1.2 会变化的电阻器——敏感电阻器
电阻器家族中除普通电阻器外,还有一些敏感电阻器。敏感电阻器与普通电阻器不同,它们的电阻值不是固定不变的,而是有条件变化的。
1.2.1 受环境影响的敏感电阻器
敏感电阻器是一类对电压、温度、湿度、光或磁场等环境物理量反应敏感的电阻元件。其电阻值分别会因这些物理量的变化而变化。敏感电阻器包括压敏电阻器、热敏电阻器、光敏电阻器、湿敏电阻器、气敏电阻器、力敏电阻器及磁敏电阻器等,如图1-15所示。
图1-15 敏感电阻器的种类
敏感电阻器的型号命名由4部分组成,如图1-16所示。第一部分用字母“M”表示敏感电阻器的主称,第二部分用字母表示类别,第三部分用字母或数字表示用途或特征,第四部分用数字表示序号。敏感电阻器型号的含义见表1-6、表1-7和表1-8。
图1-16 敏感电阻器的型号
表1-6 敏感电阻器型号的含义
表1-7 敏感电阻器型号中第三部分数字代号的含义
表1-8 敏感电阻器型号中第三部分字母代号的含义
从敏感电阻器的型号中可以得知其种类。例如,某敏感电阻器型号为MF11,表示这是普通负温度系数热敏电阻器;某敏感电阻器型号为MG41,表示这是可见光光敏电阻器;某敏感电阻器型号为MYD05,表示这是通用压敏电阻器。
1.2.2 对光敏感——光敏电阻器
光敏电阻器大多数由半导体材料制成。它是利用半导体的光导电特性原理工作的。光敏电阻器的特点是其阻值会随入射光线的强弱而变化。入射光线越强,其阻值越小;入射光线越弱,其阻值越大。根据光敏电阻器的光谱特性,可分为红外光光敏电阻器、可见光光敏电阻器和紫外光光敏电阻器三大类,如图1-17所示。
图1-17 光敏电阻器的种类
(1)光敏电阻器的文字符号为“R”,图形符号和外形如图1-18所示。
图1-18 光敏电阻器
(2)光敏电阻器的主要参数是额定功率、暗电阻和亮电阻等。额定功率PM 是指光敏电阻器在规定的条件下长期连续正常工作所能承受的最大耗散功率。暗电阻RD 是指在没有光照时光敏电阻器所具有的阻值。亮电阻RL 是指在规定光照下(一般测试照度为100 lx)光敏电阻器所具有的阻值。亮电阻与暗电阻的差值越大,说明光敏电阻器的灵敏度越高。部分常用光敏电阻器的主要参数见表1-9。
表1-9 部分常用光敏电阻器的主要参数
(3)光敏电阻器的主要作用是进行光的检测,广泛应用于自动检测、光电控制、通信、报警等电路中。图1-19为光敏电阻器应用于光控电路中,R2为光敏电阻器。无光照时,光敏电阻器R2的阻值(暗电阻)较大,A点电位较低,后续控制电路不动作;有光照时,光敏电阻器R2的阻值(亮电阻)变小,A点电位上升,使后续控制电路动作。
图1-19 光敏电阻器的应用
1.2.3 对温度敏感——热敏电阻器
热敏电阻器大多由单晶或多晶半导体材料制成。其阻值会随温度的变化而变化。热敏电阻器分为正温度系数和负温度系数两种。正温度系数热敏电阻器的阻值与温度成正比,负温度系数热敏电阻器的阻值与温度成反比,如图1-20所示。
图1-20 热敏电阻温度-阻值曲线图
(1)热敏电阻器的文字符号为“RT”,图形符号和外形如图1-21所示。
图1-21 热敏电阻器图形符号和外形
(2)热敏电阻器的主要参数是标称阻值、温度系数和额定功率等。标称阻值R25是指在环境温度为 +25℃时热敏电阻器的电阻值。温度系数是指环境温度每变化1℃热敏电阻器阻值的变化量。正温度系数热敏电阻器的温度系数为正值,负温度系数热敏电阻器的温度系数为负值。额定功率PM是指热敏电阻器在规定的条件下长期连续正常工作所允许承受的最大耗散功率。部分常用热敏电阻器的主要参数见表1-10。
表1-10 部分常用热敏电阻器的主要参数
(3)热敏电阻器的主要作用是进行温度检测,常用于自动控制、自动测温、电气设备的软启动电路等,目前用得较多的是负温度系数热敏电阻器。图1-22为电子温度计电路,RT为负温度系数热敏电阻器,温度越高,RT的阻值越小,负载电阻R上的压降(A点电位)越大。热敏电阻器RT将温度转换为电压,经放大、整流后指示出来。
图1-22 电子温度计电路
1.2.4 对电压敏感——压敏电阻器
压敏电阻器是利用半导体材料的非线性特性原理制成的。其电阻值与电压之间为非线性关系。压敏电阻器的特点是当外加电压达到临界值时,阻值会急剧变小,如图1-23所示。
图1-23 压敏电阻电压-阻值曲线图
(1)压敏电阻器的文字符号为“RV”,图形符号和外形如图1-24所示。
图1-24 压敏电阻器图形符号和外形
(2)压敏电阻器的主要参数是标称电压、通流容量和最大限制电压等。标称电压也称压敏电压,是指规定电流(通常为1mA)通过压敏电阻器时在其上产生的端电压。通流容量是指在规定条件下,允许通过压敏电阻器的最大脉冲(峰值)电流值。最大限制电压是指压敏电阻器不损坏的前提下所能承受的最高电压。部分常用压敏电阻器的主要参数见表1-11。
表1-11 部分常用压敏电阻器的主要参数
(3)压敏电阻器的主要作用是过压保护和抑制浪涌电流。图1-25为电源输入电路。压敏电阻器RV跨接于电源变压器T的初级两端。在正常情况下,由于RV的阻值很大,对电路无影响。当电源输入端一旦出现超过RV临界值的过高电压时, RV阻值急剧减小,电流剧增,使保险丝FU熔断,保护电路不被损坏。
图1-25 电源输入电路