一文看懂贴片热敏电阻介绍
发布时间：2021-01-28
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原标题：贴片热敏电阻
什么是贴片热敏电阻？贴片热敏电阻是一种敏感元件，根据温度系数分为正温度系数贴片热敏电阻和负温度系数贴片热敏电阻。贴片热敏电阻的典型特征是对温度敏感，根据温度的不同电阻值也不同。正温度系数贴片热敏电阻温度越高电阻值越大，负温度系数贴片热敏电阻温度越高电阻值越低，是属于半导体器件。
贴片热敏电阻特点
（1）灵敏度高，其电阻温度系数比金属大10~100倍以上，可检测出10~6℃的温度变化；
（2）工作温度范围广，常温设备适用于-55℃~315℃，高温设备适用温度高于315℃(目前最高可达2000℃)，低温设备适用于-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之间任意选择；
（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；
贴片热敏电阻特性
热敏电阻的电阻-温度特性可以用以下类型表示:R=R0exp{B(1/T-1/T0)}:R:温度T(K)时的电阻值、Ro:温度T0、(K)时的电阻值、B:B值、*T(K)=t(º；c)+273.15，事实上，热敏电阻的B值不是恒定的，其变化大小因材料构成而异，最大可达5K/°C。因此，在较大的温度范围内应用1时，与实测值之间存在一定的误差。在这里，如果将公式1中的B值作为公式2所示的温度函数计算，则可以降低与实测值的误差，认为相似。
BT=CT2+DT+E，在上式中，C、D、E是常数。此外，由于生产条件的不同，B值的变动会导致常数E的变化，但常数C、D不会改变。所以在讨论B值波动时，只需考虑常数E即可。常数C、D、E的计算、常数C、D、E可以通过4点(温度、电阻值)数据(T0、R0)、(T1、R1)、(T2、R2)and(T3、R3)、式3~6计算。首先由式样3根据T0和T1,T2,T3的电阻值求出B1,B2,B3，然后代入以下各式样。
电阻值计算例：试根据电阻－温度特性表，求25°C时的电阻值为5(kΩ），B值偏差为50(K）的热敏电阻在10°C～30°C的电阻值。
步骤（1）根据电阻－温度特性表，求常数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）将数值代入R=5exp {(BT1/T-1/298.15）}，求R。*T:10+273.15～30+273.15；
贴片热敏电阻工作原理
贴片热敏电阻长期处于不动作状态的环境温度和电流处于c区时，贴片热敏电阻的散热功率接近发热功率，因此可能不动作。当环境温度相同时，贴片热敏电阻的运行时间随着电流的增加而急剧缩短。当环境温度相对较高时，贴片热敏电阻具有较短的运行时间和较小的维护电流和运行电流。
（1）ptc效应是一种材料具有ptc(positive temperature coefficient）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。贴片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；
贴片热敏电阻技术参数
贴片热敏电阻技术参数主要有标称阻值Rc、材料常数、电阻温度系数αT、时间常数、额定功率PM、额定工作电流IM、测量功率Pc、最大电压、最高工作温度Tmax、开关温度tb、耗散系数H这十二大主要参数。介绍如下。
（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/℃；
贴片热敏电阻材质区分
贴片热敏电阻材质一般区分为三种半导体类、金属类和合金类这三类，分别介绍如下。
（1）半导体类：这种材料包括单晶半导体、多晶半导体、玻璃半导体、有机半导体和金属氧化物。它们都有很大的电阻温度系数和很高的电阻率，由它们制成的传感器也相当灵敏。根据电阻温度系数，也可分为负电阻温度系数材料和正电阻温度系数材料。在有限的温度范围内，负电阻温度系数材料a可达-6*10-2/℃，正电阻温度系数材料a可达-60*10-2/℃以上。上述两种材料均广泛用于温度测量、温度控制、温度补瞬、开关电路、过载保护以及时间延迟等方面，如分别用子制作热敏电阻温度计、热敏电阻开关和热敏电阻温度计、热敏电阻开关和热敏电阻延迟继电错等；
这类材料由于电阻和流度呈指数关系，因此测温范围狭窄、均匀性也差；
（2）金属类：此类材料作为热电阻测温、限流器以及自动恒温加热元件均有较为广泛的应用。如铂电阻温度计、镍电阻温度计、铜电阻温度计等。其中铂侧温传感器在各种介质中(包括腐蚀性介质)，表现出明显的高精度和高稳定的特征。但是，由于铂的稀缺和价格昂贵而使它们的广泛应用受到一定的限制。铜测温传感器较便宜，但在腐蚀性介质中长期使用，可导致静态特性与阻值发生明显变化。最近有资料报导，铜测温传感器可在空气介质中-60~180℃温度范围使用。但是，国外为了在-60~180℃长期地测量温度和在250℃短期测量温度，普遍大量使用着镍测温传感器，并认为镍是一种较理想的材料，因为它们具有高的灵敏度、满意的重现性和稳定性；
（3）合金类：合金热敏电阻材料亦称热敏电阻合金。这种合金具有较高的电阻率，并且电阻值随温度的变化较为敏感，是一种制造温敏传感器的良好材料。作为温敏传感器的热敏电阻合金性能要求如下：
①足够大的电阻率；
②相当高的电阻温度系数；
③具有接近于实验材料线膨胀系数；
④小的应变灵敏系数；
⑤在工作温度区间加热和冷却时，电阻温度曲线应有良好的重复性；
贴片热敏电阻缺点
（1）电阻值与温度的关系非线性严重；
（2）元件一致性差，兼容性差；
（3）元件易老化，稳定性较差；
（4）除了特殊的高温敏感电阻外，大部分敏感电阻只适用于0~150℃的范围，使用时必须注意；
贴片热敏电阻应用
贴片热敏电阻普遍都能应用在于电器设备的过热保护、无触点继电器、恒温、自动增益控制、电机启动、时间延迟、彩色电视自动消磁、火灾报警和温度补偿等方面。
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