熱敏電阻分類
發布時間：2017/9/28 訪問人數：1579次
熱敏電阻分類
PTC
PTC（Positive Temperature CoeffiCient）是指在某一溫度下電阻急劇增加、具有正溫度系數的熱敏電阻現
象或材料，可專門用作恒定溫度傳感器．該材料是以BaTiO3或SrTiO3或PbTiO3為主要成分的燒結體，其中摻入微量的Nb、Ta、 Bi、 Sb、Y、La等氧化物進行原子價控制而使之半導化，常將這種半導體化的BaTiO3等材料簡稱為半導（體）瓷；同時還添加增大其正電阻溫度系數的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、高溫燒結而使鈦酸鉑等及其固溶體半導化，從而得到正特性的熱敏電阻材料．其溫度系數及居里點溫度隨組分及燒結條件（尤其是冷卻溫度）不同而變化．
鈦酸鋇晶體屬于鈣鈦礦型結構，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，進行適當熱處理后，在居里溫度附近，電阻率陡增幾個數量級，產生PTC效應，此效應與BaTiO3晶體的鐵電性及其在居里溫度附近材料的相變有關．鈦酸鋇半導瓷是一種多晶材料，晶粒之間存在著晶粒間界面．該半導瓷當達到某一特定溫度或電壓，晶體粒界就發生變化，從而電阻急劇變化．
鈦酸鋇半導瓷的PTC效應起因于粒界（晶粒間界）．對于導電電子來說，晶粒間界面相當于一個勢壘．當溫度低時，由于鈦酸鋇內電場的作用，導致電子極容易越過勢壘，則電阻值較小．當溫度升高到居里點溫度（即臨界溫度）附近時，內電場受到破壞，它不能幫助導電電子越過勢壘．這相當于勢壘升高，電阻值突然增大，產生PTC效應．鈦酸鋇半導瓷的PTC效應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疊加勢壘模型，它們分別從不同方面對PTC效應作出了合理解釋．
實驗表明，在工作溫度范圍內，PTC熱敏電阻的電阻-溫度特性可近似用實驗公式表示：
RT=RT0 expBp（T-T0）
熱敏電阻
式中RT、RT0表示溫度為T、T0時電阻值，Bp為該種材料的材料常數．
PTC效應起源于陶瓷的粒界和粒界間析出相的性質，并隨雜質種類、濃度、燒結條件等而產生顯著變化．最近，進入實用化的熱敏電阻中有利用硅片的硅溫度敏感元件，這是體型小且精度高的PTC熱敏電阻，由n型硅構成，因其中的雜質產生的電子散射隨溫度上升而增加，從而電阻增加．
PTC熱敏電阻于1950年出現，隨后1954年出現了以鈦酸鋇為主要材料的PTC熱敏電阻。PTC熱敏電阻在工業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節，還大量用于民用設備，如控制瞬間開水器的水溫、空調器與冷庫的溫度，利用本身加熱作氣體分析和風速機等方面．下面簡介一例對加熱器、馬達、變壓器、大功率晶體管等電器的加熱和過熱保護方面的應用。
PTC熱敏電阻除用作加熱元件外，同時還能起到“開關”的作用，兼有敏感元件、加熱器和開關三種功能，稱之為“熱敏開關”．電流通過元件后引起溫度升高，即發熱體的溫度上升，當超過居里點溫度后，電阻增加，從而限制電流增加，于是電流的下降導致元件溫度降低，電阻值的減小又使電路電流增加，元件溫度升高，周而復始，因此具有使溫度保持在特定范圍的功能，又起到開關作用．利用這種阻溫特性做成加熱源，作為加熱元件應用的有暖風器、電烙鐵、烘衣柜、空調等，還可對電器起到過熱保護作用．
NTC
NTC（Negative Temperature CoeffiCient）是指隨溫度上升電阻呈指數關系減小、具有負溫度系數的熱
敏電阻現象和材料．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行充分混合、成型、燒結等工藝而成的半導體陶瓷，可制成具有負溫度系數（NTC）的熱敏電阻．其電阻率和材料常數隨材料成分比例、燒結氣氛、燒結溫度和結構狀態不同而變化．現在還出現了以碳化硅、硒化錫、氮化鉭等為代表的非氧化物系NTC熱敏電阻材料．
NTC熱敏半導瓷大多是尖晶石結構或其他結構的氧化物陶瓷，具有負的溫度系數，電阻值可近似表示為：
Rt = RT *EXP(Bn*（1/T-1/T0)
式中RT、RT0分別為溫度T、T0時的電阻值，Bn為材料常數．陶瓷晶粒本身由于溫度變化而使電阻率發生變化，這是由半導體特性決定的．
NTC熱敏電阻器的發展經歷了漫長的階段．1834年，科學家首次發現了硫化銀有負溫度系數的特性．1930年，科學家發現氧化亞銅-氧化銅也具有負溫度系數的性能，并將之成功地運用在航空儀器的溫度補償電路中．隨后，由于晶體管技術的不斷發展，熱敏電阻器的研究取得重大進展．1960年研制出了NTC熱敏電阻器．NTC熱敏電阻器廣泛用于測溫、控溫、溫度補償等方面．下面介紹一個溫度測量的應用實例．
它的測量范圍一般為-10～+300℃，也可做到-200～+10℃，甚至可用于+300～+1200℃環境中作測溫用．RT為NTC熱敏電阻器；R2和R3是電橋平衡電阻；R1為起始電阻；R4為滿刻度電阻，校驗表頭，也稱校驗電阻；R7、R8和W為分壓電阻，為電橋提供一個穩定的直流電源．R6與表頭（微安表）串聯，起修正表頭刻度和限制流經表頭的電流的作用．R5與表頭并聯，起保護作用．在不平衡電橋臂（即R1、RT）接入一只熱敏元件RT作溫度傳感探頭．由于熱敏電阻器的阻值隨溫度的變化而變化，因而使接在電橋對角線間的表頭指示也相應變化．這就是熱敏電阻器溫度計的工作原理．
熱敏電阻器溫度計的精度可以達到0.1℃，感溫時間可少至10s以下．它不僅適用于糧倉測溫儀，同時也可應用于食品儲存、醫藥衛生、科學種田、海洋、深井、高空、冰川等方面的溫度測量．
CTR
熱敏電阻
臨界溫度熱敏電阻CTR（CritiCal Temperature Resistor）具有負電阻突變特性，在某一溫度下，電阻值隨溫度的增加激劇減小，具有很大的負溫度系數．構成材料是釩、鋇、鍶、磷等元素氧化物的混合燒結體，是半玻璃狀的半導體，也稱CTR為玻璃態熱敏電阻．驟變溫度隨添加鍺、鎢、鉬等的氧化物而變．這是由于不同雜質的摻入，使氧化釩的晶格間隔不同造成的．若在適當的還原氣氛中五氧化二釩變成二氧化釩，則電阻急變溫度變大；若進一步還原為三氧化二釩，則急變消失．產生電阻急變的溫度對應于半玻璃半導體物性急變的位置，因此產生半導體-金屬相移．CTR能夠作為控溫報警等應用．
熱敏電阻的理論研究和應用開發已取得了引人注目的成果．隨著高、精、尖科技的應用，對熱敏電阻的導電機理和應用的更深層次的探索，以及對性能優良的新材料的深入研究，將會取得迅速發展．
檢測
檢測時，用萬用表歐姆檔（視標稱電阻值確定檔位，一般為R×1擋），具體可分兩步操作：首先常溫檢測（室內溫度接近25℃），用鱷魚夾代替表筆分別夾住PTC熱敏電阻的兩引腳測出其實際阻值，并與標稱阻值相對比，二者相差在±2Ω內即為正常。實際阻值若與標稱阻值相差過大，則說明其性能不良或已損壞。其次加溫檢測，在常溫測試正常的基礎上，即可進行第二步測試—加溫檢測，將一熱源（例如電烙鐵）靠近熱敏電阻對其加熱，觀察萬用表示數，此時如看到萬用示數隨溫度的升高而改變，這表明電阻值在逐漸改變（負溫度系數熱敏電阻器NTC阻值會變小，正溫度系數熱敏電阻器PTC阻值會變大），當阻值改變到一定數值時顯示數據會逐漸穩定，說明熱敏電阻正常，若阻值無變化，說明其性能變劣，不能繼續使用。
測試時應注意以下幾點：（1）Rt是生產廠家在環境溫度為25℃時所測得的，所以用萬用表測量Rt時，亦應在環境溫度接近25℃時進行，以保證測試的可信度。（2）測量功率不得超過規定值，以免電流熱效應引起測量誤差。（3）注意正確操作。測試時，不要用手捏住熱敏電阻體，以防止人體溫度對測試產生影響。（4）注意不要使熱源與PTC熱敏電阻靠得過近或直接接觸熱敏電阻，以防止將其燙壞。
應用
熱敏電阻
熱敏電阻也可作為電子線路元件用于儀表線路溫度補償和溫差電偶冷端溫度補償等。利用NTC熱敏電阻、NTC溫度傳感器的自熱特性可實現自動增益控制，構成RC振蕩器穩幅電路，延遲電路和保護電路。在自熱溫度遠大于環境溫度時阻值還與環境的散熱條件有關，因此在流速計、流量計、氣體分析儀、熱導分析中常利用熱敏電阻這一特性，制成專用的檢測元件。PTC熱敏電阻主要用于電器設備的過熱保護、無觸點繼電器、恒溫、自動增益控制、電機啟動、時間延遲、彩色電視自動消磁、火災報警和溫度補償等方面。
南京時恒電子科技有限公司，主要進行NTC熱敏電阻器各類產品的新工藝、新技術、新產品的研發和生產。公司為“國家高新技術企業”，“江蘇省民營科技企業”。建有經江蘇省科學技術廳批準的“江蘇省NTC熱敏陶瓷材料工程技術研究中心”，該中心是國內領先、省內唯一的NTC熱敏陶瓷材料研究機構，具有很強的研發實力。
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