一文弄懂热敏电阻原理、种类、优缺点和应用场合
2025年02月05日 18:40:27
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PTC热敏电阳是利用半导体材料的电阻率随着温度变化的性质制成的。热敏电是一种以钛酸钡为主要成分的高技术半导体功能陶瓷材料，当温度在居里温度(NAT)附近时，其阻值发生阶跃变化，典型的PT热敏电阻的电阻-温度特性曲线如图所示：
其中，NAT表示PTC热敏电阻的响应温度，由其本身的物理特性决定。在温度达到居里温度之前，热敏电阻的电阻值受温度的影响很小。当达到居里温度时，其阻值发生阶跃性增长，超过热敏电阻配套的继电器的温度阈值，继电器的触点发生跳变，从而转换成接点信号送到控制系统或电气控制回路。
温度阈值是指保护继电器在接收到PTC热敏电阻的信号后跳变的阻值。热敏电阻温度阈值不是一个定值，而是一个区间。
热敏电阻种类热敏电阻按其温度特性可分为负温度系数热敏电阻(Negative Temperature Coefficient，NTC)、正温度系数热敏电阻(Positive Temperature Coefficient，PTC)和临界型热敏电阻(Critical Temperature Resistor，CTR)三类。①NTC型热敏电阻的温度系数是负的，电阻值随着温度的升高而减小，从超低温到超高温都有相应的产品选择。②CTR型热敏电阻的温度系数也是负的，其特点是在某个温度范围内阻值急剧下降。CTR型热敏电阻的测温范围为0-150℃。③PTC型热敏电阻的温度系数是正的，电阻值随着温度的升高而增加，PTC型热敏电阻的测温范围为-50～150℃，广泛应用于电气产品中，起到过流保护、电机自启、恒温加热等作用。
热敏电阻主要参数①标称阻值。标称阻值指环境温度为25℃时热敏电阻器的实际电阻值。②实际阻值。实际阻值指在一定的温度条件下所测得的热敏电阻器的电阻值。③材料常数。材料常数是一个描述热敏电阻材料物理特性的参数，也是热灵敏度指标，值越大，表示热敏电阻器的灵敏度越高。应注意的是，在实际工作时，此值并非一个常数，而是随温度的升高略有增加。④电阻温度系数。电阻温度系数是指温度变化1℃时的阻值变化率，单位为％/℃。⑤时间常数。热敏电阻器是有热惯性的，就是一个描述热敏电阻器热惯性的参数。它的定义为：在无功耗的状态下，当环境温度由一个特定温度向另一个特定温度突然改变时，热敏电阻体的温度变化了两个特定温度之差的63.2％所需的时间。时间常数越小，表明热敏电阻器的热惯性越小。⑥额定功率。在规定的技术条件下，热敏电阻器长期连续负载所允许的耗散功率。在实际使用时不得超过额定功率。若热敏电阻器工作的环境温度超过25℃，则必须相应降低其负载。⑦额定工作电流。热敏电阻器在工作状态下规定的名义电流值。⑧测量功率。在规定的环境温度下，热敏电阻器受测试电流加热而引起的阻值变化不超过0.1％时所消耗的电功率。⑨电压。对于NTC热敏电阻器，是指在规定的环境温度下，不使热敏电阻器引起热失控所允许连续施加的直流电压；对于PTC热敏电阻器，是指在规定的环境温度和静止空气中，允许连续施加到热敏电阻器上并保证热敏电阻器正常工作在PTC特性部分的直流电压。⑩工作温度。在规定的技术条件下，热敏电阻器长期连续工作所允许的温度。⑪开关温度。热敏电阻器的电阻值开始发生跃增时的温度。⑫耗散系数。温度增加1℃时，热敏电阻器所耗散的功率，单位为mW/℃。
热敏电阻应用场合热敏电阻适用于测量反应速度快的场合。
热敏电阻优点和局限性①优点。PTC热敏电阻对特定温度的敏感性和响应速度远优于；PTC热敏电阻抗干扰能力强，线路中附加电阻的干扰可以忽略不计；从原理上看，PTC热敏电阻为故障安全的，当传感器或线路断路时，立刻使继电器失电，从而使系统处于安全的状态。②局限性。阻值与温度的关系为非线性；元件的一致性差，互换性差；除特殊高温热敏电阻外，绝大多数热敏电阻仅适合0～150℃范围的温度测量，使用时必须注意；PTC热敏电阻通用性差，需配套特定的继电器才能接入DCS控制系统或电气回路中。
热敏电阻相关标准JJF1379-2012热敏电阻测温仪校准规范
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