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热敏电阻器有两种,按其电阻随温度变化而变化的不同而分类。有负温度系数热敏电阻NTC,它的电阻值随着温度的升高而减小;也有正温度系数热敏电阻PTC,它的电阻值随着温度的升高而增大。都是分立的双端固态器件,在电路之中具有多种功能。
NTC的材料一般是以锰、镍、钴、铁、铜等金属氧化物为主要原料制成的多晶半导体陶瓷。NTC的电阻和温度(RT)特性曲线非常独特。温度每升高1°C,其电阻温度系数降低约3%至5%。与其他金属电阻器的电阻温度系数温度每升高1°C略有变化相比,可以清楚地看出热敏电阻材料制成的电阻器对温度的敏感性很高。
由于这种高灵敏度,NTC比其他类型的材料更适合检测温差的微小变化,并且传感响应足够快。如果电阻温度系数较高,NTC将被用作保护装置,以防止浪涌。这也是目前NTC的主要应用方向,多用于温度补偿、测量等场合或浪涌保护场合。
多快的感应响应速度够快吗?这取决于NTC传感器的具体类型。设计越小,响应速度越快。采用单独设计的NTC传感器的响应速度通常快于采用完全封装外壳的NTC传感器。从传感器层面来看,NTC传感器的响应时间一般可以达到15秒甚至小于10秒,而NTC芯片层面的响应时间只有1秒。
但是,NTC本身不是线性的,使用后必须进行线性处理,否则结果会有很大偏差。
对于PTC热敏电阻来说,其高精度、高可靠性、高稳定性和高线性使其应用日益广泛,渗透到日常生活、工业控制、汽车、军事、通信、航空航天等各个领域。然而,并非所有PTC都是高度线性的。随着温度的升高,非线性PTC的电阻值将急剧增加几个到几十个数量级。它们通常作为电流保护器件应用于限流应用之中。
线性PTC由硅制成,通常被称为硅热敏电阻。成品传感器也被称为KTY器件,具有极高的线性度和一致性,并具有更稳定的电阻容差。与±1%NTC热敏电阻相比,一些±1%PTC线性热敏电阻在—40°C和150°C时的最大阻值为±1.5%,这比NTC热敏电阻在极端温度之下的±4%的耐受性有了很大的提高。同样受益于材料特性,即使温度升高,PTC本身的散热量也会小很多,不会影响功耗。
PTC热敏电阻的价格将高于NTC,目前在高端工业领域和汽车传感领域具有良好的发展前景。