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NTC負(fù)溫度系數(shù)溫度傳感器工作原理

2009年11月28日 10:19 www.asorrir.com 作者:佚名 用戶評(píng)論(0
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NTC負(fù)溫度系數(shù)溫度傳感器工作原理


NTC是Negative Temperature Coefficient 的縮寫,意思是負(fù)的溫度系數(shù),泛指負(fù)溫度系數(shù)很大的半導(dǎo)體材料或元器件,所謂NTC溫度傳感器器就是負(fù)溫度系數(shù)溫度傳感器器。它是以錳、鈷、鎳和銅等金屬氧化物為主要材料,采用陶瓷工藝制造而成的。這些金屬氧化物材料都具有半導(dǎo)體性質(zhì),因?yàn)樵趯?dǎo)電方式上完全類似鍺、硅等半導(dǎo)體材料。溫度低時(shí),這些氧化物材料的載流子(電子和孔穴)數(shù)目少,所以其電阻值較高;隨著溫度的升高,載流子數(shù)目增加,所以電阻值降低。NTC溫度傳感器器在室溫下的變化范圍在10O~1000000歐姆,溫度系數(shù)-2%~-6.5%。NTC溫度傳感器器可廣泛應(yīng)用于溫度測量、溫度補(bǔ)償、抑制浪涌電流等場合。


NTC負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻專業(yè)術(shù)語

零功率電阻值 RT(Ω)

RT指在規(guī)定溫度 T 時(shí),采用引起電阻值變化相對(duì)于總的測量誤差來說可以忽略不計(jì)的測量功率測得的電阻值。

電阻值和溫度變化的關(guān)系式為:

RT = RN expB(1/T – 1/TN)

RT :在溫度 T ( K )時(shí)的 NTC 熱敏電阻阻值。
RN :在額定溫度 TN ( K )時(shí)的 NTC 熱敏電阻阻值。
T :規(guī)定溫度( K )。
B : NTC 熱敏電阻的材料常數(shù),又叫熱敏指數(shù)。
exp :以自然數(shù) e 為底的指數(shù)( e = 2.71828 …)。

該關(guān)系式是經(jīng)驗(yàn)公式,只在額定溫度 TN 或額定電阻阻值 RN 的有限范圍內(nèi)才具有一定的精確度,因?yàn)椴牧铣?shù) B 本身也是溫度 T 的函數(shù)。

額定零功率電阻值 R25 (Ω)

根據(jù)國標(biāo)規(guī)定,額定零功率電阻值是 NTC 熱敏電阻在基準(zhǔn)溫度 25 ℃ 時(shí)測得的電阻值 R25,這個(gè)電阻值就是 NTC 熱敏電阻的標(biāo)稱電阻值。通常所說 NTC 熱敏電阻多少阻值,亦指該值。

材料常數(shù)(熱敏指數(shù)) B 值( K )

B 值被定義為:

RT1 :溫度 T1 ( K )時(shí)的零功率電阻值。
RT2 :溫度 T2 ( K )時(shí)的零功率電阻值。
T1, T2 :兩個(gè)被指定的溫度( K )。

對(duì)于常用的 NTC 熱敏電阻, B 值范圍一般在 2000K ~ 6000K 之間。

零功率電阻溫度系數(shù)(αT )

在規(guī)定溫度下, NTC 熱敏電阻零動(dòng)功率電阻值的相對(duì)變化與引起該變化的溫度變化值之比值。

αT :溫度 T ( K )時(shí)的零功率電阻溫度系數(shù)。
RT :溫度 T ( K )時(shí)的零功率電阻值。
T :溫度( T )。
B :材料常數(shù)。

耗散系數(shù)(δ)

在規(guī)定環(huán)境溫度下, NTC 熱敏電阻耗散系數(shù)是電阻中耗散的功率變化與電阻體相應(yīng)的溫度變化之比值。

?δ: NTC 熱敏電阻耗散系數(shù),( mW/ K )。
△ P : NTC 熱敏電阻消耗的功率( mW )。
△ T : NTC 熱敏電阻消耗功率△ P 時(shí),電阻體相應(yīng)的溫度變化( K )。

熱時(shí)間常數(shù)(τ)

在零功率條件下,當(dāng)溫度突變時(shí),熱敏電阻的溫度變化了始未兩個(gè)溫度差的 63.2% 時(shí)所需的時(shí)間,熱時(shí)間常數(shù)與 NTC 熱敏電阻的熱容量成正比,與其耗散系數(shù)成反比。

τ:熱時(shí)間常數(shù)( S )。
C: NTC 熱敏電阻的熱容量。
δ: NTC 熱敏電阻的耗散系數(shù)。

額定功率Pn

在規(guī)定的技術(shù)條件下,熱敏電阻器長期連續(xù)工作所允許消耗的功率。在此功率下,電阻體自身溫度不超過其最高工作溫度。

最高工作溫度Tmax

在規(guī)定的技術(shù)條件下,熱敏電阻器能長期連續(xù)工作所允許的最高溫度。即:

T0-環(huán)境溫度。

測量功率Pm

熱敏電阻在規(guī)定的環(huán)境溫度下, 阻體受測量電流加熱引起的阻值變化相對(duì)于總的測量誤差來說可以忽略不計(jì)時(shí)所消耗的功率。
一般要求阻值變化大于0.1%,則這時(shí)的測量功率Pm為:?

電阻溫度特性

NTC熱敏電阻的溫度特性可用下式近似表示:

式中:
RT:溫度T時(shí)零功率電阻值。
A:與熱敏電阻器材料物理特性及幾何尺寸有關(guān)的系數(shù)。 
B:B值。
T:溫度(k)。
更精確的表達(dá)式為:

式中:RT:熱敏電阻器在溫度T時(shí)的零功率電阻值。
   T:為絕對(duì)溫度值,K;
   A、B、C、D:為特定的常數(shù)。


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