負(fù)溫度系數(shù)(NTC:Negative Temperature Coefficient ))熱敏電阻器是一種電阻值隨著溫度的升高而減小,溫度降低而增加的熱敏電阻器,其阻值的變化可以由外在的環(huán)境溫度或是回路中的電流引起的元件自熱,這種電阻值隨著溫度改變的可預(yù)知性是熱敏電阻器應(yīng)用的基礎(chǔ)。
負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻器屬于半導(dǎo)體元件的一種,通常是由錳、鈷、鎳、銅、鐵等金屬氧化物為主要材料燒結(jié)而成,燒結(jié)后形成不同的形狀和尺寸。通過改變半導(dǎo)體中元素的組成和本體尺寸,NTC熱敏電阻器在室溫下的變化范圍在1Ω~1000000Ω,溫度系數(shù)-2%到-6.5%/℃
NTC熱敏電阻特性圖示:
術(shù)語說明
NTC熱敏電阻
NTC熱敏電阻器(Negative Temperature Coefficient Thermistor)是一種電阻值對溫度極為敏感的半導(dǎo)體元件,是由錳(Mn)、鎳(Ni)、一氧化碳(Co)、銅(Cu)等氧化物燒結(jié)而成,其主要特性是電阻值會隨著溫度的變化而變化。
■ 負(fù)溫度系數(shù)(NTC)熱敏電阻
負(fù)溫度系數(shù)(NTC)熱敏電阻器是一種電阻值隨著溫度的升高而減小、溫度的降底而增加的熱敏電阻。
■ 零功率電阻(RT)
零功率電阻是在一定的溫度條件下,NTC熱敏電阻器因測量時(shí)產(chǎn)生的熱量使得電阻值的變化小于0.1%時(shí),此電阻值稱為零功率電阻。
■ 額定零功率電阻(R25)
額定零功率電阻在沒有特別說明的情況下,是指在25℃環(huán)境溫度中所測得的電阻值。
■ B值
電阻值隨溫度變化的熱敏感指數(shù),由[敏感詞]的公式表示:
或者
備注
B: 單位為[敏感詞]溫度(K)
R1: 溫度T1時(shí)的電阻值,單位為Ω
R2: 溫度T2時(shí)的電阻值,單位為Ω
T1=298.15K(+25℃),T2=358.15K(+85℃)
上面給出的是T1和T2標(biāo)稱值,當(dāng)具體規(guī)定B值在某一溫度下測量時(shí),在計(jì)算過程中T1和T2將會用指定值([敏感詞]溫度K)代替標(biāo)稱值。
■ 熱耗散系數(shù)(δ)
熱耗散系數(shù)是指在特定周圍溫度條件下,在特定的介質(zhì)中,NTC熱敏電阻器所消耗功率的變化對本體溫度變化的比值,一般用W/K表示。
■ 熱時(shí)常數(shù)(τ)
在零功率情況下,當(dāng)周圍溫度成階梯涵數(shù)變化時(shí),其本體溫度的變化達(dá)到其初溫度與終溫度差的63.2%時(shí)所需的時(shí)間。單位:秒(Sec)。
附表:熱時(shí)常數(shù)與溫度變化率之間的關(guān)系
■ 電壓-電流特性
在25℃靜止空氣中或是在規(guī)定溫度條件下,加在NTC熱敏電阻器兩端的直流或交流電壓和通過的穩(wěn)態(tài)電流之間的關(guān)系。
■ 電阻-溫度特性(R-T)
NTC熱敏電阻器零功率電阻與本體溫度之間的關(guān)系,其阻值近似按[敏感詞]的公式計(jì)算:
在這里,R和R1分別是在周圍溫度T和T1的條件下測得的零功率電阻值,其中溫度用[敏感詞]溫度(K)表示K=273.15+℃,B值是熱敏感指數(shù)。
應(yīng)用說明
■ 溫度測量
NTC熱敏電阻給許多溫度量測提供實(shí)用、低成本的解決方案,常見的是用于溫度量測的電路,一個(gè)用NTC熱敏電阻器進(jìn)行溫度測量的電路可由一個(gè)惠斯登電橋構(gòu)成,在電橋中一個(gè)電橋臂上含有一個(gè)NTC熱敏電阻器。
■ 溫度控制
NTC熱敏電阻器作為敏感的溫度傳感元件,廣泛的應(yīng)用于溫度控制系統(tǒng),下圖是由熱敏電阻和電壓比較器組合構(gòu)成的基本的溫度控制原理圖,該電路能將溫度信號直接轉(zhuǎn)換成比較器的輸出高低電壓信號,利用比較器的輸也電壓配合恰當(dāng)?shù)木w管等開關(guān)元件導(dǎo)通或切斷主回路電源,從而達(dá)到控溫或過溫保護(hù)的目的。
■ 溫度補(bǔ)償
許多半導(dǎo)體和ICs有溫度系數(shù)而且要求溫度補(bǔ)償,以在較大的溫度范圍中達(dá)到穩(wěn)定性能的作用,由于NTC熱敏電阻器有較高的溫度系數(shù),所以廣泛應(yīng)用于溫度補(bǔ)償。
■ 突波電流抑制
包含有電容、燈泡燈絲、熒光燈換流器和加熱器等的電子電路中,在開關(guān)閉合的瞬間會產(chǎn)生一個(gè)比正常工作電流高出百倍的突波電流,利用NTC熱敏電阻器的零功率電阻值來抑制開機(jī)瞬間的突波電流,可以使突波電流不致過大,并且在完成抑制突波電流作用以后,由于通過其電流的持續(xù)作用,隨著熱敏電阻器本體溫度升高,其電阻值將下降到非常小的程度,消耗的功率可以忽略不計(jì),電壓幾乎均加到后面設(shè)備中,從而保證線路的正常工作。
■ 液位感測
液位感測主要是利用熱敏電阻器在液體中的耗散常數(shù)與在空氣中或是蒸汽中不同的特性,當(dāng)熱敏電阻器浸入在液體中時(shí),其耗散常數(shù)會增加,溫度下降,熱敏電阻兩端的電壓上升。利用NTC熱敏電阻器的這中特性就可以在某一確定位置準(zhǔn)確的監(jiān)測出液體的存在或是不存在。
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