ptc的学位论文(东南大学 博士) page 08

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1、第六章聚合物PTC传感元件的$x1i试方法第六章聚合物PTC传感元件的测试方法'6.1引言聚合物PTCS的测试分电性能的测试与性能参数的测量。对其测试有精确性、准确性、自动化程度以及测试环境等特殊要求，因而必须采用专门的测试手段;对生产而言，为监控产品质量，及时调整工艺条件，必须有科学、合理、实用的测试设备。本章将系统分析与介绍聚合物PTCS电性能和性能指标的测试方法。'6.2聚合物PTCS电性能的测试方法聚合物PTCS电性能的测试分:电阻_温度特性、电流_时间特性、伏_安特性、电阻_频率特性。这里分别进行分析。夸6.2.1电阻一温度特性的测量电阻一温度特性测量时，必须保证聚合物PTCS的功耗

2、低到因其本身的功耗引起的阻值变化可以忽略的程度，即电阻为零功率电阻。聚合物PTCS的零功率电阻测量应在超级恒温油浴中进行。将电阻固定在抗腐蚀的夹具上，一同浸入绝缘油中，待温度完全平衡后才进行测量。温度的测量可以采用温度计等量具，测量时所用器具、仪表及测量方一法造成的误差总和应小于电阻值偏差的10%。在要求不高的场合，温度源可以采用老化箱、恒温箱等，但其误差也应满足相应标准中规定的范围。聚合物PTCS零功率电阻值的测量，主要考虑以下两个方面的问题。(1)测量电流引起的PTCS温度的升高应控制在可以忽略的范围内;(2)测量时应保证元件两端的电压为恒定值，以消除电压效应造成的误差，特别是温度升高、电

3、阻值发生阶跃变化时，应调整电压保持恒定。PTCS零功率电阻值的常用测量方法有以下几种。幻电压表一电流表法图6-1电压表一电流表法这是一种最原始的测量方法，原理如图6-1所示。待测电阻的表达式为II(6-1)尺义=1一UlRvRi，为电压表的内阻。当Rv>>Rx时，上式演化为Rx=IIII(6-2)东南大学博士学位论文测量时调整Ro以保证测量电阻呈零功率状态。这种测量方法的优点是测量简单，还可以了解通过样品电流的情况，缺点是当温度在居里点以上时，为保证零功率状态，必须降低电流，为此要求电流表的灵敏度极高，同时对电压表的内阻也要求很高，否则有较大的测量误差。b)欧姆表法图6-2欧姆表法欧姆表测量法

4、原理如图6-2，图中Ra为检流计内阻，Rn为标准电阻，Rp为调整电阻，Rx为待测PTCS。当开关K闭合时，流过电路的电流为几二(6-3)RaRp十RnRa+Rp打开开关K则有(6-4)I,“一RaRp+凡j+尺丫Ra+Rp由上式可以看出，当标准电阻与检流计内阻固定时，待测PTCS的阻值仅与Ixtl。有关。即与欧姆表的刻度及检流计的灵敏度有关。用这种方法测量PTCS的优点是迅速;缺点是精度较低，无法保证待测聚合物PTCS两端恒定电压，也难以估计是否保证了零功率状态，这在更换阻值测量量程时更为严重。因此，只能在简单测量时选用。C3数字欧姆表法数字赶压表图6-3数字欧姆表法数字欧姆表是由电阻一电压变

5、换器与数字式电压表组成的。常用的电阻·电压变换器有恒压源及恒流源两种变换形式，前者对于聚合物PTCS的测量较为合适，其原理图见图6一，图中假定为恒压源、放大器的放大倍数足够大，则有D_Rh。1、,.一—J山、产(6-5)与测量误差主要取决于数字电压表的精度.这种方法的优点是测量迅速、简便，但很难保证待测试样在等电压下测量。第六章聚合物PTC传感元件的测试方法d)电桥法图6一电桥法电桥法的测量电路如图6-4所示，电桥的平衡条件有R。R洲RX=-一R一，(6-6)，式中R1,R2,R3均为标准电阻。在实际电桥中，把R2/Rl称为比例臂，用它来改变量程，R3为读数电阻。电桥法测量PTCS电阻具有较高

6、的精度。但当Rx随温度发生变化时，在U不变的前提下，由于分压比发生变化，因而样品两端电压也发生变化，满足不了等电压测量的要求。同时由于PTCS的阻值的增大，还有可能超过零功率的要求。el分电压测量法.

7、泊1}U2丈.十杏甲Rv图6-5分电压测量法分电压测量电路如图6-5所示。图中，琢为标准可调电阻箱，Rv为电压表的内阻。由图可知I=竺生(R,+R,)(6-7)RNRV’‘’选取Rv;RN则I}竺(6-8)RN_Z人R,r(6-9)假定U:为恒电压源电压，调整翰使U:保持恒定值，并取U,=l1U2，则Rx=10RN。显然，测量误差仅与RN有关，Rx可由RN直接读出。分压法测量电路由于保持不变，因

8、而聚合物PTCS两端的电压也不变。另外，由于元件的功耗随电阻增大而减小，只要开始测量时保持电阻处于零功率状态，则在整个测量过程中就不会出现超功率的现象。因此，用分压法测量聚合物PTCS的零功率电阻值是较为理想的。东南大学博士学位论文_____乃阻温特性的自动化测量系统测量聚合物PTCS的阻温特性一般采用描点法，即改变温度，待某一温度平衡后，测量一个电阻值，测量一定数量的点后，将它们描绘在单对数坐标