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特殊类型电阻器的工作原理及应用场景介绍

时间:2023-06-21 理论教育 版权反馈
【摘要】:特殊电阻器主要包括热敏电阻器、光敏电阻器、压敏电阻器、湿敏电阻器、气敏电阻器和力敏电阻器等。图1-31 圆柱形电位器的结构一、热敏电阻器热敏电阻器大多数由金属氧化物按不同比例配方经高温烧结制成。

特殊类型电阻器的工作原理及应用场景介绍

特殊电阻器主要包括热敏电阻器、光敏电阻器、压敏电阻器、湿敏电阻器、气敏电阻器和力敏电阻器等。每种电阻器的型号命名方法、特性,检测方法都不相同。

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图1-31 圆柱形电位器的结构

一、热敏电阻器

热敏电阻器大多数由金属氧化物按不同比例配方经高温烧结制成。它的阻值会随温度的变化而变化。热敏电阻器根据结构和形状分为圆片、方片、珠状、杆状、管线状、薄膜、厚膜等类型;根据受热方式又分为直热式和旁热式两种;热敏电阻器又可分为负温度系数(NTC)热敏电阻器和正温度系数(PTC)热敏电阻器。

常用热敏电阻器的外形如图1-32所示。

1.主要参数

(1)额定功率PM) 是指在规定的标准条件下(大气压在1.01×105Pa、规定环境温度)热敏电阻器长期连续工作所允许的耗散功率。实际使用时不得超过额定功率

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图1-32 热敏电阻器的外形

(2)测量功率(Pc) 是指在规定的环境温度下,电阻体受测试电流加热所引起阻值变化不超过0.1%时所消耗的功率。

(3)标称阻值(R25) 一般指环境温度为+25℃时热敏电阻器的实际电阻值。

(4)实际阻值(RT) 是指在一定温度和条件下(电源引起的温升不超过+0.05℃,阻值变化不得超过0.1%)所测得的电阻值。

(5)最大电压 是指在规定环境温度下热敏电阻器不引起失控所允许连续施加的最大直流电压。

2.型号命名方法

根据标准《敏感元器件及传感器型号命名方法》的规定,敏感电阻器的产品型号由四部分组成。

第一部分:主称(用字母M表示敏感电阻器)。

第二部分:类别或材料(用字母表示);Z-正温度系数热敏电阻器(PTC),F-负温度系数热敏电阻器(NTC)。

第三部分:特征(用字母或数字表示,见表1-10)。

第四部分:序号和区别代号(用数字表示)。

1-10 热敏电阻器型号中特性数字所表示的意义

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举例:MZ51为正温度系数普通热敏电阻器,其中M—敏感元件;Z—正温度系数热敏电阻器(PTC);5—测温型;1—序号。

二、光敏电阻器

光敏电阻器多数是由半导体材料制成的。它利用半导体的光导特性,使自身阻值随射入光线的强弱发生改变。入射光线增强时,它的阻值明显减小;入射光线减弱时,其阻值明显增大。光敏电阻器由玻璃基片、光敏层、电极组成。它的外形结构多为片形,其外形及电路符号如图1-33所示。

光敏电阻器的特点:它的阻值随入射光线的强弱而改变,有较高的灵敏度;它在交直流电路中均可使用,且电性能稳定;体积小,结构简单,价格便宜,应用范围广。

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图1-33 光敏电阻器的外形及电路符号

1.主要参数

(1)额定功率(PM) 是指光敏电阻器在规定条件下,长期连续负荷所允许消耗的最大功率。在此功率下,电阻器本身的温度不超过最高工作温度。

(2)亮电阻(RL) 是指光敏电阻器受到光线照射时具有的阻值。

(3)暗电阻(RD) 当无光照的黑暗条件下光敏电阻器具有的阻值。

(4)最高工作电压(Um) 光敏电阻器在额定功率下所允许承受的最高电压。

(5)亮电流(IL) 光敏电阻器在规定的外加电压下受到光照时所通过的电流。

(6)暗电流(ID) 当光照在0lx时光敏电阻器在规定的外加电压下所通过的电流。

(7)时间常数τ) 是指光敏电阻器从光照跃变开始到稳定亮电流的63%所需的时间。

(8)电阻灵敏度 是指光敏电阻器暗电流与亮电流之差与暗电流之比。

(9)电流灵敏度 是指光敏电阻器的光电流与照射到其上的光通量之比。

2.型号命名方法

光敏电阻器的型号命名分为3部分,第一部分为主称MG;第二部分用数字表示特征;第三部分用数字表示序号和区别代号见表1-11。

1-11 光敏电阻器的型号命名及含义

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例如:光敏电阻器MG41型号中MG―光敏电阻器;4―可见光型;1―序号。

3.检测方法

1)用一张黑纸片将光敏电阻器的透光窗口遮住,此时万用表指针基本保持不动,阻值接近无穷大。此值越大说明光敏电阻器的性能越好。若此值很小或接近为零,说明光敏电阻器已烧穿损坏,不能再继续使用。

2)将一光源对准光敏电阻器的透光窗口,此时万用表的指针应有较大幅度的摆动,阻值明显减小。此值越小说明光敏电阻器的性能越好。若此值很大甚至无穷大,表明光敏电阻器内部开路损坏,也不能再继续使用。(www.xing528.com)

3)将光敏电阻器透光窗口对准入射光线,用一张小黑纸片在光敏电阻器的遮光窗口上部晃动,使其间断受光,此时万用表指针应随黑纸片的晃动而左右摆动。如果万用表指针始终停留在某一位置不随纸片晃动而摆动,说明光敏电阻器的光敏材料已经损坏。

三、压敏电阻器

压敏电阻器简称压敏电阻,是一种电压敏感元件,其特点是当施加在该元件两端的外加电压增加到某一临界值(标称电压值)时,其阻值将急剧减小。它是利用半导体材料具有非线性伏安特性原理制成的,因此属于非线性电阻器。这类电阻器主要有碳化硅和氧化锌压敏电阻器两种,其中氧化锌压敏电阻器具有更多的优良特性。其外形及电路符号如图1-34所示。

1.主要参数

(1)标称电压 是指通过1mA直流电流时压敏电阻器两端的电压值。

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图1-34 压敏电阻器的外形及电路符号

(2)电压比 是指压敏电阻器的电流为1mA时产生的电压值与压敏电阻器的电流为0.1mA时产生的电压值之比。

(3)最大限制电压 是指压敏电阻器两端所能承受的最高电压值。

(4)通流容量 也称为通流量,是指在规定的条件(以规定的时间间隔和次数,施加标准的冲击电流)下,允许通过压敏电阻器上的最大脉冲(峰值)电流值。

(5)电压温度系数 是指在规定的温度范围(温度为20~70℃)内压敏电阻器标称电压的变化率,即在通过压敏电阻器的电流保持恒定时,温度改变1℃时压敏电阻器两端的相对变化。

(6)绝缘电阻 是指压敏电阻器的引出线(引脚)与电阻体绝缘表面之间的电阻值。

2.型号命名方法

压敏电阻器的型号命名分为4部分,第一部分用字母“M”表示主称;第二部分用字母“Y”表示类别;第三部分用字母表示特征;第四部分用数字表示序号和区别代号,见表1-12。

1-12 压敏电阻器的型号命名及含义

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例如:MYL1-1防雷用压敏电阻器,其中,M―敏感元器件;Y―压敏电阻器;L―防雷型;1-1―序号。

四、湿敏电阻器

湿敏电阻器主要包括氯化锂湿敏电阻器、碳湿敏电阻器、氧化物湿敏电阻器。它由感湿层、电极、绝缘体组成,灵敏度低,阻值受温度影响大,易老化,较少使用。其外形及电路符号如图1-35所示。

氧化物湿敏电阻器的特点:性能较优越,可长期使用,温度影响小,阻值与湿度变化呈线性关系。有氧化锡、镍铁酸盐等材料。氯化锂湿敏电阻器的特点:其电阻随湿度上升而减小,缺点为测试范围小,特性重复性不好,受温度影响大。

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图1-35 湿敏电阻器的外形及电路符号

1.主要参数

(1)相对湿度 是指在某一温度下,空气中所含水蒸气的实际密度与同一温度下饱和密度之比,通常用“RH”表示。例如20%RH。

(2)湿度温度系数(%RH/℃) 是指在环境湿度恒定时,湿敏电阻器在温度每变化1℃时,其湿度指示的变化量。

(3)灵敏度 是指湿敏电阻器检测湿度时的分辨率

(4)测湿范围(%RH) 是指湿敏电阻器的湿度测量范围。

(5)湿滞效应 是指湿敏电阻器在吸湿和脱湿过程中电气参数表现的滞后现象。

(6)响应时间 是指湿敏电阻器在湿度检测环境快速变化时,其电阻值的变化情况。

2.型号命名方法

湿敏电阻器的型号命名分为3部分,第一部分用字母MS表示主称;第二部分用字母表示特征;第三部分用数字表示序号和区别代号,见表1-13。

1-13 湿敏电阻器的型号命名及含义

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例如:MSZ1为电阻式湿敏电阻器,其中,M―敏感电阻器;S―湿敏元件;1―序号。

五、气敏电阻器

气敏电阻器利用某些半导体吸收某种气体后发生氧化还原反应制成,主要成分是金属氧化物,主要品种有:金属氧化物气敏电阻、复合氧化物气敏电阻、陶瓷气敏电阻等。

气敏电阻器的型号命名分为4部分,第一部分用字母M表示主称;第二部分用字母Q表示类别;第三部分用字母表示特征;第四部分用数字表示序号和区别代号,见表1-14。

1-14 气敏电阻器的型号命名及含义

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六、力敏电阻器

力敏电阻器是一种阻值随压力变化而变化的电阻器。我们把半导体材料的电阻率机械压力变化而变化的现象称为压力电阻效应。利用压力电阻效应原理可制成各种力矩计、半导体话筒、压力传感器等。主要品种有硅力敏电阻器、硒碲合金力敏电阻器。相对而言,合金力敏电阻器具有更高灵敏度。

力敏电阻器的型号命名分为4部分,第一部分用字母M表示主称;第二部分用字母L表示类别;第三部分用数字表示特征;第四部分用数字表示序号和区别代号,见表1-15。

1-15 力敏电阻器的型号命名及含义

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