熱敏電阻的巨大優(yōu)勢(shì)在于其高靈敏度。它們主要用于室溫測(cè)量,直至中等高溫。它們?cè)谘芯亢歪t(yī)療應(yīng)用中很受歡迎,例如電子醫(yī)療溫度計(jì)。
熱敏電阻是一種熱敏電阻,其電阻隨溫度變化。通過(guò)將一個(gè)小的測(cè)量直流電流(dc)通過(guò)它并測(cè)量產(chǎn)生的電壓降來(lái)測(cè)量電阻。
有兩種基本類型的熱敏電阻,PTC和NTC:
PTC(正溫度系數(shù))器件在溫度升高時(shí)顯示出電阻的增加。
PTC熱敏電阻是由鈦酸鋇制成的溫度相關(guān)電阻,應(yīng)在特定溫度或電流水平下需要大幅度改變電阻時(shí)選擇。
NTC(負(fù)溫度系數(shù))裝置顯示出溫度升高時(shí)的電阻降低。
NTC熱敏電阻由半導(dǎo)體組成。它們由錳,鈷,銅或鎳的氧化物混合物制成。它們的工作溫度范圍為-150°C至600°C。對(duì)于約700℃的溫度,可以使用利用摻雜有稀土氧化物的氧化鋯的器件。當(dāng)在寬溫度范圍內(nèi)需要連續(xù)改變電阻時(shí),應(yīng)選擇NTC。它們具有機(jī)械,熱和電氣穩(wěn)定性以及高靈敏度。
熱敏電阻可以以各種形狀商購(gòu)獲得:珠,盤(pán),芯片和探針。最常見(jiàn)的形式是連接有兩根電線的珠子。珠粒直徑可以為約0.5mm至5mm。
小尺寸的熱敏電阻使它們具有很強(qiáng)的適應(yīng)性,并且通常包含在電子電路中。它們可以封裝在環(huán)氧樹(shù)脂或玻璃中或涂漆。熱敏電阻簡(jiǎn)單,堅(jiān)固且非??煽?/div>
電阻的溫度依賴性
CTN熱敏電阻的電阻隨著溫度的升高呈指數(shù)下降。它是負(fù)的和非線性的,如以下關(guān)系所表示的:
其中R 0是在絕對(duì)溫度T 0(通常在25°C 下測(cè)量)測(cè)量的標(biāo)稱電阻,B是特定熱敏電阻材料的常數(shù)。電阻的非線性特性可能是不期望的,并且這可以通過(guò)使用串聯(lián)或并聯(lián)的兩個(gè)或更多個(gè)熱敏電阻來(lái)抵消,封裝在單個(gè)器件中。
電阻溫度系數(shù)α,以%/ K(或%/°C)表示,定義如下:
PTC熱敏電阻的系數(shù)α為正,而NTC熱敏電阻的系數(shù)α為負(fù)。
可以使用Steinhart&Hart方程式從熱敏電阻確定溫度:
其中R是以歐姆為單位的熱敏電阻,T是絕對(duì)溫度,K,a,b和c是常數(shù),通常由制造商提供,但可以通過(guò)在三個(gè)不同溫度下校準(zhǔn)并求解三個(gè)聯(lián)立方程來(lái)確定。
該等式與實(shí)際器件非常接近,但并不總能提供整個(gè)溫度范圍內(nèi)所需的精度。這可以通過(guò)在一系列狹窄的溫度范圍內(nèi)擬合Steinhart&Hart方程來(lái)校正,然后將它們“拼接”在一起以覆蓋所需的范圍。
熱敏電阻的優(yōu)缺點(diǎn)
熱敏電阻的巨大優(yōu)勢(shì)是可以進(jìn)行點(diǎn)測(cè)量
與其他溫度傳感器相比,它們的高靈敏度允許熱敏電阻在較小的溫度范圍內(nèi)工作,并且非常精確(通常優(yōu)于0.05°C和0.1°C)。熱敏電阻的靈敏度可以比電阻溫度計(jì)(RTD)高一個(gè)數(shù)量級(jí)
最常見(jiàn)的溫度范圍為0°C至100°C。在較高溫度下,它們會(huì)發(fā)生大的漂移
熱敏電阻的高電阻率消除了對(duì)四線橋電路的需求
熱敏電阻非常非線性且不堅(jiān)固,這限制了它們的應(yīng)用
誤差源是由于當(dāng)熱敏電阻上電以提供輸出電壓信號(hào)時(shí)由過(guò)大的偏置電流產(chǎn)生的自發(fā)熱效應(yīng)。為了減少這種誤差源,必須使用適合于測(cè)量電阻值的電流。
由于其性能和適中的成本,熱敏電阻適用于溫度測(cè)量和控制,溫度補(bǔ)償,電子,醫(yī)療和許多其他應(yīng)用。
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