压敏电阻的测量及其用途_马洁

压敏电阻的测量及其用途_马洁 马洁：压敏电阻的测量及其用途 压敏电阻的测量及其用途 马 摘 要：本文介绍了压敏电阻和压敏电阻的测量方法，以及其作途。 文献标识码：A 国家标准学科分类代码：460.4025 洁 （常州市计量测试技术研究所，江苏常州213000） 关键词：压敏电阻；测量方法；用途中图分类号：TM934.1 DOI：10．15988/j．cnki．1004－6941．2017．01．051 MeasurementandApplicationofVaristor MaJie 1 压敏电阻的定义 加在压敏电阻两端的电压。近似于拐点电压。用U1mA表 示。测试设备：MYZ－3型压敏电阻三参数测试仪 。 压敏电阻是指在一定电流电压范围内电阻值随电压 “电阻值对电压敏感”而变，或者是说的阻器。按结构分类分为结型压敏电阻器、体型压敏电阻器、单颗粒层压敏 电阻器、薄膜压敏电阻器。按使用材料分类分为氧化锌压敏电阻器、碳化硅压敏电阻器、金属氧化物压敏电阻器、锗（硅）压敏电阻器、钛酸钡压敏电阻器。按伏安特非对称型压敏性分类分为对称型压敏电阻器（无极性）、电阻器（有极性）。2 压敏电阻工作原理 图（1）是压敏电阻器的伏安特性曲线，可以看出，它 漏电流：在标准测试条件下，施加最大允许直流电压 时，流过压敏电阻的电流值。测试设备：MYZ－3型压敏电阻三参数测试仪。 通流容量：施加给压敏电阻波形为8/20μS的脉冲电流，时间间隔2分钟，同方向施加两次，使压敏电压变化率在±10%以内的最大电流峰值。测试设备：脉冲发生器、记忆示波器MYZ－3型、压敏电阻三参数测试仪。结电容：使用1kHz，电平≤1Vrms的电信号，测量压敏电阻的电容量。测试设备：CY2646A型容量测试仪。4 压敏电阻的用途 根据使用目的的不同，可将压敏电阻器区分为两大类：保护用压敏电阻和电路功能用压敏电阻。压敏电阻器的保护功能，绝大多数应用场合下，是可以多次反复作用的，但有时也将它做成像电流保险丝那样的“一次性”保护器件。例如并联在某些电流互感器负载上的带短路接点压敏电阻。电路功能用压敏电阻主要应用于瞬态过电压保护，但是它类似于半导体稳压管的伏安特性，还使它具有电路元件功能。 （下转第115页） 是一条对称的非线性曲线当外加电压较低时，流过电阻的电流很小，压敏电阻器呈高阻状态；当外加电压达到或超过压敏电压Uc时，压敏电阻器的阻值急剧下降并迅速导通，其工作电流会增加几个数量级，从而有效地保护了电路中的其他元件不会肉过压而损坏。 图（2）所示的是氧化锌压敏电阻的微观结构，它包括氧化锌（ZnO）晶粒以及晶粒周围的晶界层。氧化锌晶粒的电阻率很低，而晶界层的电阻率很高，相邻两个晶粒之间便形成了一个压敏单元每个单元的击穿电压大约为3.5V。在压敏电阻器内许许多多的这种单元进行串联和并联便构成了压敏电阻器的基体。串联的单元越多，其击穿的电压就越高；基体的横截面积越大，其通流容量也越大。 3压敏电阻的主要参数及其测量方法 （1）压敏电阻的主要参数有：压敏电压、漏电流、通流容量、结电容等。 （2）压敏电压：在标准测试条件和直流1mA电流下，施 收稿日期：2016－11－21 片　式　压　敏　电　阻 DEVICE RATING AND SPECIFICATIONS Working 深圳市康泰嵩隆电子科技有限公司 Breakdown Voltage @ 1mA DC Peak Current 8/20uS Ip(MAX) Clamping Voltage 8/20uS VC 9 12 14 A 1 1 1 1 1～10 1～10 1～10 1～10 1～10 1～10 1～10 1～10 1～10 1～10 1～10 1～10 1～10 1～10 1～10 1～10 2.5～10 2.5～10 2.5～10 5～10 5～10 5～10 5～10 5～10 5～10 5～10 5～10 5～10 Part Number Part Number Voltage AC DC VDC 2 3.3 5.5 9 14 16 18 22 24 26 27 30 36 42 45 47 56 60 65 68 85 100 125 150 170 180 200 225 300 320 350 385 3.3 5 8 12 18 21 24 27 30 33 37 39 47 53 56 60 68 76 82 90 100 120 150 180 205 220 240 270 360 390 430 470 VRMS 06008305 1206121012821220 VB 2.6～4.0 4.0～6.0 6.6～9.9 10～14.0 16～20.0 19～23 22～27 24～30 27～33 29～36 33～40.5 35～42 42～52.5 47～58.5 51～62 53～66 61～75 68～84 74～92 80～100 90～110 108～132 135～165 162～198 184.5～225.5 198～242 216～264 243～297 324～396 351～429 387～473 423～517 MVR****-3R3G MVR****-5R0G MVR****-8R0G MVR****-120G MVR****-180G MVR****-210G MVR****-240G MVR****-270G MVR****-300G MVR****-330G MVR****-370G MVR****-390G MVR****-470G MVR****-530G MVR****-560G MVR****-600G MVR****-680G MVR****-760G MVR****-820G 1.4 2.4 4 7 11 12 14 17 19 20 21 24 28 30 35 36 40 45 50 52 60 75 95 115 130 140 150 175 230 250 275 300 0603 10A～30A 0805 60A～100A 1206 80A～150A 1210 250A～500A 1812 400A～800A 2220 1000A～2000A 3220(08CH) 500A～800A 24 30 35 38 42 47 54 60 65 77 85 90 98 110 120 135 150 165 200 250 300 340 360 395 455 595 650 710 775 3220MVR****-900G MVR****-101G MVR****-121G MVR****-151G MVR****-181G MVR****-201G MVR****-221G MVR****-241G MVR****-271G MVR****-361G MVR****-391G MVR****-431G MVR****-471G ※ **** means 0603～3220(08CH) ｗｗｗ．ｔｗｔｃｒ．ｃｏｍ u2（I0）= 0.63A =0.36A表2 工作磁化电流/A 钳形表示值/A平均值/As（I0） 8.3 8.2 8.4 测量数据 8.5 8.1 8.28.20.1 8.3 8.1 8.2 8.38.2 王菊凤等：磁粉探伤机校准的磁化电流不确定度 3.1.3由被检磁轭式磁粉探伤机的分辨力导致的不确定度u3（I） 被检磁轭式磁粉探伤机的电流表为指针式电流表，8.5A电流表，分度值为0.5A，区间半宽为0.25A，按均匀分布，属B类评定。则其标准不确定度为： 0.25A u3（I）==0.14A 由于重复性分量包含分辨力引入的不确定度分量，为避免重复，只考虑两者中较大者，舍弃u1（I0），保留u3（I）。3.2磁粉探伤机磁化电流不确定度分析3.2.1重复性导致的标准不确定度u（I1） 重复性导致的标准不确定度可以通过重复性测量得到。属于A类评定。选取被检磁粉探伤机最大磁化电流为测量点，测量数据见表3所示。实际测量中，取测量三次的平均值作为测量结果。 表3 电流相对误差/%误差平均值/%s（I1）/% 7.9 8.0 6.9 测量数据6.1 7.47.40.62 6.9 8.2 7.4 7.67.5 0.7% =0.4%3.2.3由被检磁轭式磁粉探伤机的分辨力导致的不确定度u（I3）。 由于被检磁轭式磁粉探伤机的最大磁化电流较大，分辨力对测得值得影响非常小，可以忽略不计。4标准不确定度 4.1磁轭式磁粉探伤机主要标准不确定度汇总见表4。 u（I2）= 表4 不确定度符号 u2（I0） u3（I） 磁轭式磁粉探伤机不确定度汇总表 来源标准器准确度被检分辨力 数值（A）0.360.14 合成标准不确定度 表4各项不确定度互不相关，合成得：u=2（I0）+u3（I）=0.39A 4.2磁粉探伤机主要标准不确定度汇总见表5。 表5 不确定度符号 u（I1） u（I2） 磁轭式磁粉探伤机不确定度汇总表 来源标准器准确度被检分辨力 数值（%）0.360.4 合成标准不确定度 表5各项不确定度互不相关，合成得： urel=（I0）+u（I2）=0.54%5扩展不确定度 5.1磁轭式磁粉探伤机：取k=2，则U=2×u≈0.8A5.2磁粉探伤机：取k=2，则Urel=2×urel≈1.1% 参考文献 ［1］《磁轭式磁粉探伤机校准冯雪峰，宋家全，沈健等.JJF1458－2014［S］.北京：中国质检出版社，2014.7.规范》 ［2］樊义，沈健，宋家全等.JJF1273－2011《磁粉探伤机校准规范》［S］.北京：中国计量出版社，2011.4. 作者简介：王菊凤，女，工程师。工作单位：贵州省计量测试院。 龙波，黄徐瑞晗，贵州省计量测试院（贵阳550003）。 3.2.2标准器准确度导致的不确定度u（I2） 由标准器准确度引入的不确定度分量，采用B类评定。通过电流互感器和电流表测量磁化电流的误差由电流互感器的比差和电流表误差之和。根据0.2级电流互感 0.5级交直流电流器证书及说明书，最大允许误差为0.2%， 表的为0.5%，则误差和为0.7%。属均匀分布，故：（上接第113页） 压敏电阻的应用领域非常广泛，而且还在不断扩展。压敏电阻器既可以作为一个独立元件来使用，还可以与其它保护元件一起构成电涌保护器，例如： （1）汽车电子。这是压敏电阻最大的用户，其用量大体占世界压敏电阻总产量的31%，但都是低压规格。绝大部分是表面贴装元件，主要用于ABS电路极、发动机控制装置、电机通断时的过电压吸收。汽车中的小电 每只电机用一只压敏电阻。机可多达几十只， （2）蜂窝电话。这是压敏电阻的第二大用户，主要 用来吸收静电，都是SMD器件，平均每台蜂窝电话5只压敏电阻。 则：u（I1）= s（I1） =0.36% （3）个人计算机和商用计算机。主要用于电源电 I/O端口、路、调制解调器。（4）电源接线板，电源插座。在这一领域，多数是圆片引线式压敏电阻。 （5）灯用镇流器。用于启动电路。（6）低压电器和家用电器。电度表、漏电开关、继电器、接触器、断路器、微波炉、冰箱等。 （7）微电机。仅我国每年微电机耗量就有数亿只，每只微电机用一只环形压敏电阻作消噪元件。 作者简介：马洁，女，助理工程师。工作单位：常州市计量测试技术研究所。