熱時(shí)間常數(shù)與溫度傳感器的關(guān)系

　　在這篇文章中，我們將分解熱時(shí)間常數(shù)和NTC熱敏電阻之間的關(guān)系。我們還將介紹選擇合適的熱敏電阻的重要性，這些熱敏電阻的特性將為您的應(yīng)用帶來正確的熱時(shí)間常數(shù)。進(jìn)一步在這篇文章中，我們展示了一種測量熱時(shí)間常數(shù)的方法; 運(yùn)行兩個(gè)測試，然后呈現(xiàn)結(jié)果。

　　什么是熱時(shí)間常數(shù)?

　　熱時(shí)間常數(shù)簡單地說，在零條件下，熱敏電阻溫度傳感器花費(fèi)的時(shí)間是初始和最終體溫之間總差值的63.2%; 當(dāng)受到階梯函數(shù)的溫度變化時(shí)。簡而言之，它代表了一個(gè)熱敏電阻恢復(fù)到其初始電阻的50%所需的時(shí)間。

　　當(dāng)您測量熱時(shí)間常數(shù)時(shí)，您需要應(yīng)用溫度變化。但是，如果這個(gè)變化太慢，你只能測量環(huán)境變化率; 不是熱敏電阻對變化的反應(yīng)。因此，盡可能使用瞬時(shí)溫度變化很重要。

　　熱時(shí)間常數(shù)與熱敏電阻有什么關(guān)系?

　　

熱時(shí)間常數(shù)是熱敏電阻的基本特性，響應(yīng)時(shí)間將根據(jù)所選熱敏電阻而變化。由于不同的熱敏電阻具有不同的熱時(shí)間常數(shù)值，每個(gè)熱敏電阻將產(chǎn)生不同的熱時(shí)間常數(shù)以及不同的響應(yīng)時(shí)間。

 

　　熱敏電阻越大; 響應(yīng)時(shí)間會(huì)越慢。因此，它越小，響應(yīng)時(shí)間就會(huì)越快。

　　所以，在為應(yīng)用選擇熱敏電阻時(shí)，應(yīng)該考慮以下幾點(diǎn);

　　1、要使用的熱敏電阻的類型，

　　2、所需的響應(yīng)時(shí)間需要滿足您的應(yīng)用程序要求。

　　3、您可以看到這些信息如何影響與您的應(yīng)用程序相關(guān)的結(jié)果。最后，如果您選擇正確的熱敏電阻，您的結(jié)果將是正面的。但是，如果選擇了錯(cuò)誤的熱敏電阻，可能會(huì)導(dǎo)致響應(yīng)時(shí)間太快或太慢。

　　4、無論哪種方式，反響都可能導(dǎo)致系統(tǒng)故障。因此，您可能會(huì)遇到系統(tǒng)停機(jī)以及由于您可能必須作出的任何修改而導(dǎo)致的運(yùn)營成本增加。有關(guān) 熱時(shí)間常數(shù)和方程式的更多信息，維基百科提供了一個(gè)很好的附加信息來源。
 

　　如何測量NTC響應(yīng)時(shí)間?

　　我們知道熱時(shí)間常數(shù)表示為絕對時(shí)間。而且，測量熱時(shí)間常數(shù)顯然是熱敏電阻選擇過程中的關(guān)鍵因素。雖然有多種測量方法，但在比較不同熱敏電阻的熱時(shí)間常數(shù)以獲得正確結(jié)果時(shí)，在每個(gè)器件上使用相同的方法是非常重要的。

　　例如，假設(shè)您測量了一個(gè)0-100°C溫度變化的熱敏電阻，并且您測量了另一個(gè)0-50°C的熱敏電阻。由于熱時(shí)間常數(shù)背后的驅(qū)動(dòng)力是溫差，您測量的第一個(gè)熱敏電阻將具有更短的測量時(shí)間和更快的響應(yīng)時(shí)間。

　　一些變量會(huì)影響熱時(shí)間常數(shù)，例如：

　　1、熱敏電阻的質(zhì)量。

　　2、熱敏電阻的形狀(表面積與體積)。

　　3、灌封材料用于封裝。

　　4、包圍熱敏電阻的外殼。

　　5、“環(huán)境”的性質(zhì) - 熱敏電阻工作的氣體或液體;

　　6、用于測量熱時(shí)間常數(shù)的方法。

　　7、燒結(jié)也影響電阻溫度曲線的電阻率和斜率以及通過封閉不同氧化物顆粒之間的孔隙的穩(wěn)定性。

　　如果我們比較不同的熱敏電阻材料，那么材料的比熱以及正負(fù)溫度系數(shù)也會(huì)產(chǎn)生影響。在Ametherm進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)中，這并不是一個(gè)因素，因?yàn)閳F(tuán)隊(duì)測量的所有設(shè)備都含有燒結(jié)金屬氧化物(NTC)材料。點(diǎn)擊了解更多關(guān)于 四個(gè)最常見的溫度傳感器， 并探索您的選擇。

　　測量方法的一個(gè)例子

　　測量熱時(shí)間常數(shù)的一種方法是將熱敏電阻置于環(huán)境溫度的靜止空氣中，然后使用足夠的電壓使熱敏電阻體溫升高到環(huán)境溫度以上。您維持電源電壓，直到熱敏電阻在升高的溫度達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，即觸發(fā)定時(shí)器。

　　一旦你觸發(fā)了定時(shí)器，你就可以監(jiān)測熱敏電阻的體溫，直到它冷卻到高溫和環(huán)境溫度的63.2%，此時(shí)你停止定時(shí)器。經(jīng)過的時(shí)間等于熱時(shí)間常數(shù)和響應(yīng)時(shí)間。

　　下面的圖表顯示了熱時(shí)間常數(shù)如何測量從冷到熱，然后從熱到冷的63.2%的響應(yīng)。

　　

 

　　圖1 ：熱時(shí)間常數(shù)測量過渡的63.2%的響應(yīng)。藍(lán)色的曲線顯示了冷熱轉(zhuǎn)換。綠色曲線顯示從熱到冷的過渡。