热敏电阻工作原理

热敏电阻工作原理
热敏电阻工作原理

电茶水炉自动控制器温度检测电路

热敏电阻工作原理

热敏电阻是热电阻的一种,所以说,原理都是温度引起电阻变化。但是现在热电阻一般都被工业化了,基本是指PT100,CU50等常用热电阻他两的区别是:一般热电阻都是指金属热电阻(PT100)等,热敏电阻都是指半导体热电阻由于半导体热电阻温度系数要比金属大10~100倍以上,能检测出10-6℃的温度变化,而且电阻值可在0.1~100kΩ间任意选择。所以称为热敏电阻但是热敏电阻阻值随温度变化的曲线呈非线性,而且每个相同型号的线性度也不一样,并且测温范围比较小。所以工业上一般用金属热电阻~也就是我们平常所说的热电阻。而热敏电阻一般用在电路板里,比如像通常所说的可以类似于一个保险丝。由于其阻值随温度变化大,可以作为保护器使用。当然这只是一方面,它的用途也很多,如热电偶的冷端温度补偿就是靠热敏电阻来补偿。另外,由于其阻值与温度的关系非线性严重……所以元件的一致性很差,并不能像热电阻一样有标准信号。热敏电阻工作原理NTC是Negative Temperature Coefficient 的缩写,意思是负的温度系数,泛指负温度系数很大的半导体材料或元器件,所谓NTC热敏电阻器就是负温度系数热敏电阻器。它是以锰、钴、镍和铜等金属氧化物为主要材料,采用陶瓷工艺制造而成的。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,这些氧化物材料的载流子(电子和孔穴)数目少,所以其电阻值较高;随着温度的升高,载流子数目增加,所以电阻值降低。NTC热敏电阻器在室温下的变化范围在10O~1000000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。

应用设计:

NTC 热敏电阻的基本物理物性有:电阻值、B值、耗散系数、时间常数。电阻值R (kΩ):

电阻值可以近似地用如下公式表达:

其中:R1、R2 为绝对温度下T1、T2 时的电阻值(kΩ);

B:B值(K)B 值: B (K):B值反映了两个温度之间的电阻变化,可用下述公式计算:其中:R1、R2 绝对温度T1、T2时的电阻值(Ω)耗散系数δ(mW/℃):

耗散系数是指热敏电阻消耗的功率与环境温度变化之比:

其中:W 热敏电阻消耗的功率(mW)

T 热平衡时的温度

To 周围环境温度

I 在温度T时通过热敏电阻电流

R 在温度T时热敏电阻的电阻值(Ω)

时间常数τ(sec.):

热敏电阻在零功率状态下,当环境温度由一个特定温度向另一个特定温度突变时,温度变化63.2%所需时间。

NTC热敏电阻[概念_计算方法_应用场合]

NTC负温度系数热敏电阻[概念,计算方法,应用场合] NTC负温度系数热敏电阻 NTC热敏电阻是指具有负温度系数的热敏电阻。是使用单一高纯度材料、具有接近理论密度结构的高性能陶瓷。因此,在实现小型化的同时,还具有电阻值、温度特性波动小、对各种温度变化响应快的特点,可进行高灵敏度、高精度的检测。本公司提供各种形状、特性的小型、高可靠性产品,可满足广大客户的应用需求。 NTC负温度系数热敏电阻工作原理 NTC是Negative Temperature Coefficient 的缩写,意思是负的温度系数,泛指负温度系数很大的半导体材料或元器件,所谓NTC热敏电阻器就是负温度系数热敏电阻器。它是以锰、钴、镍和铜等金属氧化物为主要材料,采用陶瓷工艺制造而成的。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,这些氧化物材料的载流子(电子和孔穴)数目少,所以其电阻值较高;随着温度的升高,载流子数目增加,所以电阻值降低。NTC热敏电阻器在室温下的变化范围在10O~1000000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。 NTC负温度系数热敏电阻专业术语 零功率电阻值 RT(Ω) RT指在规定温度 T 时,采用引起电阻值变化相对于总的测量误差来说可以忽略不计的测量 功率测得的电阻值。 电阻值和温度变化的关系式为: RT = RN expB(1/T – 1/TN) RT :在温度 T ( K )时的 NTC 热敏电阻阻值。 RN :在额定温度 TN ( K )时的 NTC 热敏电阻阻值。 T :规定温度( K )。 B : NT C 热敏电阻的材料常数,又叫热敏指数。 exp :以自然数 e 为底的指数(e = 2.71828 …)。 该关系式是经验公式,只在额定温度 TN 或额定电阻阻值 RN 的有限范围内才具有一定的精确度,因为材料常数 B 本身也是温度 T 的函数。 额定零功率电阻值 R25 (Ω) 根据国标规定,额定零功率电阻值是 NTC 热敏电阻在基准温度25 ℃ 时测得的电阻值 R25,这个电阻值就是 NTC 热敏电阻的标称电阻值。通常所说 NTC 热敏电阻多少阻值,亦指该值。

热敏电阻_热敏电阻工作原理

热敏电阻根据温度系数分为两类:正温度系数热敏电阻和负温度系数热敏电阻。由于特性上的区别,应用场合互不相同。 正温度系数热敏电阻简称PTC(是Positive Temperature Coefficient 的缩写),超过一定的温度(居里温度---居里温度是指材料可以在铁磁体和顺磁体之间改变的温度。低于居里温度时该物质成为铁磁体,此时和材料有关的磁场很难改变。当温度高于居里温度时,该物质成为顺磁体,磁体的磁场很容易随周围磁场的改变而改变。这时的磁敏感度约为10的负6次方。)时,它的电阻值随着温度的升高呈阶跃性的增高。其原理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10Ω.cm以下,成为良好的半导体陶瓷材料。这种材料具有很大的正电阻温度系数,在居里温度以上几十度的温度范围内,其电阻率可增大 4~10个数量级,即产生所谓PTC效应。 目前大量被使用的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(是Negative Temperature Coefficient 的缩写),泛指负温度系数很大的半导体材料或元器件。它是以锰、钴、镍和铜等金属氧化物为主要材料,采用陶瓷工艺制造而成的。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,这些氧化物材料的载流子(电子和孔穴)数目少,所以其电阻值较高;随着温度的升高,载流子数目增加,所以电阻值降低。NTC热敏电阻器在室温下的变化范围在10O~1000000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,在目前的实际应用中,多采用NTC热敏电阻作为温度测量、控制的温度传感器。 NTC负温度系数热敏电阻专业术语 零功率电阻值(Ω) 指在规定温度T时,采用引起电阻值变化相对于总的测量误差来说可以忽略不计的测量功率测得的电阻值。

热敏电阻材料与应用

热敏电阻材料与应用 一、传感器定义和分类 1、传感器的定义 国家标准 GB7665-87 对传感器下的定义是:“能感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用信号的器件或装置,通常由敏感元件和转换元件组成”。传感器是一种检测装置,能感受到被测量的信息,并能将检测感受到的信息,按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出,以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。它是实现自动检测和自动控制的首要环节。 2、传感器的分类 目前对传感器尚无一个统一的分类方法,但比较常用的有如下三种: (1)、按传感器的物理量分类,可分为位移、力、速度、温度、流量、气体成份等传感器。(2)、按传感器工作原理分类,可分为电阻、电容、电感、电压、霍尔、光电、光栅热电偶等传感器。 (3)、按传感器输出信号的性质分类,可分为:输出为开关量(“1”和“0”或“开”和“关”)的开关型传感器;输出为模拟型传感器;输出为脉冲或代码的数字型传感器。 3、传感器的静态特性 传感器的静态特性是指对静态的输入信号,传感器的输出量与输入量之间所具有相互关系。因为这时输入量和输出量都和时间无关,所以它们之间的关系,即传感器的静态特性可用一个不含时间变量的代数方程,或以输入量作横坐标,把与其对应的输出量作纵坐标而画出的特性曲线来描述。表征传感器静态特性的主要参数有:线性度、灵敏度、分辨力和迟滞等。 4、传感器的动态特性 所谓动态特性,是指传感器在输入变化时,它的输出的特性。在实际工作中,传感器的动态特性常用它对某些标准输入信号的响应来表示。这是因为传感器对标准输入信号的响应容易用实验方法求得,并且它对标准输入信号的响应与它对任意输入信号的响应之间存在一定的关系,往往知道了前者就能推定后者。最常用的标准输入信号有阶跃信号和正弦信号两种,所以传感器的动态特性也常用阶跃响应和频率响应来表示。 5、传感器的线性度 通常情况下,传感器的实际静态特性输出是条曲线而非直线。在实际工作中,为使仪表具有均匀刻度的读数,常用一条拟合直线近似地代表实际的特性曲线、线性度(非线性误差)就是这个近似程度的一个性能指标。拟合直线的选取有多种方法。如将零输入和满量程输出点相连的理论直线作为拟合直线;或将与特性曲线上各点偏差的平方和为最小的理论直线作为拟合直线,此拟合直线称为最小二乘法拟合直线。 6、传感器的灵敏度 灵敏度是指传感器在稳态工作情况下输出量变化△ y 对输入量变化△ x 的比值。它是输出一输入特性曲线的斜率。如果传感器的输出和输入之间显线性关系,则灵敏度 S 是一个常数。否则,它将随输入量的变化而变化。灵敏度的量纲是输出、输入量的量纲之比。例如,某位移传感器,在位移变化 1mm 时,输出电压变化为 200mV ,则其灵敏度应表示为 200mV/mm 。 当传感器的输出、输入量的量纲相同时,灵敏度可理解为放大倍数。提高灵敏度,可得到较高

NTC热敏电阻原理及应用.

NTC热敏电阻原理及应用 NTC热敏电阻是指具有负温度系数的热敏电阻。是使用单一高纯度材料、具有接近理论密度结构的高性能陶瓷。因此,在实现小型化的同时,还具有电阻值、温度特性波动小、对各种温度变化响应快的特点,可进行高灵敏度、高精度的检测。本公司提供各种形状、特性的小型、高可靠性产品,可满足广大客户的应用需求。 NTC负温度系数热敏电阻工作原理 NTC是Negative Temperature Coefficient 的缩写,意思是负的温度系数,泛指负温度系数很大的半导体材料或元器件,所谓NTC热敏电阻器就是负温度系数热敏电阻器。它是以锰、钴、镍和铜等金属氧化物为主要材料,采用陶瓷工艺制造而成的。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,这些氧化物材料的载流子(电子和孔穴)数目少,所以其电阻值较高;随着温度的升高,载流子数目增加,所以电阻值降低。NTC热敏电阻器在室温下的变化范围在10O~1000000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。 NTC负温度系数热敏电阻专业术语 零功率电阻值 RT(Ω) RT指在规定温度 T 时,采用引起电阻值变化相对于总的测量误差来说可以忽略不计的测量功率测得的电阻值。 电阻值和温度变化的关系式为: RT = RN expB(1/T – 1/TN) RT :在温度 T ( K )时的 NTC 热敏电阻阻值。 RN :在额定温度 TN ( K )时的 NTC 热敏电阻阻值。 T :规定温度( K )。 B : NT C 热敏电阻的材料常数,又叫热敏指数。 exp :以自然数 e 为底的指数( e = 2.71828 …)。 该关系式是经验公式,只在额定温度 TN 或额定电阻阻值 RN 的有限范围内才具有一定的精确度,因为材料常数 B 本身也是温度 T 的函数。 额定零功率电阻值 R25 (Ω) 根据国标规定,额定零功率电阻值是 NTC 热敏电阻在基准温度25 ℃ 时测得的电阻值 R25,这个电阻值就是 NTC 热敏电阻的标称电阻值。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 )

ntc热敏电阻作用 7个常见例子

ntc热敏电阻作用7个常见例子 负温度NTC热敏电阻利用其特性,在N多种场合、N多种产品中发挥重要的作用。随温度的增大、阻值变小;温度下降,阻值变大~ NTC热敏电阻在体温探头的作用 体温探头其温度精度达到±0.1℃。这对NTC热敏电阻的要求是:体积小,高精度,高可靠,良好的耐热循环能力. 档监护仪采用双道体温测量电路,用于重症病人监护方面.它要求一个体温探头能同时提供双道测量温度,以配合监护仪的双道测量电路. 传统的做法,是将两粒NTC热敏电阻并联起来,制作成一个体温探头。但因受其尺寸限制,这种做法不能适应其小型化要求。 一是测量精度更准确,因其两粒芯片所测温度可以作对比,可以更能准确的测量出实际温度。二是可靠性更强,在工作中,即使其中一粒芯片突然失效,另一粒芯片仍可继续工作。 NTC热敏电阻医用植入式传感器 植入式传感器应当体积小,重量轻,并且和身体兼容,同时还要求其功率非常小。更重要的是,它们不能随着时间的推移而衰变。由于这类传感器属于第Ⅲ类医疗器械,因此需要有食品及药物管理局(FDA)的批准才能使用。一般来讲,这类传感器价格非常昂贵,而且需要专家做外科手术进行移植。 NTC热敏电阻和体液相接触的外用传感器 有几类一次性传感器是附在体外使用的,但是它们却是和体液相接触的。比如一次性血压传感器(DSP),(见图5)。这类传感器用于外科手术和重症监护,以便持续地监控病人的血压情况。这是在给病人进行静脉输液(IV)的同时测量

其血压的最理想方式。这类传感器需要每24个小时更换一次,以保证传感器的清洁卫生。这类传感器被连到一个监控器上,以便记录下所有的信息。还有其它几类与药物或是体液相接触的传感器。 NTC热敏电阻 "临时性"插入传感器 这类传感器要求能够通过切口插入体内(典型的方式是通过导管插入)。和植入式传感器相比,这种传感器的危险性不高。这种传感器的应用也很敏感,同样需要食品及药物管理局的批准才能使用。根据外科手术的不同,这些传感器可能会发挥几分钟到几个小时的功效。在理想情况下,这些传感器不需要外部动力进行驱动,但是如果必要的话,也可以通过外部途径进行驱动。 NTC热敏电阻太阳能热水器水温水位传感器 传感器就是一种能够感受水温水位,并且将感受到的水温水位转变成变化的电信号的仪器。在太阳热水器的发展史上,水温水位传感器一直起着举足轻重的作用,热水器的智能化、人性化都与水温水位传感器密不可分,水温水位测控仪更是离不开水温水位传感器,水温水位传感器工作稳定是对整个热水器智能控制的保障。 NTC热敏电阻在电源电路中的作用 NTC电阻串联在交流电路中主要是起"电流保险"作用. 压敏电阻并联在交流侧 电路中主要是起"限制电压超高"作用. 采用NTC抑制开机浪涌的电源设备,不能够频繁的开关机.需要等NTC冷却,恢复至其冷态阻值后,才能再次开机.要不,安装NTC的意义就没有了 NTC热敏电阻在医疗电子体温计中的应用 现在,很多大型医院都采用电子式体温计,这种温度传感器测量时间短、测量精度高、读数方便,并且还具有记忆功能,在临床上使用方面,性能突出。它通常由感温探头、信号处理单元、显示屏、电源四部分构成。感温探头是敏感部件,一般选用一个或几个高精度快速反应的热敏电阻,它直接关系到输出温度的准确性和响应速度;信号处理单元内部有加热和预测两种算法。

家用空调热敏电阻工作原理

家用空调热敏电阻工作原理 深圳威敏通电子科技有限公司 (1).膨胀式温度传感器 膨胀式温度传感器是根据物体热胀冷缩原理制成的。根据膨胀物质的形态又分为固体膨胀 式和液体膨胀式两大类水银温度计是利用水银液体的热胀冷缩性质来测温的,属于液体膨胀式温度计双金属温度计属于固体膨胀式温度计双金属温度计的测温元件是用线膨胀系数相差较大的两种不同金属材料叠焊在一起制成的。由于两个金属片的线膨帐系数不—样当温度升高时,双金属片将向膨胀系数小的一侧弯曲,温升越高,弯曲就越大。图2.1所示为双金属温度计原理图,它是利用双金属片形变位移的大小与温度变化成正比的关系,通过杠杆放大机构带动指针,指小出温度值。同时通过杠杆带动记录指针(笔),在匀速前进的记录纸上自动汜录出所测温度。双金属温度汁结构简单,机械强度大,价格低廉,但其精度低, 量程和使用范围有限。 (2)压力式温度传感器 利用感温物质的压力随温度的变化而变化的性质来测量温度,是压力式温度传感器的基本测温原理。 (3)热电阻式温度传感器 热电阻式温度传感器分为金属热电阻和半导体热敏电阻两类。大多数金属热电阻的阻值随其温度增高而增大,称具有正的温度系数;而半导体热敏电阻的阻值一般随温度升高而减小称具有负的温度系数。由于导体和半导体的电阻阻值随温度变化,因此,测量它们的电阻值,便可测出相应的温度铜热电阻的特点是它的电阻值与温度的关系足线性的,电阻温度系数也比较大,而且材料 容易提纯,价格比较便宜:但它的电阻率低,精度不高,高温时易氧化,化学稳定性差; 所以在温度不高、对传感器体积没有特殊限制时,可以使用铜热电阻。用半导体热敏电阻作温度传感器日趋广泛,半导体热敏电阻分度号有两种:NTC(负温度系

NTC热敏电阻抑制浪涌电流

抑制浪涌电流用NTC热敏电阻器 产品概述 在有电容器,加热器和马达的电子电路中,在电流接通的瞬间,必将产生一个很大的电流,这种浪涌电流作用的时间虽短,但其峰值却很大。在转换电源,开关电源,UPS电源中,这种浪涌电流甚至超过工作电流的100倍以上。因此,必须有效的抑制这种浪涌电流。当电流直接加在功率型NTC热敏电阻器上时,其电阻值就会随着电阻体发热而迅速下降。由于功率型NTC热敏电阻器有一个规定的零功率电阻值,当其串联在电源回路中时,就可以有效地抑制开机浪涌电流,并且在完成抑制浪涌电流作用以后,由于通过其电流的持续作用,功率型NTC热敏电阻器的电阻值将下降到非常小的程度,它消耗的功率可以忽略不计,不会对正常的工作电流造成影响。所以,在电源回路中使用功率型NTC热敏电阻器,是抑制开机时的浪涌电流,以保护电子设备免遭破坏的最为简便而有效的措施。 主要参数 额定零功率电阻R25(Ω) 最大稳态电流I(A) 最大电流时近似电阻值R(Ω) 时间常数(S) 耗散系数(mW/℃ ) 工作温度范围: -55 ~ +200℃ 抑制浪涌电流用NTC热敏电阻器应用前后对比 负荷--温度特性曲线

应用实例:

温度测量、控制用NTC热敏电阻器 产品概述 NTC热敏电阻器给许多温度测量与控制设备提供实用的,低成本的解决方案,适用于-55 ℃到+300 ℃的温度范围内。 MF58型玻壳精密型 MF58型热敏电阻器采用陶瓷工艺与半导体工艺相结合的工艺技术制作而成,为两端轴向引出线玻璃封装结构。 MF52 E型珠状精密型 MF52 E型热敏电阻器是采用新材料、新工艺生产的小体积的环氧树脂包封型NTC热敏电阻器,具有高精度和快速反应等优点。 主要参数额定零功率电阻值R25 (Ω) R25允许偏差(%) B值(25/50 ℃)/(K) B值允许偏差(%) 耗散系数≥2.0mW/ ℃ 热时间常数≤7S 额定功率≤50mW 工作温度范围: -55 ~+300 ℃ 应用原理及实例 温度测量(惠斯登电桥电路) 温度控制

热敏电阻检验标准

X/X 深圳TT电子有限公司检验标准 X/XX-XXXX.2010 热敏电阻检验标准 2010年XX月XX日发布 2010年XX月XX日实施深圳TT电子有限公司研发部发布

目录 目录 (Ⅰ) 使用前言说明 (Ⅱ) 标准范围及引用 (Ⅲ) 1 主体材料分类说明 (1) 2 使用环境要求 (1) 3 产品MARKING标示要求 (1) 4 部品外观相关要求 (1) 5 包装、储存要求 (1) 6 阻燃状况要求 (1) 7 部品仪器设备的要求 (2) 8 检验规则 (2) 8.1 适用规范 (2) 8.2 检验样品的抽取说明 (2) 8.3 检验结果的判定及处理 (2) 9 部品常规检验要求 (2) 9.1 部品尺寸检验方法 (2) 9.2 部品基本电性能检测 (2) 9.3 可焊性检测方法 (3) 9.4 机械性检测方法 (3) 9.5 标示耐擦性检测方法 (3) 9.6 RoHS测试 (3) 10 可靠性实验 (3) 10.1 高温储存 (3) 10.2 高湿储存 (4) -Ⅰ-

标准使用前言说明 热敏电阻是我司电源产品主要的构成原器件,有着对电源电路起着保护其它电子元件的作用!根据热敏电阻的承认书和《中华人民共和国标准化法》规定,特制订本检验标准作为IQC部品来料检验及部品工程认定和组织生产销售的依据。 本标准的格式和结构安排符合GB/T 1.1-2000和GB/T 1.2-2002标准要求。 本标准由深圳市TT电子有限公司提出并负责解释。 本标准起草单位:深圳TT电子有限公司 本标准主要起草人: 本标准首次发布日期: -Ⅱ-

标准范围及引用 1 范围 本标准规定了热敏电阻的材料分类、使用环境要求、产品标示要求、本体外观要求、包装贮存要求、阻燃要求、检测设备要求、检测规则、部品常规检验、可靠性实验。 本标准适用于各供应商交给TT的所有热敏电阻材料的标准验收。 2 规范性标准引用文件 下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件,其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准,然而,鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件,其最新版本适用于本标准。 GB/T 2421-1999 电工电子产品环境试验第1部份:总则 GB/T 2422-1995 电工电子产品环境试验术语 GB/T 2423.1-2001 电工电子产品基本环境试验规程试验A: 低温试验方法 GB/T 2423.2-2001 电工电子产品基本环境试验规程试验B: 高温试验方法 GB/T 2423.3-1993 电工电子产品基本环境试验规程试验Ca: 恒定湿热试验方法 GB/T 2423.22-2002 电工电子产品基本环境试验规程试验N: 温度变化试验方法 GB/T 4857.5-92 包装运输包装件跌落试验方法 -Ⅲ-

热敏电阻及其原理应用

热敏电阻及其原理应用 热敏电阻器是敏感元件的一类,按照温度系数不同分为正温度系数热敏电阻器(PTC)和负温度系数热敏电阻器(NTC)。热敏电阻器的典型特点是对温度敏感,不同的温度下表现出不同的电阻值。正温度系数热敏电阻器(PTC)在温度越高时电阻值越大,负温度系数热敏电阻热敏电阻器(NTC)在温度越高时电阻值越低,它们同属于半导体器件。 1简介 热敏电阻是开发早、种类多、发展较成熟的敏感元器件.热敏电阻由半导体陶瓷材料组成,热敏电阻是用半导体材料,大多为负温度系数,即阻值随温度增加而降低。温度变化会造成大的阻值改变,因此它是最灵敏的温度传感器。但热敏电阻的线性度极差,并且与生产工艺有很大关系。制造商给不出标准化的热敏电阻曲线。热敏电阻体积非常小,对温度变化的响应也快。但热敏电阻需要使用电流源,小尺寸也使它对自热误差极为敏感。[1] 利用的原理是温度引起电阻变化.若电子和空穴的浓度分别为n、p,迁移率分别为μn、μp,则半导体的电导为: 因为n、p、μn、μp都是依赖温度T的函数,所以电导是温度的函数,因此可由测量电导而推算出温度的高低,并能做出电阻-温度特性曲线.这就是半导体热敏电阻的工作原理. 热敏电阻包括正温度系数(PTC)和负温度系数(NTC)热敏电阻,以及临界温度热敏电阻(CTR)。 2特点 ①灵敏度较高,其电阻温度系数要比金属大10~100倍以上,能检测出10-6℃的温度变化; ②工作温度范围宽,常温器件适用于-55℃~315℃,高温器件适用温度高于315℃(目前最高可达到2000℃),低温器件适用于-273℃~55℃; ③体积小,能够测量其他温度计无法测量的空隙、腔体及生物体内血管的温度;④使用方便,电阻值可在0.1~100kΩ间任意选择; ⑤易加工成复杂的形状,可大批量生产; ⑥稳定性好、过载能力强。 3工作原理 热敏电阻将长期处于不动作状态;当环境温度和电流处于c区时,热敏电阻的散热功率与发热功率接近,因而可能动作也可能不动作。热敏电阻在环境温度相同时,动作时间随着电流的增加而急剧缩短;热敏电阻在环境温度相对较高时具有更短的动作时间和较小的维持电流及动作电流。

误差分析-热敏电阻

用非平衡电桥研究热敏电阻 摘要:文本结合用非平衡电桥研究热敏电阻实例来探讨用origin 软件做数据处理的方法, 并分析其优势。 关键词:非平衡电桥,直线拟合 1 热敏电阻 热敏电阻是一种电阻值随其电阻体温度变化呈现显著变化的热敏感电阻。本实验所选择为负温度系数热敏电阻,它的电阻值随温度的升高而减少。其电阻温度特性的通用公式为: T B T Ae R = (1) 式中T 为热敏电阻所处环境的绝对温度值(单位,开尔文),今为热敏电阻在温度T 时的电阻值,A 为常数,B 为与材料有关的常数。将式(l)两边取对数,可得: T B A R T +=ln ln (2) 由实验采集得到T R T -数据,描绘出T R T 1 - ln 的曲线图,由图像得出直线的斜率B ,截距A ln ,则可以将热敏电阻的参数表达式写出来。 2 平衡电桥 电桥是一种用比较法进行测量的仪器,由于它具有很高的测t 灵敏度和准确度,在电 测技术中有较为广泛的应用,不仅能测量多种电学量,如电阻、电感、电容、互感、频率及电介质、磁介质的特性;而且配适当的传感器,还能用来测量某些非电学量,如温度、湿度、压强、微小形变等。在“测量热敏电阻温度特性”实验中用平衡电桥来测量热敏电阻的阻值,其原理如下: 在不同温度下调节电阻3R 的大小,使检流计G 的示数为0,有平衡电桥的性质可知 1 2 3 R R R R x = .在实验时,调节1R 和2R 均为1000欧姆。则x R 的值即为3R 的值。 3 非平衡电桥原理

图1 非平衡电桥的原理图如图1所示。非平衡电桥在结构形式上与平衡电桥相似,但测量方法上有很大差别。非平衡电桥是使1R 2R 3R 保持不变,x R 变化时则检流计G 的示数g I 变化。再根据“g I 与x R 函数关系,通过测量g I 从而测得x R 。由于可以检测连续变化的g I ,从而可以检测连续变化的x R ,进而检测连续变化的非电量。 4 实验条件的确定 当电桥不平衡时,电流计有电流g I 流过,我们用支路电流法求出g I 与热敏电阻x R 的关系。桥路中电流计内阻g R ,桥臂电阻1R 2R 3R 和电源电动势E 为已知量,电源内阻可忽略不计。 根据基尔霍夫第一定律和基尔霍夫第二定律,通过一些列的计算可求得热敏电阻x R E R R R R R R R R R R R I R R R R R R R R R I E R R R g g g g g g x 113213132213232132)()(+++++++-= 5 用非平衡电桥测电阻的实例 已知:微安表量程Ig=100μA ,精度等级f=级,温度计的量程为100 t 100 95 90 85 80 75 70 65 60 55 50 45 40 35 Ig T 373 368 363 358 353 348 343 338 333 328 323 318 313 308 Rt 951 1032 1140 1255 1380 1541 1749 1985 2255 2527 2850 3660 3991 4398

NTC热敏电阻器在高精度温度测量中的应用

NTC热敏电阻器在高精度温度测量中的应用 于丽丽1,王剑华2,殳伟群2 (1.同济大学电子信息学院,上海200092;2.同济大学中德学院,上海200092) 摘 要:介绍了用NT C热敏电阻器进行高精度温度测量的几点考虑。分析了影响测量精度的各种因素,并提出了一些解决方法,主要的措施有:直流恒流源微安级电流;四线制测量电路;高分辨力(24位)ADC;数字滤波;仪器自校准等。实际测量表明:使用恰当的热敏电阻器在较窄的范围内(0~60℃)测量精度可达±0.001℃。 关键词:热敏电阻器;高精度温度测量;校准 中图分类号:TP223 文献标识码:A 文章编号:1000-9787(2004)12-0075-03 Application of NTC thermistor in high accurate temperature measurement Y U Li2li1,W ANGJian2hua2,SH U Wei2qun2 (1.Dept of E lct I nfo,Tongji U niversity,Sh angh ai200092,China; 2.Dept of China2G erm any,Tongji U niversity,Sh angh ai200092,China) Abstract:A few res olvents of the problems in high accurate tem perature measurement using NT C thermistors are intro2 duced.The various factors affected measurement accuracy are analyzed,and a few res olvents are advanced.S ome mea2 sures are used:constant current s ource offering microam pere current,4wire tem perature measuring circuit,ADC with ex2 cellent res olution,digital filter,instrument recalibration itself,etc.I t is indicated that high accuracy of0.001℃in a nar2 row range of tem perature(0~60℃)can be achieved by using fit thermistors. K ey w ords:thermistor;high2accurate tem perature measurement;calibration 0 引 言 NT C热敏电阻器除具有体积小、响应快、耐振动等优点外,还有阻值高、温度特性曲线的斜率大等特点。由于阻值高,往往可以忽略引线电阻的影响,即允许采用二线制接法。由于阻值随温度变化大,相应输出较大,对二次仪表的要求相对较低。缺点是量程窄、互换性差。 针对本文涉及研制项目温度测量量程窄、测量精度要求高(22℃±0.01℃)等特点,选用了经反复老化、长期稳定性指标优于0.002℃/a的热敏电阻器。尽管其阻值很高,仍然采用四线制的接法,以消除很小一点的引线电阻影响。对单支传感器进行了量程范围内多个温度点的严格标定。将其与采用特殊结构的61 2 电阻测量仪表相配合,最后,得到了期待的精度[1]。 1 高精度温度测量系统的研究 1.1 数学模型 热敏电阻与温度的关系是严重非线性。为了对这种非线性进行尽可能准确的描述,采用了如下的S teinhart2Hart 方程 收稿日期:2004-06-27 R=exp(A+ B T +C T2 +D T3 ),(1)式中 T为绝对温度值,K;R为热敏电阻器在温度为T时的电阻值,Ω。A,B,C,D则为4个特定的参数。一般需要采用多个温度点(至少4点)的标定获得热敏电阻器在已知温度点的阻值,然后,经过拟合获得模型的参数。这是一个从T和R出发推算A,B,C,D的过程,即校准或建模的过程。而测量时,则是在已知A,B,C,D的前提下,根据测出的R和数学模型推算出T的过程,这实际上是个内插的过程。 1.2 影响测量精度的因素 为了用热敏电阻器进行高精度的温度测量,必须研究各种影响因素,并采取相应的对策。在不考虑热敏电阻器的长期稳定性的前提下,尚有如下因素应当考虑: (1)热敏电阻器的标定:从第1.1节的表述可以看出:高精度的测量实际是一个高精度的内插问题。而要进行高精度的内插,需要事先进行高精度的建模。而高精度的建 57  2004年第23卷第12期 传感器技术(Journal of T ransducer T echnology)

测量热敏电阻的温度系数 (2)

? 用热敏电阻测量温度 5 - 实验目的 ● 了解热敏电阻的电阻-温度特性和测温原理; ● 掌握惠斯通电桥的原理和使用方法; ● 学习坐标变换、曲线改直的技巧和用异号法消除零点误差等方法。 实验原理 热敏电阻是利用半导体陶瓷质工作体对温度非常敏感的特性制作的元件,与一般常用的金属电阻相比,它有大得多的电阻温度系数值。本实验所用的热敏元件是普通负电阻-温度系数热敏电阻。 1. 半导体热敏电阻的温度特性 某些金属氧化物半导体的电阻与温度关系满足 T B T e R R ∞= (1) (R T 是温度T 时的阻值,∞R 是T 趋于无穷时的阻值,B 是其材料常数,T 为热力学温度)。 而金属的电阻与温度的关系满足 )](1[1212t t a R R t t -+= (2) (a 是与材料有关的系数,R t1、R t2是温度分别为t 1、t 2时的电阻值)。 定义电阻的温度系数是 dt dR R t t 1= α (3) (Rt 是在温度为t 时的电阻值)。 比较金属的电阻-温度特性,热敏电阻的电阻-温度特性有三个特点: ① 热敏电阻的电阻-温度曲线是呈指数下降的,而金属的电阻-温度曲线是线性的。 ② 热敏电阻的阻值随温度的升高而减小,因此温度系数是负的(2 T B ∝ α)。金属的温度系数是正的(dt dR ∝ α)。 ③ 热敏电阻的温度系数约为1410)60~30(--?-K ,铜的温度系数为14104--?K 。 相比之下,热敏电阻的温度系数大几十倍,所以,半导体电阻对温度变化的反应比金属电阻灵敏得多。

室温下,半导体的电阻率介于良导体(约cm ?Ω-610)和绝缘体(约cm ?Ω221410~10)之间,通常是cm ?Ω-9210~10。其特有的半导电性,一般归因于热运动、杂质或点阵缺陷。温度越高,原子的热运动越剧烈,产生的自由电子就越多,导电能力越好,(虽然原子振动的加剧会阻碍电子的运动,但在300℃以下时,这种作用对导电性能的影响可忽略)电阻率就越低。所以温度上升会使半导体的电阻值迅速下降。 2. 惠斯通电桥的工作原理 如工作原理图所示,电阻R 0、R 1、R 2、R x 组成电桥的四臂,其中R x 就是待测电阻。在A-C 之 间接电源E ,在B-D 之间接检流计○ G 。当B 和D 两点电位相等时,○G 中无电流,电桥便达到了平衡,此时,021R R R R x = (R 1/R 2和R 0都已知)。2 1R R 称电桥的比例臂,用一个旋钮调节,分0.001、0.01、0.1、1、10、100、1000七挡。R 0为标准可变电阻,是有四个旋钮的电阻箱,最小改变量为1Ω,阻值有四位有效数字。 因02 1 R R R R x = 是在电桥平衡的条件下推导出来的,电桥是否平衡由检流计有无偏转来判断,而检流计的灵敏度是有限的。假设电桥在R 1/R 2=1时调到平衡,则有R x =R 0 ,这时若把R 0改变一个微小量ΔR 0,电桥便失去平衡,从而有电流I G 流过检流计,如果I G 小到检流计察觉不出来,那么人们仍会认为电桥是平衡的,因而00R R R x ?+=,测量误差ΔR 0就是因流计灵敏度引起的,定义电桥灵敏度为 x x R R n S /??= (4) 式中ΔR x 指电桥平衡后R x 的微小改变量(实际上待测电阻R x 若不能改变,可通过改变标准电阻R 0来测电桥灵敏度),Δn 越大,说明电桥灵敏度越高,带来的测量误差就越小。另外,电阻R 1、R 2

用热敏电阻测量温度

3.5.2 用热敏电阻测量温度 (本文内容选自高等教育出版社《大学物理实验》) 热敏电阻是由对温度非常敏感的半导体陶瓷质工作体构成的元件。与一般常用的金属电阻相比,它有大得多的电阻温度系数值。根据所具有电阻温度系数的不同,热敏电阻可分三类:1.正电阻温度系数热敏电阻;2.临界电阻温度系数热敏电阻;3.普通负电阻温度系数热敏电阻。前两类的电阻急变区的温度范围窄,故适宜用在特定温度范围作为控制和报警的传感器。第三类在温度测量领域应用较广,是本实验所用的热敏元件。热敏电阻作为温度传感器具有用料省、成本低、体积小、结构简易,电阻温度系数绝对值大等优点,可以简便灵敏地测量微小温度的变化。我国有关科研单位还研制出可测量从-260℃低温直到900℃高温的一系列不同类型的热敏电阻传感器,在人造地球卫星和其他有关宇航技术、深海探测以及科学研究等众多领域得到广泛的应用。本实验旨在了解热敏电阻-温度特性和测温原理,掌握惠斯通电桥的原理和使用方法。学习坐标变换、曲线改直的技巧和用异号法消除零点误差等方法。 实验原理 1. 半导体热敏电阻的电阻——温度特性 某些金属氧化物半导体(如:Fe 3O 4、MgCr 2O 4等)的电阻与温度关系满足式(1): T B T e R R ∞= (1) 式中R T 是温度T 时的热敏电阻阻值,R ∞是T 趋于无穷时热敏电阻的阻值,B 是热敏电阻的材 料常数,T 为热力学温度。 金属的电阻与温度的关系满足(2): )](1[1212t t a R R t t -+= (2) 式中a 是与金属材料温度特性有关的系数,R t1、R t2分别对应于温度t 1、t 2时的电阻值。 根据定义,电阻的温度系数可由式(3)来决定: dt dR R a t t 1= (3) R t 是在温度为t 时的电阻值,由图3.5.2-1(a )可知,在R-t 曲线某一特定点作切线,便可求出该温度时的半导体电阻温度系数a 。 由式(1)和式(2)及图3.5.2-1可知,热敏电阻的电阻-温度特性与金属的电阻-温度特性比较,有三个特点: (1) 热敏电阻的电阻-温度特性是非线性的(呈指数下降),而金属的电阻-温度特性是线性的。

压敏电阻和热敏电阻的作用

压敏电阻和热敏电阻的原理与用途 问题1: NTC电阻串联在交流电路中主要是起什么作用!它是怎样工作!请大侠指点!谢谢! 问题2: 压敏电阻并联在交流侧电路中主要是起什么作用!它是怎样工作!如果 没有以上两个元器件!会造成什么影响!谢谢!! 以下是一些网友针对这个问题的讨论,删除了一些水贴,以及我认为是错误的观点。 -------------------------------------------- NTC电阻串联在交流电路中主要是起“电流保险”作用. 压敏电阻并联在交流侧电路中主要是起“限制电压超高”作用. 为了避免电子电路中在开机的瞬间产生的浪涌电流,在电源电路中串接一个功率型NTC热敏电阻器,能有效地抑制开机时的浪涌电流,并且在完成抑制浪涌电流作用以后,由于通过其电流的持续作用,功率型NTC热敏电阻器的电阻值将下降到非常小的程度,它消耗的功率可以忽略不计,不会对正常的工作电流造成影响,所以,在电源回路中使用功率型NTC热敏电阻器,是抑制开机时的浪涌,以保证电子设备免遭破坏的最为简便而有效的措施。 压敏电阻的工作原理:比如一个“标称300V”的压敏电阻在220V的工作中,突然220V上升到310V!这时压敏电阻被击穿,通过很大的电流,熔断了保险丝后,就保护了后面的电路,然后压敏电阻又恢复了原来的状态. 我的故事讲完了. 老人家:^_^按照你说的意思是压敏电阻设计时最好是放在保险管后面咯,那样压敏电阻导通时不会对电网有什么危害吗?而保险管一般都是慢断的! 是NTC没错. 没通电时,NTC的阻值高,一通电霎那,阻值仍高,限制了涌流,随着NTC有电流流过,温度增加,阻值下降到很低,可以忽略. 明白了,但是这样的话,正常工作时,电流小,阻值就小,那么突然来一个浪涌电流,或者电路那段路使得电流增大,那就起不了保护作用了吧,也就是说只能拿来防通电时的浪涌了吗?

热敏电阻在日常生活中的应用

热敏电阻在日常生活中的应用 20093615559杨娜热敏电阻按照温度系数的不同分为: 正温度系数热敏电阻(简称PTC热敏电阻) 负温度系数热敏电阻(简称NTC热敏电阻) 主要应用范围包括 电磁炉、电压力锅、电饭煲、电烤箱、消毒柜、饮水机、微波炉、电取暖机、工业、医疗、环保、气象、食品加工设备等家用电器的温度控制及温度检测以及办公自动化设备(如复印机、打印机)、仪表线圈、集成电路、石英晶体振荡器和热电偶的等温度检测及温度补偿; 1.过液面控制 将两只负温度系数热敏电阻置于容器高、低液面安全位置,并施加定值加热电流。处于底部浸没于液体中的热敏电阻表面温度与周界温度相同,而处于高处暴露于空气中的热敏电阻表面温度则高于周界温度。若液面淹没高处电阻,使其表面溢度下降阻值增高,判断电路可利用阻值变化而及时通知报警装置,动作电路切断进液管路,起到过液面保护作用。若液面下降到低位,底部热敏电阻逐渐暴露于空气中,此时表面温度升高阻值下降,判断电路可利用阻值变化而及时通知动作电路打开进液管路供液。 2.温度测量 作为测量温度的热敏电阻一般结构简单,价格低廉。由于本身阻值较大,所以可忽略连接处的接触电阻,并可应用在数千米之外的远距离遥测过程。 3.温度补偿 利用负温度特性,可在某些电子装置中起到补偿作用。当过载而使电流和温度增加时,热敏电阻阻值加大反向下拉电流,起到补偿、保护等作用。此时应注意热敏电阻需串接在电子线路中。 4.温度拉制 在机电保护与控制中,常将临界点热敏电阻串接在继电器控制回路中,当某一设备遇突发性故障发生过载时,引起温度增高。若达到临界点阻值突然下降,继电器电流超过动作电流额定值而动作,起到切断、保护作用。 5.温度保护 热敏电阻在一些设备的功能管理中起着非常关键的作用,如无线话机、笔记本计算

热敏电阻器如何检测

热敏电阻器如何检测 1.热敏电阻器的特性及作用 热敏电阻通常是由对温度极为敏感、热惰性很小的锰、钴、镍的氧化物烧成半导体陶瓷材料制成的一种非线性电阻,其阻值会随着温度的变化而变化。 热敏电阻按温度系数分为负温度系数(NTC)、正温度系数(PTC)和临界温度系数 三类。正温度系数电阻的阻值随温度升高而增大,负温度系数电阻的阻值随温 度升高而减小,临界温度系数电阻的阻值在临界温度附近时基本为零。 热敏电阻器大多为直热式,即热源是由电阻器本身通过电流时发热而获取的。此外还有旁热式,需外加热源。常见的热敏电阻器有圆形、垫圈形、管形等, 其外形见图6 (a)。 目前应用最广泛的是负温度系数热敏电阻器(NTC),它又可分为测温型、稳 压型、普通型。其种类很多且形状各异,常见的有管状、圆片形等。国产MTC 产品有MF51~MF57 (用于温度检测)、MF11~MF17 (用于温度补偿、温度控制)、MF21~ MF22 (用于电路稳压)、MF31 (用于微波功率测量)等系列。 正温度系数敏电阻器(PTC)的应用范围越来越广,除用于温度控制和温度测 量电路外,还大量应用于彩色电视机的消磁电路及电冰箱、电驱蚊器、电熨斗 等家用电器电路中。国产PTC 产品有MZ41~MZ42(用于吹风机、驱蚊器、卷发器等)、MZ01~MZ04 (用于电冰箱的压缩机启动电路)、MZ71~MZ75 (用于彩色电视机的消磁电路)、MZ61~MZ63 (用于电动机过热保护)、MZ2A~MZ2D (用于限流电路)等系列。 2.热敏电阻器的检测方法 热敏电阻标称阻值是在温度为25 C 的条件下,用专用仪器测得的。在业余条件下,也可用万用表电阻挡进行检测,但万用表检测时由于工作电流较大而形

热电阻热电偶热敏电阻工作原理

热电阻热电偶热敏电阻工作原理 热电阻是中低温区最常用的一种温度检测器。它的主要特点是测量精度高,性能稳定。其中铂热是阻的测量精确度是最高的,它不仅广泛应用于工业测温,而且被制成标准的基准仪。 与热电偶的测温原理不同的是,热电阻是基于电阻的热效应进行温度测量的,即电阻体的阻值随温度的变化而变化的特性。因此,只要测量出感温热电阻的阻值变化,就可以测量出温度。目前主要有金属热电阻和半导体热敏电阻两类。金属热电阻的电阻值和温度一般可以用以下的近似关系式表示,即 Rt=Rt0[1+α(t-t0)]式中,Rt为温度t时的阻值;Rt0为温度t0(通常t0=0℃)时对应电阻值;α为温度系数。 半导体热敏电阻的阻值和温度关系为Rt=AeB/t 式中Rt为温度为t时的阻值;A、B取决于半导体材料的结构的常数。 相比较而言,热敏电阻的温度系数更大,常温下的电阻值更高(通常在数千欧以上),但互换性较差,非线性严重,测温范围只有-50~300℃左右,大量用于家电和汽车用温度检测和控制。金属热电阻一般适用于-200~500℃范围内的温度测量,其特点是测量准确、稳定性好、性能可靠,在程控制中的应用极其广泛。 热电阻材料 热电阻测温是基于金属导体的电阻值随温度的增加而增加这一特性来进行温度测量的。热电阻大都由纯金属材料制成,目前应用最多的是铂和铜,此外,现在已开始采用镍、锰和铑等材料制造热电阻。 热电阻种类 (1)精密型热电阻:工业常用热电阻感温元件(电阻体)的结构及特点。从热电阻的测温原理可知,被测温度的变化是直接通过热电阻阻值的变化来测量的,因此,热电阻体的引出线等各种导线电阻的变化会给温度测量带来影响。为消除引线电阻的影响同般采用三线制或四线制。 (2)铠装热电阻:铠装热电阻是由感温元件(电阻体)、引线、绝缘材料、不锈钢套管组合而成的坚实体,它的外径一般为φ2~φ8mm,最小可达φmm。与普通型热电阻相比,它有下列优点: ①体积小,内部无空气隙,热惯性上,测量滞后小; ②机械性能好、耐振,抗冲击; ③能弯曲,便于安装; ④使用寿命长。 (3)端面热电阻:端面热电阻感温元件由特殊处理的电阻丝材绕制,紧贴在温度计端面。它与一般轴向热电阻相比,能更正确和快速地反映被测端面的实际温度,适用于测量轴瓦和其他机件的端面温度。 (4)隔爆型热电阻:隔爆型热电阻通过特殊结构的接线盒,把其外壳内部爆炸性混合气体因受到火花或电弧等影响而发生的爆炸局限在接线盒内,生产现场不会引超爆炸。隔爆型热电阻可用于Bla~B3c级区内具有爆炸危险场所的温度测量。 工业上常用金属热电阻 从电阻随温度的变化来看,大部分金属导体都有这个性质,但并不是都能用作测温热电阻,作为热电阻的金属材料一般要求:尽可能大而且稳定的温度系

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