書名: 通用電子元器件選用與檢測600個怎么辦作者名: 孫余凱 吳鳴山 項綺明等編著本章字?jǐn)?shù): 7727字更新時間: 2018-12-28 15:42:58
1.1 電阻元件選用與檢測的必備知識
電阻器通常分為固定電阻器、可變電阻器、敏感電阻器、熔斷電阻器及其他類型電阻器。常見的固定電阻器有RT型碳膜電阻器,RJ型金屬膜電阻器,RY型氧化膜電阻器及RX型線繞電阻器等。
電阻器的額定功率、電阻值及允許誤差一般都標(biāo)在電阻器上。額定功率較大的電阻器,一般都將額定功率直接印在電阻器的表面上。
電阻值及允許誤差有直標(biāo)法、文字符號法和色標(biāo)法3種。清楚這些標(biāo)注方法的含義,在選用時對電阻器標(biāo)稱電阻值的識別很有幫助。
1.常用的直標(biāo)法電阻器在電阻值標(biāo)注上有怎樣的特點?
所謂直標(biāo)法就是電阻值用阿拉伯?dāng)?shù)字,允許誤差用百分?jǐn)?shù),直接在電阻器體上標(biāo)注出來。例如:3kW±5%、5MW±10%等。
2.怎樣識別采用文字符號法標(biāo)注電阻器的電阻值?
所謂文字符號法就是電阻值用數(shù)字與符號組合在一起來表示,組合規(guī)律如下。
(1)文字符號
文字符號W、k、M處于2個數(shù)字中間時,前面的數(shù)字表示整數(shù)電阻值,文字符號后面的數(shù)字表示小數(shù)點后面的電阻值。
(2)允許誤差
允許誤差用符號表示,如J為±5%;K為±10%;M為±20%。此類符號一般置于標(biāo)稱符號的最后。
例如:3W±3k表示3.3W±10%,這種表示法可避免因小數(shù)點被蹭掉而誤識標(biāo)記。
3.怎樣識別采用色環(huán)標(biāo)注法標(biāo)注電阻器的電阻值?
(1)色環(huán)電阻值的表示方法
小型化的電阻值都采用色環(huán)標(biāo)注法,簡稱色標(biāo)法。色標(biāo)法就是用電阻體上不同顏色的色環(huán)作為標(biāo)稱電阻值和允許誤差的標(biāo)記。
(2)色環(huán)電阻值各環(huán)所代表的意義
普通精度的電阻值用4條色環(huán)表示,色環(huán)電阻值的表示方法如圖1-1所示。左邊(與端頭距離最近的)為第1色環(huán),順次向右為第2、第3、第4色環(huán)。各色環(huán)所代表的意義如下。
①第1色環(huán)、第2色環(huán)相應(yīng)地代表電阻值的第1位、第2位有效數(shù)字。
②第3色環(huán)表示第1位、第2位數(shù)之后加“0”的個數(shù)。
③第4色環(huán)代表電阻值的允許誤差。
各種色環(huán)電阻器的色環(huán)顏色—數(shù)值對照關(guān)系見表1-1所列。

圖1-1 色環(huán)電阻值的表示方法
表1-1 普通精度電阻器的色環(huán)顏色―數(shù)值對照表

(3)色環(huán)電阻器的識別方法舉例
①例如有一電阻器,色環(huán)為“白、棕、金、銀”,因為第3環(huán)金色為0.1W級,前面第1環(huán)“白”為9,第2環(huán)“棕”為1,最后“銀”為±10%。綜合起來可知該電阻器的標(biāo)稱電阻值是9.1W±10%。
②另一電阻器的色環(huán)為“橙、紅、綠、金”,則它的電阻值為3.2MW±5%。
③再有一電阻器,色環(huán)為“紅、黑、橙、金”,因為第2環(huán)是黑色,第3環(huán)是橙色,所以是整數(shù)幾十kW級,它表示的電阻值為20kW±5%。
④還有一電阻器,色環(huán)為“黃、黃、黃、金”,其標(biāo)稱電阻值為440kW±5%,實際電阻值為418~462kW。
4.電阻器的電阻值單位有哪幾種?這些單位之間有怎樣的換算關(guān)系?
電流通過電阻器和電位器時,電阻器和電位器對電流有阻礙作用,其阻礙作用的大小,即表為電阻值。
電阻器和電位器電阻值的單位是歐姆(簡稱歐),其符號用希臘字母“W”表示,在實際使用中還用到更大的單位如千歐(kW)和兆歐(MW)。它們之間的關(guān)系為:
1千歐(kW)=1000歐(W)
1兆歐(MW)=1000千歐(kW)=1000 000歐(W)
當(dāng)電流流過電阻器的時候,電阻器便會發(fā)熱。功率越大,電阻器發(fā)熱越厲害。如果使電阻器發(fā)熱的功率過大,電阻器就會被燒壞。電阻器長時間正常工作允許所加的最大功率叫做額定功率。
5.怎樣識別電阻器的額定功率?
電阻器的額定功率,通常有1/8W(瓦)、1/4W、1/2W、1W、2W、3W、4W、5W、10W等。1/8W和1/4W電阻器應(yīng)用較廣泛。
在電路圖中,電阻器的額定功率標(biāo)注方法:有的是在圖中直接標(biāo)出該電阻器的功率數(shù)值,如1/4W,3W等;也有的用圖1-2所示的不同功率電阻器的圖形符號來表示。

圖1-2 不同功率電阻器的圖形符號
固定電阻器的類型最多,應(yīng)用也最廣泛,既有大功率的電阻器,又有各種小功率的電阻器。
6.怎樣識別固定電阻器電路圖形符號?
固定電阻器在電路圖中的符號如圖1-3(a)所示,長方塊表示電阻器體,兩邊短線分別表示電阻器的兩根引出線。固定電阻器的文字符號常用字母“R”表示。
各種固定電阻器的外形如圖1-3(b)~(e)所示。
7.固定電阻器在電路中通常有怎樣的作用?
電路中,電阻器主要用來控制電壓和電流,即起降壓、分壓、限流、分流、隔離、匹配和信號幅度調(diào)節(jié)等作用。電阻器在電路中既可作為負(fù)載,又可組成分流器、分壓器,當(dāng)與電容進(jìn)行配合時,還可起濾波作用。其最典型的應(yīng)用是組成電阻器分壓和分流電路。
8.怎樣計算電阻器串聯(lián)后的電阻值?
由于固定電阻器串聯(lián)后,其總電阻值為各個分電阻器電阻值的總和。因此,可以將小電阻值的電阻器串聯(lián)起來代用大電阻值的電阻器。例如圖1-4(a)所示電路是以3只電阻器串聯(lián)為例來說明電阻器的串聯(lián)特性。若用3只電阻器R1~R3串聯(lián)后來代替R,則此時R的電阻值為:
R=R1+R2+R3

圖1-3 固定電阻器的外形及電路圖形符號
9.怎樣計算電阻器并聯(lián)后的電阻值?
固定電阻并聯(lián)后,其總電阻值會變小。因此,可以把大電阻值的電阻器并聯(lián)起來獲得小電阻值的電阻器。例如圖1-4(b)所示是3只電阻器并聯(lián)來代替1只電阻器,此時R的電阻值為:
R=R1·R2·R3 /(R2·R3+R1·R3+R1·R2)

圖1-4 電阻器串聯(lián)與并聯(lián)電路示意圖
如果并聯(lián)的電阻器其值均相同,則此時R的值為:
可變電阻器是一種連續(xù)可調(diào)的電阻器,其滑動臂(動接點)的接觸刷在電阻器體上滑動,可獲得與可變電阻外加輸入電壓和可動臂轉(zhuǎn)換成一定關(guān)系的電壓輸出。
10.怎樣識別可變電阻器在電路中的圖形符號?
(1)可變電阻器電路符號
可變電阻器又稱為電位器,在電路圖中不帶開關(guān)的電路符號如圖1-5(g)所示,帶開關(guān)的電路符號如圖1-5(h)所示。圖中仍用長方塊表示電阻器體,兩端的短線表示電阻器體兩端的引出焊片,帶箭頭的折線代表電阻器體上的滑動觸點。帶有開關(guān)的電位器符號的右面部分表示開關(guān),中間虛線表示開關(guān)與電位器是受同一轉(zhuǎn)軸控制的(音量控制采用帶開關(guān)的電位器時,電路圖中虛線往往不標(biāo)出)。

圖1-5 電位器的外形及電路符號
(2)可變電阻器電路文字符號
可變電阻器的外形如圖1-5(a)~(f)所示。電位器在電路圖中常用字母“RP”(舊標(biāo)準(zhǔn)用“W”)表示。
11.電位器是怎樣分類的?
知道電位器的類型,對于合理選用它很有好處。
(1)根據(jù)電位器使用的材料分類
電位器根據(jù)其使用的材料分類,有如圖1-5(b)所示的合成碳膜電位器和圖1-5(a)所示的線繞電位器。
(2)根據(jù)電位器外形的大小分類
根據(jù)其外形的大小可分為如圖1-5(c)~(f)所示的大、小和微型電位器。
(3)根據(jù)電位器電阻值分類
按電阻值變化規(guī)律分類,有線性(X)、指數(shù)(Z)和對數(shù)(D)電位器;
(4)根據(jù)電位器結(jié)構(gòu)分類
按結(jié)構(gòu)分類,有如圖1-5(a)、(c)和(d)所示的旋轉(zhuǎn)電位器和如圖1-5(e)所示的直滑式電位器;還有一種如圖1-5(f)所示的半可變電位器(即微調(diào)電位器)等。
12.常見電位器在結(jié)構(gòu)上有怎樣的典型特點?
電位器是一種電阻值可調(diào)的電阻器,對外有3個引出腳,其中有2個為固定端,另一個為滑動端(也稱中心抽頭端),改變滑動端的位置,可使其與固定端之間的電阻值發(fā)生改變。在電路中,常用電位器來調(diào)節(jié)電阻值或電位。
13.合成碳膜電位器在結(jié)構(gòu)上有怎樣的典型特點?
合成碳膜電位器(WTH型)是使用最多的一種,其電阻器體是用碳黑、石墨、石英粉及有機黏合劑等配制的混合物,涂在膠木板或玻璃纖維板上制成的。其特點是分辨率高,電阻值范圍寬,但滑動噪聲較大,耐熱耐濕性不好,精度不高(±20%),體積較大,使用壽命短。由于其價格低,故廣泛應(yīng)用于一般電路中。
14.有機實芯電位器在結(jié)構(gòu)上有怎樣的典型特點?
有機實芯電位器(WS型)的電阻器體是用碳黑、石英粉、有機黏合劑等材料混合加熱后,壓在塑料基體上,再經(jīng)加熱聚合而成的。其分辨率高,耐磨性好,電阻值范圍寬,可靠性高,體積小,壽命長;但耐壓稍低,噪聲較大,轉(zhuǎn)動力矩大。主要應(yīng)用于對可靠性和溫度要求較高的電子儀器中。
15.線繞電位器在結(jié)構(gòu)上有怎樣的典型特點?
線繞電位器(WX型)的電阻體是由電阻絲繞在涂有絕緣材料的金屬或非金屬板上制成的,簧片在電阻絲上滑動。可制成誤差僅為±0.1%的精密電位器和功率達(dá)100W以上的大功率電位器。
線繞電位器可分為單圈、多圈、多聯(lián)結(jié)構(gòu);根據(jù)用途可制成普通型、精密型、微調(diào)型;電阻值變化規(guī)律有線性與非線性2種。這種電位器耐壓好,精度高,噪聲小,但電阻值范圍較小(一般為幾W至幾十kW)。
熱敏電阻器是電阻值隨溫度變化而顯著變化的敏感元件。電阻值隨溫度升高而減小的稱為負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻器,用英文縮寫NTC表示。電阻值隨溫度升高而增加的稱為正溫度系數(shù)熱敏電阻器,用PTC表示。
16.怎樣識別熱敏電阻器在電路中的符號?
熱敏電阻器在電路中用文字符號“RT”或“R”表示,其電路圖形符號如圖1-6所示。

圖1-6 熱敏電阻器的電路圖形符號
17.熱敏電阻器按形狀結(jié)構(gòu)分類有哪幾種?各有怎樣的特點?
熱敏電阻器按形狀結(jié)構(gòu)分類,可以分為如圖1-7所示的幾種。

圖1-7 幾種熱敏電阻器外形示意圖
(1)片狀熱敏電阻器
片狀熱敏電阻器,包括圓片和方片,厚度為1.5~2.5Mm。
(2)墊圈式熱敏電阻器
墊圈式熱敏電阻器的電阻器體的直徑為φ6~30Mm,厚度在1~10Mm,中央開小孔成墊圈狀。
(3)桿狀熱敏電阻器
桿狀熱敏電阻器分為非密封、一般密封與真空密封3種。
(4)珠狀熱敏電阻
珠狀熱敏電阻器的電阻器體為f0.5Mm左右,把f0.03Mm的鉑絲用做內(nèi)引線,把f0.04Mm的鍍鎂絲用做引出線,電阻器體封于玻璃管中。
(5)其他形狀結(jié)構(gòu)熱敏電阻器
除了以上形狀結(jié)構(gòu)外,還有管狀、線狀、薄膜、厚膜及其他特殊形狀的熱敏電阻器。
18.熱敏電阻器按電阻值變化特性分類有哪幾種?各有怎樣的特點?
熱敏電阻器按電阻值變化的特性分類,可分為以下幾類。
(1)直熱式熱敏電阻器
直熱式熱敏電阻器的電阻值的變化是由本身所通過的電流或周圍環(huán)境溫度變化,以及兩者都變化的熱影響引起的。
(2)旁熱式熱敏電阻器
旁熱式熱敏電阻器的電阻值的變化是由電阻器體本身專用的加熱絲熱量的變化引起的。
19.熱敏電阻器按工作溫度范圍分類有哪幾種?各有怎樣的特點?
熱敏電阻器按工作溫度范圍分類,可分為以下幾種。
(1)常溫(-60~300℃)熱敏電阻器
常溫(-60~300℃)熱敏電阻器包括負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻器與正溫度系數(shù)熱敏電阻器(按電阻器溫度系數(shù)的大小分類,正溫度系數(shù)熱敏電阻器又可分為開關(guān)型和補償型正溫度系數(shù)熱敏電阻器)、臨界溫度熱敏電阻器(可用做高靈敏度調(diào)節(jié)器和溫度開關(guān)等)、薄膜型熱敏電阻器(可用做流量測量、紅外探測和微波功率測量)、厚膜型熱敏電阻器(可用做紅外探測)。
(2)低溫(-80~193℃)熱敏電阻器
低溫(-80~193℃)熱敏電阻器有氧化物陶瓷、玻璃碳、硅等品種,可用做低溫測量時使用。
(3)高溫(300℃以上)熱敏電阻器
高溫(300℃以上)熱敏電阻器具有穩(wěn)定性高和耐腐蝕等特點,廣泛應(yīng)用于汽車發(fā)動機排氣溫度的檢測,各種飛行器的高溫檢測系統(tǒng)及家用電器、復(fù)印機、工業(yè)設(shè)備等的溫度測量與控制。
20.光敏電阻器是一種怎樣的元器件?怎樣識別光敏電阻器的電路圖形符號?
光敏電阻器能夠?qū)⒐庑盘栔苯愚D(zhuǎn)換為電信號,也是一種特殊類敏感電阻器。
光敏電阻器屬有源器件,工作時必須加電源。它是一種對光敏感的元件,其電阻值會隨外界光照的強弱(明暗)變化而改變。
光敏電阻器在電路中用R或RG、RL表示。圖1-8所示是其電路圖形符號。

圖1-8 光敏電阻器的電路圖形符號
21.光敏電阻器有怎樣的特性?它是怎樣分類的?
(1)光敏電阻的特性
光敏電阻器是采用硅、鍺、硒化鎘、硒化鉛、硫化鉛、硫化鋅或銻化銦等材料制成的。它的工作區(qū)在一個很薄的光敏層上(也稱為光導(dǎo)層,如圖1-9所示)。光敏層具有電阻器特性,兩端用金屬電極引出。

圖1-9 帶金屬外殼的光敏電阻器內(nèi)部結(jié)構(gòu)
當(dāng)沒有光照時,光敏電阻器的電阻值較大。一旦光線照射到光敏層上,半導(dǎo)體材料中的載流子將迅速增加,電阻值下降。光照越強,電阻值越小。
(2)光敏電阻器的結(jié)構(gòu)
光敏電阻器有2種結(jié)構(gòu):一種帶有金屬外殼,頂部有玻璃窗口,如圖1-10(a)所示;另一種不帶金屬外殼,如圖1-10(b)所示。

圖1-10 光敏電阻器的兩種結(jié)構(gòu)示意圖
(3)光敏電阻器的類型
光敏電阻器在制造中如果使用不同的材料或摻入不同的雜質(zhì),可以使光敏電阻器具有不同的光譜特性,從而得到可見光光敏電阻器、紅外光光敏電阻器、紫外光光敏電阻器等不同類型的光敏電阻器。
22.光敏電阻器有怎樣的光譜特性和照度特性?
光敏電阻器的特性參數(shù)較多,與選擇和應(yīng)用有關(guān)的特性參數(shù)如下。
(1)光譜特性
光敏電阻器的光譜特性曲線如圖1-11所示,其波長范圍在400~800nm之間。根據(jù)光敏電阻器中摻雜的原子不同及摻雜濃度不同,其峰值波長有所不同,通常在520~720nm之間變化。

圖1-11 光敏電阻器的光譜特性曲線
(2)照度特性
光敏電阻器的照度特性是指當(dāng)在光敏電阻器上施加一定電壓時,光敏電阻器的光電流或光電阻器與照度之間的關(guān)系。圖1-12所示是典型的硫化鎘光敏電阻器的光照特性曲線。

圖1-12 典型的硫化鎘光敏電阻器的光照特性曲線
23.光敏電阻器有怎樣的特性參數(shù)?
(1)響應(yīng)時間
光敏電阻器的響應(yīng)時間約為10-3~10-2s,與其他光敏元件相比,其響應(yīng)時間是最慢的,故僅適用于在低頻條件下工作。
(2)溫度特性
光敏電阻器的溫度特性與原料的配方、雜質(zhì)的含量及工藝有關(guān)。一般照度大于10lx時,其溫度系數(shù)為正。照度越大,溫度系數(shù)也越大。
(3)亮電阻值與暗電阻值
光敏電阻受光照時的電阻值稱為光(亮)電阻值,沒有光照時的電阻值稱為暗電阻值。暗電阻值一般為0.5~200MW;亮電阻值一般為0.5~20kW。
(4)最高工作電壓
最高工作電壓是指光敏電阻器在額定功率下所允許承受的最高電壓。
(5)亮電流
亮電流是指光敏電阻器在規(guī)定的外加電壓下受到光照時所通過的電流。
(6)暗電流
暗電流是指在無光照射時,光敏電阻器在規(guī)定的外加電壓下通過的電流。
(7)時間常數(shù)
時間常數(shù)是指光敏電阻器從光照躍變開始到穩(wěn)定亮電阻值的63%時所需的時間。
(8)靈敏度
靈敏度是指光敏電阻器在有光照射和無光照射時電阻值的相對變化。
24.怎樣識別濕敏電阻器的電路圖形符號?
濕敏電阻器是一種對環(huán)境濕度敏感的元件。它的電阻值會隨著環(huán)境的相對濕度的變化而變化。
濕敏電阻器在電路上的文字符號用字母R或RS表示,在電路中的圖形符號如圖1-13所示。

圖1-13 濕敏電阻器的電路圖形符號
25.濕敏電阻器在結(jié)構(gòu)上有怎樣的特點?
濕敏電阻器是利用某些介質(zhì)對濕度比較敏感的特性制成的。濕敏電阻器主要由感濕層、電極和具有一定機械程度的絕緣基片組成。它的感溫特性隨著使用材料的不同而有差別,有的濕敏電阻器還具有防塵外殼。
(1)感濕層
感濕層為微孔型結(jié)構(gòu),具有電解質(zhì)特性。根據(jù)感濕層使用的材料配方不同,可以分為正電阻器濕度特性(即濕度增大時,電阻值也增大)和負(fù)電阻器濕度特性(即濕度增大時,電阻值減小)。
(2)基體
基體多采用聚碳酸酯板、氧化鋁、電子陶瓷等不吸水、耐高溫的材料制成。
26.濕敏電阻器是怎樣進(jìn)行工作的?
濕敏電阻器的工作原理主要是物理吸附和化學(xué)吸附,感濕層為微孔型結(jié)構(gòu),極易吸附空氣中的水分子。當(dāng)感濕層的水分子含量增多時,引起電極間電導(dǎo)率上升;同時,濕敏元件的感濕層具有電解質(zhì)特性,其正離子吸附空氣中水分子的羥基(OH),在外加電壓的作用下,產(chǎn)生載流子移動,也使電導(dǎo)率上升。
上述現(xiàn)象的變化是可逆的,即當(dāng)空氣中水蒸氣含量減小時,感濕層又會釋放羥基(OH),引起電導(dǎo)率降低。為了不使感濕層因極化而降低感濕靈敏度,使用時應(yīng)采用脈沖或交流電壓驅(qū)動方式。
27.怎樣識別磁敏電阻器的電路圖形符號?
磁敏電阻器簡稱磁敏電阻或磁控電阻,是一種對磁場敏感的半導(dǎo)體元件,用于將磁感應(yīng)信號轉(zhuǎn)換為電信號。
磁敏電阻器在電路中用字母“RM”或“R”表示,在電路中的圖形符號如圖1-14所示。

圖1-14 磁敏電阻器的電路圖形符號
28.磁敏電阻器的外形結(jié)構(gòu)有怎樣的特點?
磁敏電阻器是一種磁電轉(zhuǎn)換器件,它是利用具有磁阻效應(yīng)的電阻材料制成的。磁敏電阻器做成片狀,長寬尺寸只有幾個毫米,為了提高靈敏度,電阻器體通常做成彎彎曲曲的形狀,并通過光刻等方法形成柵狀的短路條。磁敏電阻器在結(jié)構(gòu)上有兩端型和三端差分型之分。
29.磁敏電阻器是怎樣進(jìn)行工作的?
磁敏電阻器常用InSb(銻化銦)材料加工而成。半導(dǎo)體材料的磁阻效應(yīng)包括物理磁阻效應(yīng)和幾何磁阻效應(yīng)兩方面。
(1)物理磁阻效應(yīng)
物理磁阻效應(yīng)又稱為磁電阻率效應(yīng)。在一個長方形半導(dǎo)體InSb片中,沿長度方向有電流通過時,若在垂直于電流片的寬度方向施加一個磁場,半導(dǎo)體InSb片長度方向上就會發(fā)生電阻率增大現(xiàn)象。這種現(xiàn)象就稱為物理磁阻效應(yīng)。
(2)幾何磁阻效應(yīng)
幾何磁阻效應(yīng)是指半導(dǎo)體材料的磁阻效應(yīng),是一種與半導(dǎo)體片幾何形狀有關(guān)的物理量。實驗表明,當(dāng)半導(dǎo)體片的長度大于寬度時,磁阻效應(yīng)并不顯著;反之,當(dāng)長度小于寬度時,磁阻效應(yīng)就很明顯。
磁敏電阻器在弱磁場時,磁阻比與磁感應(yīng)強度的平方成正比;在強磁場時,磁阻比與磁感應(yīng)強度成正比。這種關(guān)系可用圖1-15所示的電阻值與磁感應(yīng)強度關(guān)系曲線來表示。在該圖線中,RB/RO為磁阻比,B為磁感應(yīng)強度。不難看出,磁阻比隨磁感應(yīng)強度的變化具有對稱性。

圖1-15 磁敏電阻器的電阻值與磁感應(yīng)強度關(guān)系曲線
30.怎樣識別氣敏電阻器的電路文字符號與電路圖形符號?
氣敏電阻器又稱為氣敏電阻傳感器,簡稱為氣敏電阻,是一種氣敏元件,也有人稱其為“電子鼻”。它的電阻值隨被檢測氣體的濃度(成分)而變化,能將被測氣體的濃度(成分)信號轉(zhuǎn)變成相應(yīng)的電信號。
氣敏電阻器的種類較多,無論何種用途的氣敏電阻器,其外形及引腳排列是一樣的,其在電路中用字母“R”或“RQ”表示。圖1-16所示是氣敏電阻器的電路圖形符號。在該圖中,f-f為加熱電極,也稱為燈絲;A、B為兩個信號電極或稱測量極。使用時,常將A、B短接起來。氣敏電阻器的電阻值指的是加熱電極和信號電極之間的電阻值。

圖1-16 氣敏電阻器的電路圖形符號
31.氣敏電阻器是怎樣分類的?在結(jié)構(gòu)上有怎樣的特點?
(1)氣敏電阻器的類型
氣敏電阻器分為N型、P型和結(jié)型三種,N型氣敏電阻器用氧化銦、氧化鋅、氧化錫等材料做成,在檢測可燃?xì)怏w的濃度時,其電阻值隨氣體濃度的增大而減小;P型氣敏電阻器采用氧化鎳、三氧化二鉻等材料制成,在檢測氣體濃度時,其電阻值隨氣體濃度的增大而增大。結(jié)型氣敏電阻器的材料類似結(jié)型場效應(yīng)晶體管的材料,檢測氣體濃度時,其電阻值隨著材料的摻雜程度的不同而增大或減小。
(2)氣敏電阻器的結(jié)構(gòu)
常見的氣敏電阻器,其管芯通常采用繞結(jié)型。目前,國產(chǎn)氣敏元件的加熱方式有兩種:
①直熱式:直熱式氣敏電阻器的加熱絲f-f與測量極導(dǎo)線A-B(也繞成燈絲狀)一同繞結(jié)在管芯內(nèi)。
②旁熱式:旁熱式氣敏電阻器的管芯用陶瓷管作基底,在陶瓷管內(nèi)部穿入一根加熱絲,在陶瓷管表面配置測量極和半導(dǎo)體氣敏材料,經(jīng)高溫?zé)Y(jié)而成。
32.氣敏電阻器是怎樣進(jìn)行工作的?
(1)氣敏電阻器的材料
氣敏電阻器是用某些非化學(xué)配比的金屬氧化物半導(dǎo)體材料制成的。這類材料在一定的工作溫度下,由于表面吸附某種氣體分子發(fā)生氧化-還原反應(yīng)而引起其電阻率發(fā)生變化。
(2)工作基理
具體地說,這類半導(dǎo)體在200~400℃下,由于表面吸附空氣中的氧形成氧的負(fù)離子,使半導(dǎo)體導(dǎo)帶中的電子密度減少,靜態(tài)電阻值升高到105Ω左右。這時,如果遇到能夠供給電子的可燃性氣體,如氫、一氧化碳、煤氣、天然氣、液化石油氣、烷類氣體、烯類氣體、氨類蒸氣、酒精蒸氣、汽油、煤油的蒸氣等,原來吸附的氧又將脫附,放出電子還原,可燃性氣體以下離子狀態(tài)吸附在半導(dǎo)體表面,也放出電子,這就使半導(dǎo)體中帶的電子密度增大,電阻值下降,其電阻值下降的程度隨環(huán)境中氣體成分的濃度不同而不一樣。
用這種氣敏電阻器對可燃性氣體進(jìn)行檢測、檢漏、監(jiān)控時,具有靈敏度高、穩(wěn)定性好、響應(yīng)和恢復(fù)時間短、電阻值變化大等特點。
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