热敏电阻概要及测试方法.ppt

热敏电阻概要及测试方式 热敏电阻的分类•按结构和形状分类：圆片形（片状）热敏电阻器 圆柱形（柱形）热敏电阻器 圆圈形（垫圈状）热敏电阻器•按温度变化的灵敏度分类： 高灵敏度型（突变型）热敏电阻器 低灵敏度型（缓变型）热敏电阻器•按受热方式分类：直热式热敏电阻 旁热式热敏电阻•按温度特性分类：正温度系数（PTC）热敏电阻器 负温度系数（NTC）热敏电阻器 •正温度系数热敏电阻（正温度系数热敏电阻（PTC） 在工作温度范围内，热敏电阻的阻值随温度升高而急剧增大•负温度系数热敏电阻（负温度系数热敏电阻（NTC） 在工作温度范围内，热敏电阻的阻值随温度升高而急剧减小 PTC热敏电阻组织结构和功能原理•陶瓷材料通常用作高电阻的优良绝缘体，而陶瓷PTC热敏电阻是以钛酸钡为基，掺杂其它的多晶陶瓷材料制造的，具有较低的电阻及半导特性。

通过有目的的掺杂一种化学价较高的材料作为晶体的点阵元来达到的： 在晶格中钡离子或钛酸盐离子的一部分被较高价的离子所替代，因而得到了一定数量产生导电性的自由电子对于PTC热敏电阻效应，也就是电阻值阶跃增高的原因，在于材料组织是由许多小的微晶构成的，在晶粒的界面上， 即所谓的晶粒边界(晶界)上形成势垒，阻碍电子越界进入到相邻区域中去，因此而产生高的电阻，这种效应在温度低时被抵消： 在晶界上高的介电常数和自发的极化强度在低温时阻碍了势垒的形成并使电子可以自由地流动 而这种效应在高温时，介电常数和极化强度大幅度地降低，导致势垒及电阻大幅度地增高 ，呈现出强烈的PTC效应 基本特性•电阻－温度特性电阻－温度特性： 表示PTC电阻与温度的关系，有两种类型：1.缓慢型（补偿型或A型）：PTC元件具有一般的线性阻温特性，其温度系数在＋（3～8）﹪/℃，可广泛的应用于温度补偿、温度测量、温度控制、晶体管过流保护2.开关型（B型）：又称临界PTC元件,在温度达到居里点后，其阻值急剧上升，温度系数可达＋（15～60）﹪/℃以上，可用于晶体管电路以及电动机、线圈的过流保护电动机及变压器的电流控制各种电路设备的温度控制和温度报警及恒温发热体等。

•伏－安特性（静态特性）伏－安特性（静态特性）： 它表示当PTC元件施加电压后，因本身的自热功能，所产生的内热和外热达到平衡后电压和电流的关系电流增加到最大，元件表面温度也增加到最大，元件自动调节温度，所以PTC元件可以作为恒温加热元件，如保温器、电热器和恒温槽等 当工作点工作在最大值以下，PTC有限制大电流作用当电路在正常状态时，PTC元件处于低阻状态，如电路出现故障或因过载有大电流通过元件时，PTC处于高阻状态•电流－时间特性电流－时间特性： 表示PTC元件的自热和外部热耗散达到平衡之前的电流与时间的关系在PTC元件施加某一电压的瞬间，由于初值较小，电流迅速上升；随着时间的推移，因PTC元件的自热功能，进入正温电阻特性区域，阻值急剧增加，电流大幅下降，最后达到稳定状态电流达到稳定状态的时间取决于PTC元件的热容量、热耗散系数和外加电压等PTC热敏电阻器三大特性曲线热敏电阻器三大特性曲线 热敏电阻的基本应用•PTC 热敏电阻在工业上可用作温度的测量与控制，也用于汽车某部位的检测 与调节，还大量用于民用设备，如控制瞬间开水器的水温、空调器与冷库的温度，利用本身加热作气体分析和风速机等方面。

 热敏电阻的测试•热敏电阻常规试验包括以下试验项目： 1) 外观和阻值检查 2) 动作特性与恢复时间 （使PTC热敏电阻阻值呈现阶跃性增加时的电流） 3) 不动作特性试验 （不动作电流即额定电流或保持电流，指在规定的时间和温度条件下，不导致PTC电阻的阻值呈现高阻态的电流 4) 低温阻值 5) 居里温度试验 （当PTC电阻的阻值升至2倍最小电阻值时所对应的温度就是居里温度，也称开关温度 6) 最大耐电压试验1）外观和阻值检测•(1) 室温下检查热敏电阻的外观有无缺损、封装是否牢靠、标识是否清晰•(2) 室温下检查热敏电阻引线脚是否有松动、是否光亮、是否具有良好的可焊性•(3) 常温（25±2℃）下用万用表测量热敏电阻的额定零功率阻值注意：测量零功率电阻的时间应尽可能的短注意：测量零功率电阻的时间应尽可能的短2) 动作特性与恢复时间•(1) 用直流稳压电源给热敏电阻通动作电流，动作电流参照工艺文件•(2) 记录热敏电阻的阻值达到高阻状态的时间为动作时间•(3) 高阻状态后维持 5 秒钟断开热敏电阻的电源，记录热敏电阻阻值恢复到2 倍初始阻值的时间，即为恢复时间。

•注意：注意： a) 试验时尽量不要用鳄鱼夹直接夹热敏电阻的引脚试验时尽量不要用鳄鱼夹直接夹热敏电阻的引脚 b) 固定点离热敏电阻本体不少于固定点离热敏电阻本体不少于 0.5cm 3) 不动作特性试验•(1) 将热敏电阻串联焊接在 PCB 板上，并在每个热敏电阻的两端接出引线•(2) 将热敏电阻放在烘箱内，引出端放在箱外，将烘箱温度升到 60±2℃•(3) 给热敏电阻通额定交流电流，可以在回路中串联一个大功率的电阻使电流更加稳定•(4) 通电流 60±5min 内用万用表测量每个热敏电阻的压降，计算出热敏的阻值，并与初始值进行比较判断是否在规定的误差范围内•注意：注意：a) 试验过程中注意不要让样品接触到烘箱内壁试验过程中注意不要让样品接触到烘箱内壁b) 通电过程中注意调节电流以保持稳定通电过程中注意调节电流以保持稳定4)低温阻值•(1) 将热敏电阻串联焊接在 PCB 板上，并在每个热敏的两端接出引线•(2) 将热敏电阻放在高低温试验箱内，引出端放在高低温试验箱外•(3) 将箱体温度降到-40℃并保持2h，用万用表测量热敏电阻的阻值•注意：测量零功率电阻的时间应该控制在注意：测量零功率电阻的时间应该控制在10s以内。

以内5) 居里温度试验•(1) 将热敏电阻串联焊接在 PCB 板上，并在每个热 敏的两端接出引线•(2) 将热敏电阻放在烘箱内，引出端放在烘箱外•(3) 将箱体温度升到居里温度的下限减去 1℃并保持30min，用万用表测量热敏电阻的阻值•(4) 将箱体温度升到居里温度的上限并保持 30min，用万用表测量热敏电阻的阻值•(5) 判断 2 倍的初始阻值是否在上下限温度下测得的阻值范围内•注意：试验时应尽量减少空气流动的影响注意：试验时应尽量减少空气流动的影响6) 最大耐电压试验•(1) 试验前测量热敏电阻阻值，常温下先在热敏电阻的两端加 220V 交流电压，保持3秒钟，再将电压升到其最大耐电压值，保持30 秒后断开电压，恢复3 小时后测量热敏电阻的阻值•(2) 交流耐压试验结束后至少恢复 12 小时，再按照步骤1 重新进行1 次试验•注意：注意： a) 加电压的过程中要保持电流不超过加电压的过程中要保持电流不超过 0.5A b) 试验时注意高压安全试验时注意高压安全。