阻会随温度的升高而增加。如大多数金属材料都具有ptc效应。在这些材料中，ptc效应表现为电阻随温度增加而线性增加，这就是通常所说的线性ptc效应。

　　2、非线性ptc效应 经过相变的材料会呈现出电阻沿狭窄温度范围内急剧增加几个至十几个数量级的现象，即非线性ptc效应，相当多种类型的导电聚合体会呈现出这种效应，如高分子ptc热敏电阻。这些导电聚合体对于制造过电流保护装置来说非常有用。

　　3、高分子ptc热敏电阻用于过流保护 高分子ptc热敏电阻又经常被人们称为自恢复保险丝（下面简称为热敏电阻），由于具有独特的正温度系数电阻特性，因而极为适合用作过流保护器件。热敏电阻的使用方法象普通保险丝一样，是串联在电路中使用。


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　　热敏电阻是一种常见的传感器元件，通常用于测量温度变化。它具有根据温度变化而改变电阻值的特性，被广泛应用于温度控制、温度补偿、温度监测等领域。　　1. 热敏电阻的特点　　1.1 温度敏感性　　热敏电阻的最显著特点是其电阻值随温度的变化而发生变化。通常情况下，当温度升高时，电阻值减小;反之，温度降低时，电阻值增大。这种温度敏感性使得热敏电阻成为理想的温度传感器。　　1.2 灵敏度高　　相较于其他温度传感器，热敏电阻的灵敏度较高，能够快速响应温度变化，并提供精确的温度测量结果。这使得热敏电阻在要求高精度和快速响应的应用中得到广泛应用。　　1.3 耐高温性　　热敏电阻的耐高温性较好，能够在一定范围内承受高温环境而不受损坏。这使得热敏电阻适用于各种工业环境和高温应用场景。　　2. 热敏电阻的工作原理　　热敏电阻的工作原理基于材料的热敏效应，即材料的电阻值会随着温度的变化而变化。热敏电阻的基本工作原理可归结为以下几点：　　2.1 温度系数　　热敏电阻的电阻值与温度之间的关系可以通过温度系数来描述。温度系数表示了单位温度变化时电阻值的变化量，通常以Ω/℃或%/℃为单位。　　2.2 半导体材料　　多数热敏电阻采用半导体材料制成，这些材料在不同温度下的能带结构发生变化，从而影响电子的自由运动和材料的电阻值。　　2.3 B值系数　　热敏电阻的B值系数是描述热敏电阻温度特性的重要参数之一。B值系数表示了在某个温度范围内电阻值随温度变化的速率，通常以K为单位。　　3. 热敏电阻的应用　　3.1 温度测量　　热敏电阻被广泛用于温度测量和控制系统中，包括家用电器、汽车领域、医疗设备等各种应用场景。　　3.2 温度补偿　　在许多电路设计中，热敏电阻被用作温度补偿元件，以保证电路在不同温度条件下的稳定性和准确性。　　3.3 温度监测与控制　　热敏电阻也被广泛应用于温度测量、控制和调节系统中。通过将热敏电阻连接到合适的电路并结合微处理器或控制器，可以实现对温度的精确测量和控制。这在许多工业自动化和温度管理系统中起着至关重要的作用。　　3.4 温度补偿　　在某些电子元件和设备中，热敏电阻被用于进行温度补偿。由于热敏电阻的特性，可以通过它来调整电路中其他元件的参数，以实现对温度变化的补偿，从而提高设备的稳定性和性能。　　热敏电阻作为一种重要的温度传感器，具有温度敏感性高、灵敏度好、耐高温等特点，被广泛应用于各种领域。其工作原理基于材料的热敏效应和温度系数，通过改变电阻值来实现对温度的测量、监测和控制。
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　　PTC热敏电阻是一种特殊的热敏电阻，其电阻值随温度升高而增加。这种特性使得PTC热敏电阻在各种领域中被广泛应用，包括电子设备、汽车行业等。　　1.工作原理　　1. 材料结构：PTC热敏电阻的核心材料通常是氧化铁镍或锰铜等复合材料。这些材料在不同温度下会发生相变，从而导致其电阻值发生明显的变化。　　2. 半导体特性：PTC热敏电阻由于具有半导体特性，其电阻值与温度之间存在着非线性的关系。在低温区域，电阻值较低;而当温度升高时，电阻值急剧增加。　　3. 相变效应：PTC热敏电阻的半导体材料在特定转变温度下会发生相变，这种相变会引起晶格结构的改变，从而改变了电子的迁移速度和阻碍效应，导致电阻值的变化。　　4. 自恢复特性：值得注意的是，PTC热敏电阻具有自恢复特性，即在降温后，其电阻值会自动恢复到初始状态，这使得其在循环工作中表现出良好的稳定性。　　2.应用范围　　1. 汽车电子系统：在汽车行业中，PTC热敏电阻常用于汽车电子系统中的过载保护和温度补偿。例如，在汽车座椅加热系统中，PTC热敏电阻可以实现对温度的精确控制。　　2. 家用电器：家用电器中的吹风机、电磁炉等设备中也广泛应用了PTC热敏电阻。通过PTC热敏电阻的温度控制功能，可以有效避免设备过热损坏。　　3. 医疗器械：医疗器械领域也常使用PTC热敏电阻来控制设备的运行温度，确保医疗设备的安全可靠性。　　4. 电源供应：PTC热敏电阻还可用于电源供应系统中的保护功能，当系统出现过载或短路时，PTC热敏电阻可以快速上升电阻值，限制电流输出。　　5. 温度传感器：由于PTC热敏电阻对温度敏感，因此还广泛应用于温度传感器中，用于测量温度并控制温度变化。　　PTC热敏电阻的工作原理基于材料的相变效应和半导体特性，使其能够在不同温度下快速响应并实现电阻值的调节。通过合理设计和应用，PTC热敏电阻可以有效保护设备、提高系统的稳定性和可靠性。
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　　在电子元件领域，热敏电阻是一种常见的被广泛应用于温度测量和控制的器件。其中，PTC(Positive Temperature Coefficient)热敏电阻和NTC(Negative Temperature Coefficient)热敏电阻是两种主要类型的热敏电阻。　　1.PTC热敏电阻　　PTC热敏电阻是一种热敏电阻，其阻值随温度变化而增大。当PTC热敏电阻温度升高时，其阻值也会增大，这种正温度系数的特性使得PTC热敏电阻在某些应用中具有独特的优势。　　PTC热敏电阻的特点　　温度系数正向：随着温度上升，PTC热敏电阻的阻值增加。　　自保护特性：当电流过大时，PTC热敏电阻的温度升高，导致阻值增大，从而限制电流。　　应用广泛：常用于过载保护、恒温控制等领域。　　PTC热敏电阻的优缺点　　优点：自保护、可靠性高、适用于很多温度相关的应用。　　缺点：灵敏度不如NTC热敏电阻，价格相对较高。　　2.NTC热敏电阻　　NTC热敏电阻是一种热敏电阻，其阻值随温度升高而减小。这种负温度系数的特性使NTC热敏电阻在各种温度测量和控制应用中得到广泛应用。　　NTC热敏电阻的特点　　温度系数负向：随着温度上升，NTC热敏电阻的阻值降低。　　灵敏度高：对温度变化非常敏感，精度较高。　　广泛应用：常用于温度传感、补偿电路等领域。　　优缺点　　优点：灵敏度高、价格相对较低、适用于需要高精度的温度测量。　　缺点：没有PTC热敏电阻在过流保护方面的优势，需要额外的过载保护电路。　　3.PTC热敏电阻与NTC热敏电阻的区别　　温度特性：　　PTC热敏电阻：随温度升高，阻值增大(正温度系数)。　　NTC热敏电阻：随温度升高，阻值降低(负温度系数)。　　应用领域：　　PTC热敏电阻常用于限制电流、过载保护等领域。　　NTC热敏电阻常用于温度传感、控制、补偿电路等需要高精度温度测量的应用领域。　　灵敏度和精度：　　PTC热敏电阻通常对温度变化的响应速度较慢，精度相对较低。　　NTC热敏电阻对温度变化非常灵敏，具有较高的精度。　　价格和成本：　　一般来说，NTC热敏电阻相对价格更为经济实惠，而PTC热敏电阻则可能略微昂贵。　　自保护特性：　　PTC热敏电阻在过流情况下可以通过自身温升来限制电流，具有一定的自保护能力。　　NTC热敏电阻没有类似的自保护特性，需要额外的保护电路来防止过载情况。　　PTC热敏电阻和NTC热敏电阻在温度系数、应用领域、灵敏度和价格等方面存在明显的区别。选择合适的热敏电阻类型取决于具体的应用需求，如是否需要自保护功能、温度测量的精度要求以及预算等因素。
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　　摘要：热敏电阻是一种传感器电阻，其电阻值随着温度的变化而改变。热敏电阻的工作原理是使用传感器来帮助调节温度高低，作用包括电压调节，音量控制，时间延迟和电路保护。热敏电阻具有测温、温度补偿、过热保护、液面测量的作用。下面跟随AMEYA360一起来了解下热敏电阻。　　一、什么是热敏电阻　　热敏电阻是敏感元件的一类，按照温度系数不同分为正温度系数热敏电阻器(PTC)和负温度系数热敏电阻器(NTC)。热敏电阻器的典型特点是对温度敏感，不同的温度下表现出不同的电阻值。正温度系数热敏电阻器(PTC)在温度越高时电阻值越大，负温度系数热敏电阻器(NTC)在温度越高时电阻值越低，它们同属于半导体器件。　　二、热敏电阻的工作原理　　热敏电阻是一种传感器电阻，热敏电阻的电阻值，随着温度的变化而改变，与一般的固定电阻不同。金属的电阻值随植度的升高而增大，但半导体则相反，它的电阻值随温度的升高而急剧减小，并呈现非线性。在温度变化相同时，热敏电阻器的阻值变化约为铅热电阻的10倍，因此可以说，热敏电阻器对温度的变化特别敏感。半导体的这种温度特性.是因为半导体的导电方式是载流子(电子、空穴)导电。由于半导体中载流子的数目远比金属中的自由电子少得多，所以它的电阻率很大。随着温度的升高，半导体中参加导电的载流子数目就会增多，故半导体导电率就增加，它的电阻率也就降低了。　　热敏电阻器正是利用半导体的电阻值随温度显著变化这一特性制成的热敏元件。它是由某些金属氧化物按不同的配方制成的。在一定的温度范围内，根据测量热敏电阻阻值的变化，便可知被测介质的温度变化。　　将热敏电阻安装在电路中使用时，热敏电阻在环境温度相同时，动作时间随着电流的增加而急剧缩短;热敏电阻在环境温度相对较高时具有更短的动作时间和较小的维持电流及动作电流。当电路正常工作时，热敏电阻温度与室温相近、电阻很小，串联在电路中不会阻碍电流通过;而当电路因故障而出现过电流时，热敏电阻由于发热功率增加导致温度上升，当温度超过开关温度时，电阻瞬间会剧增，回路中的电流迅速减小到安全值。　　三、热敏电阻的作用　　1、测温。作为测量温度的热敏电阻传感器一般结构较简单，价格较低廉;　　2、温度补偿。热敏电阻传感器可在一定的温度范围内对某些元器件湿度进行补偿;　　3、过热保护。当温度大于突变点时，电路中的电流可以内十分之几毫安突变为几十毫安，因此继电器动作，从而实现过热保护;　　4、液面测量。　　四、热敏电阻型号　　热敏电阻分别有三种型号：　　1、PTC是指在某一温度下电阻急剧增加、具有正温度系数的热敏电阻现象或材料。　　2、NTC是指随温度上升电阻呈指数关系减小、具有负温度系数的热敏电阻现象和材料。　　3、CTR(临界温度热敏电阻)具有负电阻突变特性。　　五、热敏电阻参数　　1、标称阻值Rc：一般指环境温度为25℃时热敏电阻器的实际电阻值。　　2、实际阻值RT：在一定的温度条件下所测得的电阻值。　　3、材料常数：它是一个描述热敏电阻材料物理特性的参数，也是热灵敏度指标，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。　　4、电阻温度系数αT：它表示温度变化1℃时的阻值变化率，单位为%/℃。　　5、时间常数τ：热敏电阻器是有热惯性的，时间常数，就是一个描述热敏电阻器热惯性的参数。它的定义为，在无功耗的状态下，当环境温度由一个特定温度向另一个特定温度突然改变时，热敏电阻体的温度变化了两个特定温度之差的63.2%所需的时间。τ越小，表明热敏电阻器的热惯性越小。　　6、额定功率PM：在规定的技术条件下，热敏电阻器长期连续负载所允许的耗散功率。在实际使用时不得超过额定功率。若热敏电阻器工作的环境温度超过25℃，则必须相应降低其负载。　　7、额定工作电流IM：热敏电阻器在工作状态下规定的名义电流值。　　8、测量功率Pc：在规定的环境温度下，热敏电阻体受测试电流加热而引起的阻值变化不超过0.1%时所消耗的电功率。　　9、最大电压：对于NTC热敏电阻器，是指在规定的环境温度下，不使热敏电阻器引起热失控所允许连续施加的最大直流电压;对于PTC热敏电阻器，是指在规定的环境温度和静止空气中，允许连续施加到热敏电阻器上并保证热敏电阻器正常工作在PTC特性部分的最大直流电压。　　10、最高工作温度Tmax：在规定的技术条件下，热敏电阻器长期连续工作所允许的最高温度。　　11、开关温度tb:PTC热敏电阻器的电阻值开始发生跃增时的温度。　　12、耗散系数H：温度增加1℃时，热敏电阻器所耗散的功率，单位为mW/℃。　　五、热敏电阻厂商　　据AMEYA360所知，目前国内主流的NTC热敏电阻厂家有 芝浦电子shibaura、YAGEO国巨、ROHM、松下电器及VISHAY威世等，如需选购欢迎咨询AMEYA360在线客服。
2024-01-09 13:36 阅读量：2086
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