【摘 要】
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正温度系数电阻（PTCR）元件拥有三大基本特性:阻值温度特性、伏安特性和电流时间特性,被广泛应用于众多领域。在实际的应用中发现,当温度一定的情况下,PTCR元件的零功率阻值会随着所加载电压的上升呈现出明显的下降,此现象就被称为电压效应。本文所研究的电压效应测试系统的测试数据将同时反映出PTCR的阻值随外加电压和温度的变化关系。电压效应对PTCR元件的工作有着较大的负面影响,尤其是高电压下,如若不能
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正温度系数电阻（PTCR）元件拥有三大基本特性:阻值温度特性、伏安特性和电流时间特性,被广泛应用于众多领域。在实际的应用中发现,当温度一定的情况下,PTCR元件的零功率阻值会随着所加载电压的上升呈现出明显的下降,此现象就被称为电压效应。本文所研究的电压效应测试系统的测试数据将同时反映出PTCR的阻值随外加电压和温度的变化关系。电压效应对PTCR元件的工作有着较大的负面影响,尤其是高电压下,如若不能将这种影响,限定在可控范围,将导致设备性能不稳定甚至损坏。如今新能源汽车的快速发展,对能耐受高电压的PTCR元件需求激增,所以高耐压的PTCR电压效应的测试设备有着重要研究意义。高耐电压的PTCR电压效应测试需要在零功率条件下完成,因此对测试电压和数据采集有较高要求,本文创新性设计使用毫秒级高压脉冲源来提供电压（50～1000 V）,采取高采样率的可编程峰值电压表进行数据的实时采集,使整个测试过程完全符合零功率条件。在加载高电压的升温测试中,由于PTCR自身阻值（10~3～10~7Ω）变化过大而导致的采样电阻分压波动剧烈,所以本文设计了采样电阻多档动态切换来降低误差,使加载在PTCR上的高电压仅在较小的范围波动。本文还设计了电热炉,提供测试温度（30～305℃）环境的同时还将高低温电路隔离,保证测试的稳定性,设计温度控制程序实现对炉内温度的智能控制;系统总体软件部分使用C++11多线程编程来保持温度和电压数据读取的同步,保证数据的即时性和准确性,控制各模块完成对不同温度下的PTCR电压效应的测试。在完成系统的搭建和调试后,对PTCR样品进行了多组高电压下的阻值温度曲线测试,处理数据后拟合出电压效应曲线图,通过对比分析和电压效应系数计算,得到的结果基本符合电压效应测试的预期结果,针对电压效应曲线的不平滑问题进行了详细的误差分析,给出了改进措施。本研究所设计的测试系统基本能实现高电压强度下PTC热敏电阻的零功率电压效应测试,为研究高耐电压PTC热敏陶瓷的电压效应提供了有力依据。
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