負(fù)溫度系數(shù)（NTC）熱敏電阻是一種雙端固態(tài)電子元件，可預(yù)見(jiàn)的變化的電阻對(duì)應(yīng)于變化的絕對(duì)體溫組件。 這種變化的熱敏電阻體的溫度可通過(guò)在環(huán)境溫度下得到的由電流通過(guò)該設(shè)備或由這些作用的組合的變化或內(nèi)部由熱所帶來(lái)。
NTC熱敏電阻器所使用的錳，鎳，鈷，銅，鐵等金屬的金屬氧化物制成。 他們使用的是兩個(gè)或更多的金屬氧化物的混合物和粘合劑的材料制成，然后被壓制成所需的配置。 將所得的材料，然后在升高的溫度下燒結(jié)。 通過(guò)改變氧化物的種類(lèi)，燒結(jié)時(shí)間和溫度以及大氣中，各種各樣的曲線和電阻值可以制造。
熱敏電阻術(shù)語(yǔ)
熱敏電阻器具有在25°C電阻大的負(fù)的變化相對(duì)于溫度，-3％/℃至-6％/°C的順序 這個(gè)電阻和溫度之間的關(guān)系如下所示的大致呈指數(shù)型曲線如下所示。 有幾個(gè)參數(shù)，將有助于描述曲線和它如何改變溫度過(guò)高。 |
圖20：電阻與溫度圖 |
阻力位在25°C（R 25）
用于測(cè)量熱敏電阻的阻值最常用的溫度，并且是最常見(jiàn)的用于引用熱敏電阻的電阻值的一個(gè)溫度為25℃。 為NTC熱敏電阻，此值可從低于100瓦變化到大于1MEG W。 在25℃下的值是在一個(gè)溫度控制浴在非常低的功率被用于測(cè)量的電阻值通常測(cè)定。 當(dāng)用于熱敏電阻的電阻值被提及，它是在該通常被用于25℃時(shí)的值。
電阻溫度系數(shù)（ 一 ）
描述的NTC熱敏電阻的曲線的一種方法是測(cè)量電阻與溫度（R / T）曲線在一個(gè)溫度下的斜率。 根據(jù)定義，阻力系數(shù)由下式給出：
其中：
· T =溫度°C或K
· R =電阻在溫度?
溫度系數(shù)被表示為歐姆/歐姆/℃或更常見(jiàn)％/℃。
如可以從圖20中可以看出，在NTC曲線的最陡的部分是在較低溫度下。 根據(jù)NTC材料的種類(lèi)，在-40℃的溫度系數(shù)可以高達(dá)8％/℃。曲線的平坦部分發(fā)生在較高溫度下，其中，在溫度為300℃時(shí)，可以小于1％/℃。
的溫度系數(shù)是一個(gè)可以被用來(lái)比較NTC曲線的相對(duì)陡度的方法。 的溫度系數(shù)在相同溫度下進(jìn)行比較，因?yàn)椋缜懊嬉阎赋龅模谡麄€(gè)工作溫度范圍內(nèi)廣泛變化是很重要的。
電阻率（斜率）
的電阻率，或者斜坡，為熱敏電阻被定義為抵抗在一個(gè)溫度下的電阻在第二較高的溫度下的比率。 的電阻率是描述在NTC曲線的一種方法。 它有時(shí)被用來(lái)比較兩條曲線的相對(duì)傾斜度。 不存在對(duì)于被用于計(jì)算比率的兩種溫度下的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，盡管一些常見(jiàn)的溫度范圍是：
通過(guò)采取電阻率在不同溫度下所獲得的值將變化很大，這取決于所用的溫度。 因此，電阻率不能使用，除非在相同溫度范圍用于比較熱敏電阻曲線。 例如，對(duì)于ATP的曲線的“Z”，以下比率獲得：
貝塔值（b）
一個(gè)簡(jiǎn)單的近似的電阻和溫度的NTC熱敏電阻之間的關(guān)系是使用兩者之間的指數(shù)近似。 這種近似是基于簡(jiǎn)單的曲線擬合到實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并使用一個(gè)曲線上的兩個(gè)點(diǎn)來(lái)確定b的值。 關(guān)于耐溫度使用 β的方程是：
R =愛(ài)（B / T）
其中：
在溫度T R =熱敏電阻的阻值
A =常數(shù)方程
B =測(cè)試，材料常數(shù)
T =熱敏電阻溫度（K）
要計(jì)算貝塔對(duì)于任何給定的溫度范圍內(nèi)，下列公式：
B可以是用于比較的NTC熱敏電阻曲線的相對(duì)陡度。 然而，與電阻率，b的值將取決于用于計(jì)算值的溫度變化，雖然沒(méi)有的范圍內(nèi)，電阻率一樣。 例如，為了計(jì)算b表示的0℃下的ATP曲線的“Z”的溫度范圍內(nèi)，以50℃：
T1 = 0°C + 273.15℃= 273.15K
T2 = 50°C + 273.15℃= 323.15K
R1 = 3.265
R2 = 0.3601
乙這個(gè)值將被引用為 b 0°C/50°C。 使用其他溫度來(lái)計(jì)算b表示曲線的“Z”將產(chǎn)生下面的結(jié)果：
B 25°C/50°C = 3936K
B 25°C/85°C = 3976K
正如你所看到的，重要的是要知道什么溫度 用于計(jì)算b的值，然后才用來(lái)比較的熱敏電阻 曲線。 B可被用于計(jì)算該曲線的在其他溫度下的電阻 內(nèi) 使得b被計(jì)算一次常數(shù)A的范圍內(nèi)確定。 然而，此方程的精度只有約±0.5℃，50℃的范圍。
斯坦哈特 - 哈特?zé)崦綦娮枋?/h2>
在斯坦哈特 - Hart方程式是emperically推導(dǎo)出的多項(xiàng)式公式，最能代表電阻與NTC熱敏電阻的溫度關(guān)系。 在斯坦哈特- Hart方程式是用來(lái)描述RVT關(guān)系的最佳方法，是準(zhǔn)確的在更廣泛的溫度范圍比為 b。 為了解決溫度時(shí)電阻已知，可得方程的形式如下：
1 / T = A + B（LNR）+ C（LNR）3
其中：
T =溫度開(kāi)爾文（K =°C + 273.15）
a，b和c為常數(shù)公式
R =電阻在W在溫度?
來(lái)解決電阻，當(dāng)溫度是已知的，方程的形式是：
其中：
的一個(gè)，b和c的常數(shù)，可以計(jì)算出任何一個(gè)的熱敏電阻材料，或用于在材料類(lèi)型的熱敏電阻的單個(gè)值。 解出的常數(shù)，則必須使用三組數(shù)據(jù)。 通常情況下，一個(gè)溫度范圍內(nèi)，數(shù)值在低端，中高端是用來(lái)計(jì)算的常數(shù)。 這將確保該方程在范圍最合適的。 使用斯坦哈特- Hart方程式允許的精度不如±0.001°C在100°C溫度范圍。 見(jiàn)斯坦哈特- Hart方程式常數(shù)ATP的熱敏電阻表為常數(shù)的值。 可通過(guò)聯(lián)系A(chǔ)TP包含電阻與溫度數(shù)據(jù)為單個(gè)部件打印輸出。
熱敏電阻容差和溫度精度
有兩個(gè)因素討論熱敏電阻及其測(cè)量溫度的能力時(shí)要考慮的。 首先是電阻容差，這被定義為抗性的任何部分將隨其標(biāo)稱(chēng)值的金額。 在任何溫度下的電阻容差是總和：
一）最接近的誤差在任何特定的溫度
b）該附加公差由于從標(biāo)稱(chēng)曲線的材料偏差
當(dāng)熱敏電阻是用來(lái)測(cè)量溫度的任何應(yīng)用程序是比較合適的討論溫度精度的設(shè)備。 精度可如果電阻容差和一個(gè)被稱(chēng)為計(jì)算。
有兩種公認(rèn)描述一個(gè)熱敏電阻的公差或精度的方法。 首先是點(diǎn)匹配 。 這描述了一個(gè)熱敏電阻，有其嚴(yán)格的電阻公差在一個(gè)溫度，參考溫度，通常是25°C。 在溫度低于和高于參考溫度的電阻容差就會(huì)變大，由于在材料中曲線的不確定性。 其它類(lèi)型的熱敏電阻容差被稱(chēng)為曲線匹配或互換 。 這些熱敏電阻通常定義為具有一定精度在一定范圍內(nèi)，一般為±0.2°C從0°C至70°C。
一個(gè)簡(jiǎn)單的公式來(lái)描述電阻容差和溫度精度之間的關(guān)系。 當(dāng)一個(gè)人知道其他的都可以計(jì)算出來(lái)。
例如，對(duì)于ATP的零件號(hào)A1004Z-2，電阻容差為±2％@ 25°C。 看為曲線“Z”的數(shù)據(jù)顯示，一個(gè)在25℃時(shí)是4.4％/℃。 因此，在25°C的精度可以計(jì)算為（±2％/ 4.4％/℃）=±0.45℃。
同樣，對(duì)于ATP的零件號(hào)A1004Z-C3，溫度準(zhǔn)確度表示為±0.2°C從0°C至70°C。 要計(jì)算在25℃的電阻公差C由一個(gè)在該溫度下分裂的溫度精度的溫度。 25°C時(shí)，電阻容差為（±0.2°C * 4.4％/°C）=±0.88％。
在為NTC熱敏電阻器的數(shù)據(jù)段，ATP還提供了 對(duì)于那些點(diǎn)在25℃匹配部分的曲線偏差 使用該信息和a 的值后，允許的溫度精度在任何溫度下進(jìn)行計(jì)算。 例如，對(duì)于曲線的“Z”，在50℃下的ATP零件號(hào)A1004Z-2，電阻容差在25°C時(shí)為±2％。 由于曲線的不確定性的偏差被列為±1.2％。 因此，總電阻容差會(huì) 是：
（±2％）+（±1.2％）=±3.2％@ 50℃
在50℃下對(duì)這種材料的一個(gè)被列為-3.8％/℃。 因此，計(jì)算出的溫度精度在50℃下為A1004Z-2：
（±3.2％）/（-3.8％/℃）=±0.84°C
在50℃下對(duì)這種材料的一個(gè)被列為-3.8％/℃。 的熱敏電阻的精度如何相對(duì)于溫度變化的例子可以看出，在下面的曲線圖。 |
圖21：NTC熱敏電阻的典型溫度公差
（點(diǎn)匹配與可互換 |
NTC熱敏電阻的自加熱參數(shù)
自加熱發(fā)生在一個(gè)熱敏電阻，當(dāng)電流通過(guò)該裝置是這樣的，所產(chǎn)生的內(nèi)部熱量足以提高熱敏電阻體的溫度高于其環(huán)境。 溫度敏感的應(yīng)用，這是不可取的自加熱熱敏電阻器在任何程度上。 其他的NTC熱敏電阻的應(yīng)用程序利用固有的部分的自加熱特性。 一個(gè)熱敏電阻的消耗功率的能力的部分的大小，它的幾何形狀，引線材料和尺寸，安裝的方法，這會(huì)有助于該部分散熱的能力的任何其他因素的函數(shù)。
耗散系數(shù)（D）
耗散因子，D，定義在溫升條件所施加的功率和熱敏電阻自身發(fā)熱的關(guān)系。 這個(gè)關(guān)系被定義如下：
其中：
P =功率消耗在瓦
D T =溫度上升（℃
耗散因子（D）表示在毫瓦/°C單位 D的特定值將對(duì)應(yīng)的量 必要的功率以1℃下，以提高熱敏電阻的體溫 因?yàn)楹纳⒁蜃樱珼，取決于許多因素，在數(shù)據(jù)表中列出的值僅供參考。
時(shí)間常數(shù)（T）
熱時(shí)間常數(shù)的熱敏電阻是 定義為改變之間的差的63.2％所需的熱敏電阻時(shí) 它的周?chē)?dāng)沒(méi)有電源消耗由熱敏電阻，熱敏電阻和初始溫度。 t的值定義的響應(yīng)時(shí)間為熱敏電阻 當(dāng)它已經(jīng)經(jīng)受在溫度階躍變化。 例如，一個(gè)熱敏電阻 這已經(jīng)在25℃的環(huán)境溫度下在一段時(shí)間足夠長(zhǎng)它到達(dá) 平衡，然后被轉(zhuǎn)移到一個(gè)環(huán)境下，溫度為75°C。 熱敏電阻 不會(huì)立即指示對(duì)應(yīng)于新的溫度的電阻 而是會(huì)成倍接近新的電阻值。 對(duì)于測(cè)量 而言，對(duì)應(yīng)于為t的溫度的電阻值將對(duì)應(yīng)的溫度跨度63.2％，即
T T = 0.632（70-25）= 31.6 +25 = 56.6°C
因此，該部分必須達(dá)到的溫度為56.6°C。 該部分在該溫度下的電阻可以使用的Steinhart-Hart公式或計(jì)算 近似可以使用。 例如ATP的 產(chǎn)品編號(hào)A1004Z-C3，采用方程，在56.6℃下的值應(yīng)為2814 W。 因此，要找到t的值，我們將監(jiān)控用萬(wàn)用表或類(lèi)似工具部分的電阻值。 該部分應(yīng)開(kāi)始在25°C，其中的電阻應(yīng)為10,000 W。 該部分需要達(dá)到2814 W一旦部分被移動(dòng)到75℃的溫度下的新的時(shí)間將對(duì)應(yīng)于t的值，將有幾秒鐘的單位。 影響噸的因素有類(lèi)似于那些影響包括熱敏電阻器的質(zhì)量，安裝，環(huán)境和其它因素。 |
