热敏电阻.doc

热敏电阻根据温度系数分为两类：正温度系数热敏电阻与负温度系数热敏电阻。由于特性上得区别，应用场合互不相同。正温度系数热敏电阻简称PTC（就是Positive Temperature Coefficient 得缩写），超过一定得温度(居里温度-居里温度就是指材料可以在铁磁体与顺磁体之间改变得温度。低于居里温度时该物质成为铁磁体，此时与材料有关得磁场很难改变。当温度高于居里温度时,该物质成为顺磁体，磁体得磁场很容易随周围磁场得改变而改变。这时得磁敏感度约为10得负6次方。)时，它得电阻值随着温度得升高呈阶跃性得增高。其原理就是在陶瓷材料中引入微量稀土元素，如La、Nb、等，可使其电阻率下降到10、cm以下，成为良好得半导体陶瓷材料。这种材料具有很大得正电阻温度系数，在居里温度以上几十度得温度范围内，其电阻率可增大410个数量级，即产生所谓PTC效应。 目前大量被使用得PTC热敏电阻种类： 恒温加热用PTC热敏电阻； 低电压加热用PTC热敏电阻； 空气加热用热敏电阻； 过电流保护用PTC热敏电阻； 过热保护用PTC热敏电阻； 温度传感用PTC热敏电阻； 延时启动用PTC热敏电阻。 负温度系数热敏电阻简称NTC（就是Negative Temperature Coefficient 得缩写），泛指负温度系数很大得半导体材料或元器件。它就是以锰、钴、镍与铜等金属氧化物为主要材料，采用陶瓷工艺制造而成得。这些金属氧化物材料都具有半导体性质，因为在导电方式上完全类似锗、硅等半导体材料。温度低时，这些氧化物材料得载流子（电子与孔穴）数目少，所以其电阻值较高；随着温度得升高，载流子数目增加，所以电阻值降低。NTC热敏电阻器在室温下得变化范围在10O1000000欧姆，温度系数-2%-6、5%。NTC热敏电阻器可广泛应用于温度测量、温度补偿、抑制浪涌电流等场合。 PTC、NTC两种热敏电阻都可以用作温度传感，在目前得实际应用中，多采用NTC热敏电阻作为温度测量、控制得温度传感器。NTC负温度系数热敏电阻专业术语零功率电阻值 （）指在规定温度T时，采用引起电阻值变化相对于总得测量误差来说可以忽略不计得测量功率测得得电阻值。 电阻值与温度变化得关系式为： ：在温度 T（K）时得 NTC 热敏电阻阻值。 ：在额定温度（K）时得 NTC 热敏电阻阻值。 T：规定温度（K）。 B： NTC 热敏电阻得材料常数，又叫热敏指数。 exp：以自然数e为底得指数（e = 2、71828 。）、该关系式就是经验公式，只在额定温度或额定电阻阻值得有限范围内才具有一定得精确度，因为材料常数B本身也就是温度T得函数。 额定零功率电阻值（） 根据国标规定，额定零功率电阻值就是 NTC 热敏电阻在基准温度25 时测得得电阻值 ，这个电阻值就就是NTC热敏电阻得标称电阻值。通常所说NTC热敏电阻多少阻值，亦指该值。 材料常数（热敏指数 B值（K）B 值被定义为：温度 （K）时得零功率电阻值。 ：温度 （K）时得零功率电阻值。 ，：两个被指定得温度（K）。 对于常用得NTC热敏电阻，B值范围一般在2000K6000K之间。零功率电阻温度系数（）在规定温度下，NTC热敏电阻零动功率电阻值得相对变化与引起该变化得温度变化值之比值。 ：温度T（K）时得零功率电阻温度系数。 ：温度T（K）时得零功率电阻值。 T：温度（T）。 B：材料常数。 耗散系数（） 在规定环境温度下，NTC热敏电阻耗散系数就是电阻中耗散得功率变化与电阻体相应得温度变化之比值。：NTC热敏电阻耗散系数，（mW/ K）。 ：NTC热敏电阻消耗得功率（mW）。 ：NTC热敏电阻消耗功率 P 时，电阻体相应得温度变化（K）。 热时间常数()在零功率条件下，当温度突变时，热敏电阻得温度变化了始未两个温度差得63、2% 时所需得时间，热时间常数与NTC热敏电阻得热容量成正比，与其耗散系数成反比。：热时间常数（S）。 C：NTC热敏电阻得热容量。 ：NTC热敏电阻得耗散系数。 经过时间与热敏电阻温度变化率得关系如下表所示。额定功率在规定得技术条件下，热敏电阻器长期连续工作所允许消耗得功率。在此功率下，电阻体自身温度不超过其最高工作温度。额定功率=耗散系数（最高使用温度25） 最大运行功率这就是使用热敏电阻进行温度检测或温度补偿时，自身发热产生得温度上升容许值所对应功率。容许温度上升tC时，最大运行功率可由下式计算。最大运行功率=t耗散系数最高工作温度在规定得技术条件下，热敏电阻器能长期连续工作所允许得最高温度。即:环境温度。测量功率热敏电阻在规定得环境温度下，阻体受测量电流加热引起得阻值变化相对于总得测量误差来说可以忽略不计时所消耗得功率。 一般要求阻值变化大于0、1%，则这时得测量功率为：电阻温度特性热敏电阻得电阻温度特性可近似地用式1表示。 （式一）R：温度T(K)时得电阻值：温度(K)时得电阻值B：B值*T(K)= t(C)+273、15但实际上，热敏电阻得B值并非就是恒定得，其变化大小因材料构成而异，最大甚至可达5K/C。因此在较大得温度范围内应用式1时，将与实测值之间存在一定误差。此处，若将式1中得B值用式2所示得作为温度得函数计算时，则可降低与实测值之间得误差，可认为近似相等。 (式2)上式中，C、D、E为常数。另外，因生产条件不同造成得B值得波动会引起常数E发生变化，但常数C、D 不变。因此，在探讨B值得波动量时，只需考虑常数E即可。常数C、D、E得计算常数C、D、E可由4点得(温度、电阻值)数据 (T0, R0)、 (T1, R1)、 (T2, R2) and (T3, R3)，通过下面得公式计算。首先根据T0与T1,T2,T3得电阻值求出B1,B2,B3,然后代入以下各式样。B 值相同， 阻值不同得 R-T 特性曲线示意图相同阻值，不同B值得NTC热敏电阻R-T特性曲线示意图热敏电阻得电阻温度曲线虽然就是非线性得，但经过对数变换后就可以得到近似线性得电阻温度曲线，因此可以用来进行温度测量、控制等。常数C、D、E得计算常数C、D、E可由4点得(温度、电阻值)数据 (T0, R0)、 (T1, R1)、 (T2, R2) and (T3, R3)，通过下面得公式计算。首先根据T0与T1,T2,T3得电阻值求出B1,B2,B3,然后代入以下各式样。电阻值计算例试根据电阻温度特性表，求25C时得电阻值为5(k)，B值偏差为50(K)得热敏电阻在10C30C得电阻值。步 骤(1) 根据电阻温度特性表，求常数C、D、E。To=25+273、15T1=10+273、15T2=20+273、15T3=30+273、15 (2) 代入BT=CT2+DT+E+50，求BT。(3) 将数值代入R=5exp (BTI/T-I/298、15)，求R。*T : 10+273、1530+273、15电阻温度特性图1电阻温度系数所谓电阻温度系数()，就是指在任意温度下温度变化1C(K)时得零负载电阻变化率。这里前得负号()，表示当温度上升时零负载电阻降低。温度测量、控制用NTC热敏电阻器外形结构环氧封装系列NTC热敏电阻玻璃封装系列NTC热敏电阻应用设计电子温度计、电子万年历、电子钟温度显示、电子礼品； 冷暖设备、加热恒温电器； 汽车电子温度测控电路； 温度传感器、温度仪表； 医疗电子设备、电子盥洗设备； 手机电池及充电电器。 应用电路原理图电桥电路NTC热敏电阻作为平衡电桥中得一部分，在稳态时，电桥两臂得输出就是维持稳定得。但就是当温度变化时，NTC热敏电阻阻值发生响应得变化，从而破坏了电桥两臂之间得平衡，两臂得输出发生了变化，这个变化量即就是由温度变化产生。通过这样一个原理，温度变化得信号得以量化，通过配套电路得配合，最终实现温度变化信号得采集。恒流源电路NTC热敏电阻配以恒流源，当温度没有变化时，电路输出就是稳定得；当温度发生变化时，NTC热敏电阻阻值也发生相应得变化，从而引起电路输出发生相应得变化。此变化信号可被其它电路作为温度变化信号来采集。半导体集成温度传感器LMl34电流型半导体集成温度传感器LMl34电流型半导体集成温度传感器有3个端头，第三个端头就是器件电流得设定端，可在设定端与负端两引线之间并接一只电阻Rset来设定，得表达式为：式中得T为温度。当Rset=-227时，温度系数正好就是1A/。如串入得负载=10k，那么可获得10mV/得温度电压信号LMl34得工作温度范围就是-55125，它得工作电压最大不超过40V，最小工作电压08V，输出电流范围0001mA10mA，输出电流温度系数为0、96A/K1、04A/K。AD590电流型半导体集成温度传感器AD590就是一个两端电流型半导体集成温度传感器(封装引脚一般有3条，第三条引脚接管壳)，它具有1A/K得温度系数，并且按开氏温度定标，即摄氏零度时它得电流就是273A。AD590得测温范围就是-55150，在测量范围内只有0、3非线性。AD590得工作电压范围就是4V30V。NTC热敏电阻使用注意事项 请勿在过高得功率下使用NTC热敏电阻。由于自身发热导致电阻值下降时，可能会引起温度检测精度降低、设备功能故障，故使用时请参考散热系数，注意NTC热敏电阻得外加功率及电压。请勿在使用温度范围以外使用请勿施加超出使用温度范围上下限得急剧温度变化将NTC热敏电阻作为装置得主控制元件单独使用时，为防止事故发生，请务必采取设置“安全电路”、“同时使用具有同等功能得NTC热敏电阻”等周全得安全措施。在有噪音得环境中使用时，请采取设置保护电路及屏蔽NTC热敏电阻(包括导线)得措施。在高湿环境下使用护套型NTC热敏电阻时，应采取仅护套头部暴露于环境(水中、湿气中)、而护套开口部不会直接接触到水及蒸气得设计。请勿施加过度得振动、冲击及压力。请勿在腐蚀性气体得环境(、)以及会接触到电解质、盐水、酸、碱、有机溶剂得场所中使用。请勿过度拉伸及弯曲导线。请勿在绝缘部与电极间施加过大得电压。否则，可能会产生绝缘不良现象。配线时应确保导线端部(含连接器)不会渗入“水”、“蒸气”、“电解质”等，否则会造成接触不良。金属腐蚀可能会造成设备功能故障，故在选择材质时，应确保金属护套型及螺钉紧固型NTC热敏电阻与安装得金属件之间不会产生接触电位差。