負(fù)溫度系數(shù)/熱敏電阻

時(shí)間:2019-01-19 ??來源:敏創(chuàng)電子??編輯:熱敏電阻廠家??瀏覽:次

特點(diǎn)、材料和配置

時(shí)間之后，溫度是最常被測(cè)量的變量。這三個(gè)目前最常用的接觸式電子溫度傳感器有熱電偶、電阻溫度檢測(cè)器(RTDs)和熱敏電阻。

本文將檢驗(yàn)負(fù)溫度系數(shù)(NTC)熱敏電阻。

一般性質(zhì)及特點(diǎn)

NTC熱敏電阻具有許多理想的溫度測(cè)量特性并控制在其工作溫度范圍內(nèi)。

盡管這個(gè)詞熱敏電阻由熱敏電阻NTC熱敏電阻衍生而來可以更準(zhǔn)確地歸類為陶瓷半導(dǎo)體。

最熱敏電阻的常見類型有玻璃珠、圓盤和晶片熔凝(參見圖1)，下面的討論主要集中在這些方面技術(shù)。

圖1所示。NTC熱敏電阻是生產(chǎn)的各種尺寸和配置。

頂部的籌碼照片可作為表面貼裝設(shè)備或附加到不同類型的絕緣或不絕緣導(dǎo)線。

熱敏電阻元件通常涂有酚醛或環(huán)氧樹脂材料提供環(huán)境保護(hù)條件。

應(yīng)用程序要求部分到部分的傳感尖端尺寸均勻性和/或更小的尺寸設(shè)備可封裝在PVC杯中或聚酰亞胺管。

溫度范圍和電阻值。
NTC熱敏電阻表a電阻隨溫度升高而減小。
根據(jù)在材料和制造方法上，它們通常用于溫度范圍為-50°C到150°C,和300°C

玻璃封裝單位。熱敏電阻的阻值通常為引用25°C(縮寫為R25)。
對(duì)于大多數(shù)應(yīng)用程序，R25值100Ω之間和100 kΩ。
其他R25值低至10Ω,高可以產(chǎn)生40 mΩ,在溫度和阻力值點(diǎn)可以specied 25°C

具有準(zhǔn)確、可重復(fù)的R/T特性。
電阻與溫度的關(guān)系(R/T) NTC熱敏電阻的特性(也稱為R/T曲線)形成“比例尺”允許它作為溫度傳感器使用。
盡管這一特點(diǎn)一個(gè)非線性的，負(fù)指數(shù)函數(shù)，幾個(gè)插值方程可以非常準(zhǔn)確地描述R/T曲線[1,2,3]。
最有已知斯坦哈特-哈特方程:1/T = A + B(lnR) + C(lnR)3式中:T =開爾文溫度R =溫度T下的電阻

參數(shù)A、B、C是在三個(gè)溫度點(diǎn)上標(biāo)定得到的然后解三個(gè)聯(lián)立方程。
不確定性使用Steinhart-Hart方程小于±0.005°C50°C溫度范圍在0°C - 260°C的范圍之內(nèi),所以使用

適當(dāng)?shù)牟逯捣匠袒虿楸斫Y(jié)合a微處理器可以消除潛在的非線性問題。

對(duì)溫度變化的敏感性。
NTC熱敏電阻比較大電阻與溫度的變化,通常的-3% /°C-6% /°C,提供更大一個(gè)數(shù)量級(jí)或信號(hào)響應(yīng)的敏感性

而不是其他溫度傳感器，如熱電偶和RTDs。在另一方面，不太敏感的熱電偶和RTDs是一個(gè)很好的選擇

應(yīng)用程序要求溫度跨度> 260°C和/或操作溫度超過熱敏電阻的極限。

比較電阻圖熱敏電阻和RTD

圖2。在-50°C的范圍150°C,NTC熱敏電阻在不同對(duì)溫度敏感的優(yōu)勢(shì)

相對(duì)于其他溫度的變化傳感器。這個(gè)圖表說明了R/T
一些典型NTC的特征熱敏電阻和鉑RTD。

可交換性。NTC熱敏電阻的另一個(gè)重要特點(diǎn)是可互換性的程度，可在一個(gè)相對(duì)較低的成本，特別適用于磁盤和芯片設(shè)備。

互換性描述了程度熱敏電阻的精度或公差，以及通常表示為溫度范圍內(nèi)的溫度公差。

例如，閥瓣和芯片熱敏電阻通常具有公差

±0.1°C和±0.2°C的溫度范圍0°C到70°C和0°C到100°C?；Q性有助于系統(tǒng)

制造商或熱敏電阻用戶減少人工成本，無需校準(zhǔn)每個(gè)儀器/系統(tǒng)與每個(gè)熱敏電阻在制造過程中或在現(xiàn)場(chǎng)使用中。例如，衛(wèi)生保健專業(yè)人員可以使用A

將熱敏電阻溫度探頭安裝在一名患者身上，將其丟棄，并連接同一規(guī)格的新探頭使用另一個(gè)病人——沒有校準(zhǔn)。對(duì)于其他需要可重用探測(cè)的應(yīng)用程序也是如此。

小尺寸。大多數(shù)用于電阻測(cè)溫的珠、盤和芯片熱敏電阻的尺寸都很小對(duì)溫度變化的反應(yīng)非常迅速。這一特性對(duì)于溫度監(jiān)測(cè)和控制特別有用需要快速反饋的系統(tǒng)。

遙感溫度的能力。熱敏電阻非常適用于遠(yuǎn)距離溫度傳感長(zhǎng)、雙線電纜由于電阻較長(zhǎng)，相對(duì)于電阻較高的電纜來說是不重要的熱敏電阻。

堅(jiān)固性、穩(wěn)定性和可靠性。由于技術(shù)的進(jìn)步，NTC珠，光盤，芯片熱敏電阻配置通常更加堅(jiān)固，能夠更好地處理機(jī)械和熱沖擊和振動(dòng)其他溫度傳感器。

材料和配置

大多數(shù)NTC熱敏電阻是由錳、鎳、鈷、銅、和/或鐵。熱敏電阻的R/T特性和R25值是由特定的氧化物配方?jīng)Q定的。
在近10年來，原材料的不斷改善和陶瓷加工技術(shù)的不斷進(jìn)步，為中國(guó)陶瓷工業(yè)的全面發(fā)展做出了貢獻(xiàn)提高熱敏電阻的可靠性、互換性和成本效益。

在圖3所示的熱敏電阻中，珠子、圓盤和芯片是用于精確溫度的最廣泛的熱敏電阻測(cè)量。雖然每一種充型都是由一種獨(dú)特的方法產(chǎn)生的，但一些普通的陶瓷加工

適用于大多數(shù)熱敏電阻的技術(shù):金屬氧化物粉體的配方和制備;研磨和混合活頁夾;形成一個(gè)“綠色”的身體;熱處理生產(chǎn)陶瓷材料;增加電觸點(diǎn)(用于

光盤和芯片);對(duì)于分立元件，組裝成具有導(dǎo)線和保護(hù)涂層的可用設(shè)備。珠狀熱敏電阻，它的導(dǎo)線嵌入在陶瓷中

材料，是由金屬氧化物粉末與適當(dāng)?shù)恼辰Y(jié)劑形成漿液。將少量的漿液涂在一對(duì)

鉑合金線平行地握在一起。幾個(gè)珠子可以隔開均勻地沿著導(dǎo)線，取決于導(dǎo)線的長(zhǎng)度。在珠子被拿走之后

干,爐中的鏈?zhǔn)羌t色在1100°C - 1400°C進(jìn)行燒結(jié)。在燒結(jié)過程中，陶瓷體隨著金屬氧化物的加入而變得更加致密

粒子結(jié)合在一起，并在鉑合金周圍收縮導(dǎo)致形成一種親密的物理和電子紐帶。燒結(jié)后的金屬絲

切割以創(chuàng)建單獨(dú)的設(shè)備。涂上玻璃涂層以提供應(yīng)變減輕鉛-陶瓷界面的壓力，并保護(hù)裝置

密封，長(zhǎng)期穩(wěn)定。典型的玻璃珠熱敏電阻范圍從0.01。0.06。直徑(0.25毫米至1.5毫米)。

圓盤熱敏電阻是由多種金屬氧化物粉末制備而成，將它們與合適的粘合劑混合，然后壓縮少量

在數(shù)噸壓力下，將混合物放入模具中。圓盤是紅色的在高溫下形成固體陶瓷體。A厚lm電極

材料，通常是銀，應(yīng)用到閥瓣的相反側(cè)面提供用于連接導(dǎo)線的觸點(diǎn)。環(huán)氧樹脂或酚醛樹脂的涂層