熱敏電阻基本特性了解嗎?熱敏電阻可用的材料有哪幾類?
一直以來,電阻" target="_blank">熱敏電阻都是大家的關(guān)注焦點(diǎn)之一。因此針對(duì)大家的興趣點(diǎn)所在,小編將為大家?guī)頍崦綦娮璧南嚓P(guān)介紹,詳細(xì)內(nèi)容請(qǐng)看下文。
一、熱敏電阻基本特性
熱敏電阻的電阻-溫度特性可近似地用下式表示:R=R0exp{B(1/T-1/T0)}:R:溫度T(K)時(shí)的電阻值、Ro:溫度T0、(K)時(shí)的電阻值、B:B值、*T(K)=t(oC)+273.15。實(shí)際上,熱敏電阻的B值并非是恒定的,其變化大小因材料構(gòu)成而異,最大甚至可達(dá)5K/°C。因此在較大的溫度范圍內(nèi)應(yīng)用式1時(shí),將與實(shí)測(cè)值之間存在一定誤差。此處,若將式1中的B值用式2所示的作為溫度的函數(shù)計(jì)算時(shí),則可降低與實(shí)測(cè)值之間的誤差,可認(rèn)為近似相等。
BT=CT2+DT+E,上式中,C、D、E為常數(shù)。另外,因生產(chǎn)條件不同造成的B值的波動(dòng)會(huì)引起常數(shù)E發(fā)生變化,但常數(shù)C、D不變。因此,在探討B(tài)值的波動(dòng)量時(shí),只需考慮常數(shù)E即可。常數(shù)C、D、E的計(jì)算,常數(shù)C、D、E可由4點(diǎn)的(溫度、電阻值)數(shù)據(jù)(T0,R0).(T1,R1).(T2,R2)and(T3,R3),通過式3~6計(jì)算。首先由式樣3根據(jù)T0和T1,T2,T3的電阻值求出B1,B2,B3,然后代入以下各式樣。
電阻值計(jì)算例:試根據(jù)電阻-溫度特性表,求25°C時(shí)的電阻值為5(kΩ),B值偏差為50(K)的熱敏電阻在10°C~30°C的電阻值。
步驟(1)根據(jù)電阻-溫度特性表,求常數(shù)C、D、E。To=25+273.15T1=10+273.15T2=20+273.15T3=30+273.15
(2)代入BT=CT2+DT+E+50,求BT。
(3)將數(shù)值代入R=5exp {(BT1/T-1/298.15)},求R。*T:10+273.15~30+273.15。
二、熱敏電阻材料分類
熱敏材料一般可分為半導(dǎo)體類、金屬類和合金類三類,現(xiàn)分別簡(jiǎn)述如下 。
1.半導(dǎo)體熱敏電阻材料
這類材料有單晶半導(dǎo)體、多晶半導(dǎo)體、玻璃半導(dǎo)體、有機(jī)半導(dǎo)體以及金屬氧化物等。它們均具有非常大的電阻溫度系數(shù)和高的龜阻率,用其制成的傳感器的靈敏度也相當(dāng)高。按電阻溫度系數(shù)也可分為負(fù)電阻溫度系數(shù)材料和正電阻溫度系數(shù)材料。在有限的溫度范圍內(nèi)負(fù)電阻溫度系數(shù)材料a可達(dá)-6*10-2/℃,正電阻溫度系數(shù)材料a可高達(dá)-60*10-2/℃以上。如飲酸鋇陶瓷就是一種理想的正電阻溫度系數(shù)的半導(dǎo)體材料。上述兩種材料均廣泛用于溫度測(cè)量、溫度控制、溫度補(bǔ)瞬、開關(guān)電路、過載保護(hù)以及時(shí)間延遲等方面,如分別用子制作熱敏電阻溫度計(jì)、熱敏電阻開關(guān)和熱敏電阻溫度計(jì)、熱敏電阻開關(guān)和熱敏電阻延遲繼電錯(cuò)等。
這類材料由于電阻和流度呈指數(shù)關(guān)系,因此測(cè)溫范圍狹窄、均勻性也差 。
2.金屬熱敏電阻材料
此類材料作為熱電阻測(cè)溫、限流器以及自動(dòng)恒溫加熱元件均有較為廣泛的應(yīng)用。如鉑電阻溫度計(jì)、鎳電阻溫度計(jì)、銅電阻溫度計(jì)等。其中鉑側(cè)溫傳感器在各種介質(zhì)中(包括腐蝕性介質(zhì)),表現(xiàn)出明顯的高精度和高穩(wěn)定的特征。但是,由于鉑的稀缺和價(jià)格昂貴而使它們的廣泛應(yīng)用受到一定的限制。銅測(cè)溫傳感器較便宜,但在腐蝕性介質(zhì)中長(zhǎng)期使用,可導(dǎo)致靜態(tài)特性與阻值發(fā)生明顯變化。最近有資料報(bào)導(dǎo),銅測(cè)溫傳感器可在空氣介質(zhì)中-60~180℃溫度范圍使用。但是,國外為了在-60~180℃長(zhǎng)期地測(cè)量溫度和在250℃短期測(cè)量溫度,普遍大量使用著鎳測(cè)溫傳感器,并認(rèn)為鎳是一種較理想的材料,因?yàn)樗鼈兙哂懈叩撵`敏度、滿意的重現(xiàn)性和穩(wěn)定性。
3.合金熱敏電阻材料
合金熱敏電阻材料亦稱熱敏電阻合金。這種合金具有較高的電阻率,并且電阻值隨溫度的變化較為敏感,是一種制造溫敏傳感器的良好材料。作為溫敏傳感器的熱敏電阻合金性能要求如下:
(1)足夠大的電阻率;
(2)相當(dāng)高的電阻溫度系數(shù);
(3)具有接近于實(shí)驗(yàn)材料線膨脹系數(shù);
(4)小的應(yīng)變靈敏系數(shù);
(5)在工作溫度區(qū)間加熱和冷卻時(shí),電阻溫度曲線應(yīng)有良好的重復(fù)性 。
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