热敏电阻器是在温度变化时电阻值也随之变化的一种器件。热敏电阻器的种类很多,但大体上主要分为正温度系数(PTC)热敏电阻器和负温度系数(NTC)热敏电阻器两大类。它们有不同的基本特性及检测方法。
1.正温度系数(PTC)热敏电阻器的测量
PTC是Positive Temperature Coefficient的缩写词,其中文释义为正温度系数,泛指正温度系数很大的半导体材料或元器件。通常人们提到的PTC是指正温度系数热敏电阻器,简称PTC热敏电阻,用符号“”表示。
PTC热敏电阻是以钛酸钡(BaTiO3)为主要原材料,再掺入微量锶、钛、锆等稀土元素后,经烧结而成的,其电阻率-温度特性曲线如图1-31所示。
PTC热敏电阻的种类很多,如用于压缩机起动电路中的MZ-01系列、MZ-04系列、MZ81系列、MZ91系列、MZ92系列、MZ93系列等,又如用于彩色电视机消磁电路中的M71系列、MZ75系列等。但它们的基本特性是一致的,检测方法也基本相同。
(1)常温测量
常温测量是指室温在25℃的环境下,对PTC热敏电阻标称值的测量。例如检测消磁电阻值时,其测得值应接近标称值,否则为不良或不合格。其检测方法如图1-32所示。
图1-31 PTC热敏电阻的电阻率-温度特性曲线
注:①R25为25℃时的电阻值。②Rmin为最低电阻值,对应温度为Tmin。③Tb为开关温度,其对应阻值为Rb,当温度超过Tb时,PTC热敏电阻的阻值急剧上升。④TP为元器件承受最大电压时所达到的温度,其对应阻值为RP。⑤RN为最大电阻值,对应温度为TN。但温度超过TN后,电阻开始下降。
图1-32 PTC电阻常温测量
(2)加温测量
加温测量是指对PTC热敏电阻进行适当加热情况下的一种测量。这种测量主要是用于鉴别PTC热敏电阻的性能是否正常。其检测方法如图1-33所示。
检测时一定要注意,加热的温度不能过高,加热的持续时间也不能过长,否则一旦超过允许温度会损坏PTC热敏电阻。在一般情况下只要指针开始漂移,且在撤温时指针又能回落,就可以判断被测PTC热敏电阻是好的。
图1-33 PTC热敏电阻加温测量
2.负温度系数(NTC)热敏电阻器的正确测量
NTC是Negative Temperature Coeffcient的缩写词,其中文释义为负温度系数,泛指负温度系数很大的半导体材料或元器件。通常人们提到的NTC是指负温度系数热敏电阻器,简称NTC热敏电阻,用符号“”表示。
NTC热敏电阻是一种以过渡金属氧化物为主要原材料经高温烧结而成的半导体陶瓷组件。它具有非常大的负温度系数,其主要特点是电阻值随着温度上升而迅速下降。其电阻率-温度特性曲线如图1-34所示。
NTC热敏电阻的种类很多,如AT系列的非绝缘引线型、LT系列的微小非绝缘引线型、BT系列的绝缘引线型、IT系列的电子温度计感测器、CT系列的片式贴装型、FT系列的薄膜型、GT系列的玻璃封闭型以及PT、TS、OT、VT、VTS、MT、DT、DTV、DTM等多种系列。但它们的基本特性是一致的,检测方法也基本相同。
(1)标称值的测量
标称值的测量是指室温在25℃的环境下,对NTC热敏电阻的阻值测量,以检测其阻值与标称值是否一致。例如,检测电磁炉炉面温度传感器时,其测得值应接近标称值,否则为不良或不合格。其检测方法如图1-35和图1-36所示。加温测量时以指针能漂移即可。
图1-34 NTC热敏电阻的电阻率-温度特性曲线
注:NTC热敏电阻的主要参数(www.xing528.com)
①标称电阻值Rt,又称零功率电阻值,通常是在25℃环境下测得。
②额定功率,即长期连续负荷所允许的消耗功率,通常是在+25℃时的额定功率。
③电阻温度系数αt,它表示零功率条件下温度变化1℃所引起的阻值变化量,单位是(%)/℃。
④时间常数是指热敏电阻在无功率状态下,当环境温度突然变化时,电阻体温度由初值变化到最终温度之差的63.2%所需的时间,也叫热惰性。
(2)温度系数的估测
温度系数的估测一般用于判断热敏电阻的性质。其方法是:先在室温t1的条件下测出电阻值;再用电烙铁加热,测出电阻值,并同时用温度计测出热敏电阻器的表面平均温度t2。然后将两次测得数值及温度值代入下式:
若此时αt<0,则是NTC热敏电阻;若αt>0,则是PTC热敏电阻。温度系数αt的绝对值越大,则说明热敏电阻的性能越稳定,其分辨率越高。
3.测量时的注意事项
在测量热敏电阻器时,一般需要进行非在线测量。这主要是检查其阻值和基本性能是否符合要求。检查时应注意以下几点:
1)常温测量时,要保持环境温度在25℃左右,不应有过大的偏差。
2)加温测量时,加温时间不宜过长,若采用电烙铁加热时,其最大功率不应大于35W,一般选用20W的电烙铁为宜。
3)加温测量时,只要能看到指针漂移即可,然后撤离加热源,再观察指针是否回落。若能漂移又能回落就可初步判定被测热敏电阻器是好的。但此时不要反复加热测量,否则容易损坏热敏电阻器。
图1-35 NTC热敏电阻标称值测量
图1-36 NTC热敏电阻加温测量
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常见NTC热敏电阻的规格型号及表示方法
NTC热敏电阻的规格型号常由5组数字和字符组成,其表示意义如图1-37所示,型号及标称值举例见表1-4。
图1-37 NTC热敏电阻规格型号组成示意图
表1-4 常见NTC热敏电阻的型号及标称值举例
注:□表示R25误差符号位置,或B或C等。
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