PTC热敏电阻温度特性的研究

实验1 PTC热敏电阻温度特性的研究
一．实验目的
1、了解和测量PTC热敏电阻阻值与温度的关系
二．实验仪器
1.YJ-CGQ-I典型传感特性综合实验仪、
2. PTC热敏电阻、
3.加热恒温箱、
4.大七芯-大七
芯连接线、5.数字万用表、
三．实验原理
热敏电阻是其电阻值随温度显著变化的
化的典型特性可分为二类，即负温度系数
（NTC）热敏电阻，正温度系数（PTC）热敏
电阻.PTC热敏电阻在某些温度范围内，其电
阻值会产生急剧变化，适用于某些狭窄温度
范围内一些特殊应用，而NTC热敏电阻可用
于较宽温度范围的测量.热敏电阻的电阻-温
度特性曲线如图1所示.
PTC热敏电阻工作原理
PTC热敏电阻(正温度系数热敏电阻)
是一种具温度敏感性的半导体电阻,一旦超
过一定的温度(居里温度)时,它的电阻值随着温度的升高几乎是呈阶跃式的增高.PTC热敏电阻
本体温度的变化可以由流过PTC热敏电阻的电流来获得,也可以由外界输入热量或者这二者的叠
加来获得.
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.
四．实验内容与步骤
1、将加热恒温箱的电缆线与YJ-CGQ-I典型传感特性综合实验仪中的加热电缆座相连，打开电源开关，顺时针调节“设定温度粗选”和“设定温度细选”钮，打开加热开关, 加热指示灯发亮（加热状态），同时观察恒温加热盘温度（控温表）的变化，当恒温加热盘温度即将达到所需温度（如50.0℃）时逆时针调节“设定温度粗选”和“设定温度细选”钮使指示灯闪烁或者变暗（恒温状态），仔细调节“设定温度细选”使C盘温度恒定在所需温度（如50.0℃）.将热敏电阻插入恒温腔中，信号接入数字多用表，测出此温度时的电阻值.
2、重复以上步骤，设定温度为55℃、60℃、65℃、70℃、75℃、80℃、85℃、90℃、95℃、100℃，测出热敏电阻在上述温度点时的电阻值.
3、根据上述实验数据，绘出R-t曲线.。