熱敏電阻(Thermistor)是一種利用材料電阻隨溫度變化的特性來測(cè)量溫度的傳感器。由于其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低廉、響應(yīng)速度快、精度高等優(yōu)點(diǎn),熱敏電阻在工業(yè)、醫(yī)療、家電等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。
一、熱敏電阻的基本原理
熱敏電阻的工作原理基于材料的電阻隨溫度變化的特性。當(dāng)溫度升高時(shí),材料的電阻值會(huì)發(fā)生變化。這種變化可以是正的,也可以是負(fù)的,取決于所使用的材料類型。
二、熱敏電阻的材料組成
熱敏電阻的材料主要分為兩大類:NTC(負(fù)溫度系數(shù))和PTC(正溫度系數(shù))。這兩類材料的電阻隨溫度變化的特性不同,因此它們的應(yīng)用場(chǎng)景也有所區(qū)別。
1. NTC熱敏電阻
NTC熱敏電阻的電阻值隨溫度的升高而降低。它們通常由金屬氧化物半導(dǎo)體材料制成,如氧化錳(MnO2)、氧化鎳(NiO)、氧化鈷(CoO)、氧化鐵(Fe2O3)等。這些材料的電阻隨溫度變化的特性可以通過摻雜和燒結(jié)工藝進(jìn)行調(diào)整。
- 氧化錳(MnO2) :氧化錳是一種常用的NTC熱敏電阻材料,具有較高的電阻溫度系數(shù)和較低的電阻值。它可以通過摻雜其他金屬氧化物(如氧化鈷、氧化鎳)來調(diào)整其特性。
- 氧化鎳(NiO) :氧化鎳的電阻溫度系數(shù)較低,但其電阻值較高。通過摻雜其他金屬氧化物,可以提高其電阻溫度系數(shù)。
- 氧化鈷(CoO) :氧化鈷的電阻溫度系數(shù)較高,但其電阻值也較高。它通常與其他金屬氧化物混合使用,以獲得所需的電阻溫度系數(shù)和電阻值。
- 氧化鐵(Fe2O3) :氧化鐵的電阻溫度系數(shù)和電阻值適中,但其熱穩(wěn)定性較差。通過摻雜其他金屬氧化物,可以提高其熱穩(wěn)定性。
2. PTC熱敏電阻
PTC熱敏電阻的電阻值隨溫度的升高而增加。它們通常由陶瓷材料制成,如鈦酸鋇(BaTiO3)、鈦酸鉛(PbTiO3)、鈦酸鋯(ZrTiO3)等。這些材料的電阻隨溫度變化的特性可以通過摻雜和燒結(jié)工藝進(jìn)行調(diào)整。
- 鈦酸鋇(BaTiO3) :鈦酸鋇是一種常用的PTC熱敏電阻材料,具有較高的電阻溫度系數(shù)和較低的電阻值。它可以通過摻雜其他金屬氧化物(如鈦酸鉛、鈦酸鋯)來調(diào)整其特性。
- 鈦酸鉛(PbTiO3) :鈦酸鉛的電阻溫度系數(shù)較低,但其電阻值較高。通過摻雜其他金屬氧化物,可以提高其電阻溫度系數(shù)。
- 鈦酸鋯(ZrTiO3) :鈦酸鋯的電阻溫度系數(shù)和電阻值適中,但其熱穩(wěn)定性較差。通過摻雜其他金屬氧化物,可以提高其熱穩(wěn)定性。
三、熱敏電阻的類型
根據(jù)其結(jié)構(gòu)和應(yīng)用,熱敏電阻可以分為以下幾類:
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熱敏電阻
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