传感器与自动检测技术(第二版)
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2.1.3 半导体热敏电阻器

半导体热敏电阻器简称热敏电阻,是由半导体陶瓷材料组成的测温组件,它是利用半导体的电阻随温度变化的特性制成的。热敏电阻外形如图2-12所示。

图2-12 热敏电阻外形

1.热敏电阻的特点

热敏电阻的优点:

①灵敏度高;

②体积小,结构简单,坚固;

③热惯性小,响应速度快;

④采用玻璃、陶瓷等材料密封包装后,可应用于有腐蚀性气体等的恶劣环境中。

热敏电阻的缺点:

①阻值与温度的关系非线性严重;

②组件的一致性差,互换性差;

③组件易老化,稳定性较差。

随着热敏电阻的迅速发展,其性能不断得到改进,稳定性已大为提高,在许多低温测量时热敏电阻已逐渐取代传统的温度传感器。

2.热敏电阻的分类及温度特性

按照热敏电阻阻值随温度变化的情形,主要可将其分为负温度系数(NTC)热敏电阻和正温度系数(PTC)热敏电阻两种。随温度上升电阻增加的为正温度系数热敏电阻,反之为负温度系数热敏电阻。

正温度系数热敏电阻和负温度系数热敏电阻的温度特性如图2-13所示,曲线1为突变型,当达到临界温度时,其阻值会发生急剧转变,它的温度范围较窄,一般用于恒温加热控制或温度开关;曲线2为指数型,其温度范围比较宽,可用于温度补偿或温度测量。

分析

观察突变型热敏电阻的温度特性,分析如何应用。

图2-13 热敏电阻的温度特性

3.热敏电阻的主要技术指标

某公司生产的TS系列热敏电阻温度传感器是专为家用空调、汽车空调、冰箱、冷柜、热水器以及中低温干燥箱、恒温箱等场合的温度测量与控制而设计的。它耐振动,耐高温,稳定性好,外形美观,技术性能与进口产品一致。

①测量温度范围:-50~120℃、-50~200℃。

②R25电阻值(25℃时标准阻值):5kΩ、10kΩ、50kΩ、100kΩ等。

③B值:3435K、3950K、3270K、4537K等。

B值是热敏电阻的材料常数(又称热敏指数),指两个温度下零功率电阻值的自然对数之差与这两个温度倒数之差的比值,B值常用来表征热敏电阻对温度的敏感程度。

④结构:采用双层密封工艺,具有良好的绝缘和抗机械碰撞、抗折弯能力。

⑤保护管直径:φ4、φ5。

⑥安装方式:直管式、螺纹式、螺丝压接式等。