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一、PTC熱敏電阻特性
熱敏電阻器是敏感元件的一類,按照溫度系數(shù)不同分為正溫度系數(shù)熱敏電阻器(PTC)和負溫度系數(shù)熱敏電阻器(NTC)。熱敏電阻器的典型特點是對溫度敏感,不同的溫度下表現(xiàn)出不同的電阻值。正溫度系數(shù)熱敏電阻器(PTC)在溫度越高時電阻值越大,負溫度系數(shù)熱敏電阻器(NTC)在溫度越高時電阻值越低,它們同屬于半導體器件。
但需要注意的是: 熱敏電阻在進出口環(huán)節(jié)不屬于稅目85.41項下的半導體器件。
PTC熱敏電阻具有3個主要特性,電壓-電流特性、電流-時間特性、電阻-溫度特性。
1、電壓-電流特性(V-I特性)
電壓-電流特性即伏安特性,是指在25攝氏度靜止空氣中,夾在熱敏電阻器引出端的電壓與達到熱平衡的穩(wěn)態(tài)條件下的電流之間的關系。
PTC熱敏電阻伏安特性大致可分為三個區(qū)域:在0-VK之間的區(qū)域稱為線性區(qū),此區(qū)域的電壓和電流之間的線性變化不大,稱為不動作區(qū)。在VK~Vmax之間的區(qū)域稱為躍變區(qū),此時由于PTC熱敏電阻的自熱升溫、電阻值產生躍變,電流隨著電壓的上升而下降,也稱為動作區(qū)。在VD以上的區(qū)域稱為擊穿區(qū)。
2、電流-時間特性(I-T特性)
電流-時間特性是指熱敏電阻器在增加電壓過程中,電流隨著時間變化的特性。開始加電壓瞬間的電流稱為起始電流,平衡時的電流稱為殘余電流。
3、電阻-溫度特性(R-T特性)
電阻-溫度特性是指在規(guī)定電壓下,一定溫度范圍內,PTC熱敏電阻的零功率電阻值與電阻自身溫度的關系,也就是說PTC熱敏電阻的電阻值隨著溫度呈上升而增大。
二、PTC熱敏電阻在電路中的工作原理
熱敏電阻將長期處于不動作狀態(tài);當環(huán)境溫度和電流處于c區(qū)時,熱敏電阻的散熱功率與發(fā)熱功率接近,因而可能動作也可能不動作。熱敏電阻在環(huán)境溫度相同時,動作時間隨著電流的增加而急劇縮短;熱敏電阻在環(huán)境溫度相對較高時具有更短的動作時間和較小的維持電流及動作電流。
1、ptc效應是一種材料具有ptc效應,即正溫度系數(shù)效應,僅指此材料的電阻會隨溫度的升高而增加。如大多數(shù)金屬材料都具有ptc效應。在這些材料中,ptc效應表現(xiàn)為電阻隨溫度增加而線性增加,這就是通常所說的線性ptc效應。
2、非線性ptc效應 經過相變的材料會呈現(xiàn)出電阻沿狹窄溫度范圍內急劇增加幾個至十幾個數(shù)量級的現(xiàn)象,即非線性ptc效應,相當多種類型的導電聚合體會呈現(xiàn)出這種效應,如高分子ptc熱敏電阻。這些導電聚合體對于制造過電流保護裝置來說非常有用。
3、高分子ptc熱敏電阻用于過流保護高分子ptc熱敏電阻又經常被人們稱為自恢復保險絲,由于具有獨特的正溫度系數(shù)電阻特性,因而極為適合用作過流保護器件。熱敏電阻的使用方法象普通保險絲一樣,是串聯(lián)在電路中使用。
當電路正常工作時,熱敏電阻溫度與室溫相近、電阻很小,串聯(lián)在電路中不會阻礙電流通過;而當電路因故障而出現(xiàn)過電流時,熱敏電阻由于發(fā)熱功率增加導致溫度上升,當溫度超過開關溫度(ts)時,電阻瞬間會劇增,回路中的電流迅速減小到安全值.為熱敏電阻對交流電路保護過程中電流的變化。熱敏電阻動作后,電路中電流有了大幅度的降低,t為熱敏電阻的動作時間。由于高分子ptc熱敏電阻的可設計性好,可通過改變自身的開關溫度(ts)來調節(jié)其對溫度的敏感程度,因而可同時起到過溫保護和過流保護兩種作用,如kt16-1700dl規(guī)格熱敏電阻由于動作溫度很低,因而適用于鋰離子電池和鎳氫電池的過流及過溫保護。環(huán)境溫度對高分子ptc熱敏電阻的影響 高分子ptc熱敏電阻是一種直熱式、階躍型熱敏電阻,其電阻變化過程與自身的發(fā)熱和散熱情況有關,因而其維持電流(ihold)、動作電流(itrip)及動作時間受環(huán)境溫度影響。當環(huán)境溫度和電流處于a區(qū)時,熱敏電阻發(fā)熱功率大于散熱功率而會動作;當環(huán)境溫度和電流處于b區(qū)時發(fā)熱功率小于散熱功率,高分子ptc熱敏電阻由于電阻可恢復,因而可以重復多次使用。
三、如何測量PTC熱敏電阻
用萬用表測量熱電阻阻值,只要判定熱電阻沒有短路,也沒有斷路,電阻值是隨溫度變化而變化,即可認為熱電阻是好的。切記:這種方法是不能作為熱電阻質量判定依據。
一般熱電阻有銅電阻、鉑電阻、熱敏電阻。對銅電阻、鉑電阻而言:
如果測量電阻兩端,開路了就是壞的!如果沒有開路,但阻值很大,也是壞的!或者是把熱電阻置入熱水中,阻值沒有變化的,也是壞的。
1. 用萬用表的電阻檔測得電阻信號。
2. 假定為PT100: 在0 攝氏度時為100 歐姆,在20度時為107.7935 歐姆。微分電阻約為:0.39歐姆/攝氏度。根據現(xiàn)場環(huán)境溫度,自己算一下電阻值應為多少,然后用萬用表電阻檔測一下即可,然后用打火機加熱下熱電阻,看其阻值是否上升。
3. 熱電阻精度等參數(shù)是需要專門儀器來檢測的,萬用表只能檢測好壞。也就是說,作為用戶,只要判定熱電阻沒有短路,也沒有斷路,電阻值隨溫度變化而變化,即可認為熱電阻是好的。
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