測量設置會影響TTC
該團隊仔細控制測量技術(shù),以確保測量TTC的差異真實地反映熱敏電阻差異,而不會因測試方法的變化而污染測量。考慮因素包括:
1、進行測量的環(huán)境
2、環(huán)境中的氣體或液體流動,通過將熱量導向或遠離被測設備來影響測量
3、溫度如何變化:改變單個環(huán)境溫度需要太長時間,人為地延長測量的TTC。為了模擬盡可能接近瞬時變化,在兩個不同溫度下使用兩種介質(zhì)更有效,然后將熱敏電阻從一個插入另一個。與TTC的值(毫秒對秒)相比,熱敏電阻的前沿和后沿接觸新介質(zhì)之間的時間上的微小差異通常是無關(guān)緊要的。
4、傳感器“加載” - 即它所攜帶的電流
我們團隊使用的設置包括所謂的斷頭臺測試儀。它起到支撐(類似斷頭臺)的作用,將熱敏電阻固定在空中。空氣成為承載起始溫度的第一種介質(zhì)。連接可用于加載熱敏電阻,并且在測試開始時,熱敏電阻在與空氣溫度不同的受控溫度下釋放到液體(在這種情況下為礦物油)中。
圖1:用于測試TTC的斷頭臺設置。測試介質(zhì)將放置在此下方,并且未示出。
在釋放之前,熱敏電阻必須在空氣中達到穩(wěn)定狀態(tài)。浸泡時間必須考慮由負載電流引起的自發(fā)熱。所以協(xié)議是:
1、讓兩個環(huán)境都達到穩(wěn)定狀態(tài); 加載設備,使其同時達到穩(wěn)定狀態(tài)
2、一旦達到穩(wěn)定狀態(tài),測量就開始了
3、該設備被釋放到測試介質(zhì)中
4、響應是在溫度變化時測量的
測量結(jié)果
該團隊首先比較了具有不同芯片尺寸的兩個熱敏電阻; 一個是另一個質(zhì)量的十倍。該測試將熱敏電阻從25°C的空氣中浸入0°C的礦物油中。結(jié)果如下表所示。
正如預期的那樣,較大的質(zhì)量需要更長的時間來冷卻,從而導致更長的TTC。過渡如下圖2所示。
圖2:左圖是小型熱敏電阻的響應; 右圖是大型熱敏電阻的響應。
接下來,使用幾乎相同質(zhì)量的熱敏電阻測試兩種不同類型的封裝,一種封裝在玻璃中,另一種封裝在黑色環(huán)氧樹脂中。進行兩次測試以指示冷卻和加熱,結(jié)束溫度分別為9℃和41℃。結(jié)果如下表所示。
結(jié)果表明玻璃是比環(huán)氧樹脂更好的熱導體。響應照片如下圖3所示。
圖3:玻璃封裝(頂部)和環(huán)氧樹脂封裝(底部)的熱 - 冷和冷 - 熱響應。
這些測試強調(diào),在為給定的TTC選擇設備時,必須考慮構(gòu)造和測試方法,以確保以后不會出現(xiàn)意外。
為什么TTC很重要
為了說明為什么這個指標很重要,該團隊將火災探測電路作為一個示例設計。這里的關(guān)鍵問題是,當它變熱時,熱敏電阻需要多長時間才能確定存在問題并發(fā)出警報?這種延遲是TTC的直接功能(見4)。
圖4:使用熱敏電阻檢測溫度的火警電路示意圖。如果溫度上升時電阻下降(負系數(shù)),則分壓點向上移動。在大約1.4 V時,晶體管將打開,發(fā)出警報。TTC確定電路響應所需的時間。實際的實施可能需要一種在熱量仍然存在時使警報靜音的方法。
熱敏電阻在該電路中的作用是作為分壓器中的上電阻。在這種情況下,您需要使用具有負溫度系數(shù)的設備 - 其電阻隨溫度升高而降低。隨著上電阻減小,分壓電壓上升,最終通過晶體管接通警報。
在這樣的應用中,人們會選擇具有低TTC的熱敏電阻。當火勢迅速升級時,秒鐘很重要; 使用錯誤的熱敏電阻可能會使生命或財產(chǎn)處于危險之中。
為作業(yè)選擇合適的熱時間常數(shù)
總之,TTC是熱敏電阻的基本特性,必須根據(jù)應用進行選擇。如何構(gòu)建熱敏電阻,即材料,尺寸和結(jié)構(gòu)等,對TTC產(chǎn)生重大影響。如何測量TTC也會影響測量的TTC值。
選擇熱敏電阻時,重要的是要知道需要什么響應并相應地選擇熱敏電阻。比較熱敏電阻之間的TTC時,確保在相同條件下測量它們也很重要。
隨著傳感器的激增,熱敏電阻將面臨新的創(chuàng)新應用。選擇具有正確屬性的熱敏電阻將有助于避免以后重新設計工作。