線性NTC溫度傳感器使用指南

1．什么是線性NTC溫度傳感器？

線性溫度傳感器就是線性化輸出的負(fù)溫度系數(shù)（簡(jiǎn)稱NTC）熱敏元件，它實(shí)際上是一種線性溫度-電壓轉(zhuǎn)換元件，就是說(shuō)在通以工作電流（100uA）的條件下，元件的電壓值隨溫度呈線性變化，從而實(shí)現(xiàn)了非電量到電量的線性轉(zhuǎn)換。
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2．線性NTC溫度傳感器的主要特點(diǎn)是什么？
這種溫度傳感器其主要特點(diǎn)就是在工作溫度范圍內(nèi)溫度-電壓關(guān)系為一直線，這對(duì)于二次開(kāi)發(fā)測(cè)溫、控溫電路的設(shè)計(jì)，將無(wú)須線性化處理，就可以完成測(cè)溫或控溫電路的設(shè)計(jì)，從而簡(jiǎn)化儀表的設(shè)計(jì)和調(diào)試。
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3．線性NTC溫度傳感器的測(cè)溫范圍是如何規(guī)定的？
就總的而言，測(cè)溫范圍可在-200～+200℃之間，但考慮實(shí)際的需要，一般無(wú)須如此寬的溫度范圍，因而規(guī)定三個(gè)不同的區(qū)段，以適應(yīng)不同封裝設(shè)計(jì)，同時(shí)在延長(zhǎng)線的選用上亦有所不同。而對(duì)于溫度補(bǔ)償專(zhuān)用的線性熱敏元件，則只設(shè)定工作溫度范圍為-40℃～+80℃。完全可以滿足一般電路的溫度補(bǔ)償之用。
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4．延長(zhǎng)線的選用應(yīng)遵循什么原則？
一般的在-200～+20℃、-50～+100℃宜選用普通雙膠線；在100～200℃范圍內(nèi)應(yīng)選用高溫線。
5．基準(zhǔn)電壓的含義是什么？
基準(zhǔn)電壓是指傳感器置于0℃的溫場(chǎng)（冰水混合物），在通以工作電流（100μA）的條件下，傳感器上的電壓值。實(shí)際上就是0點(diǎn)電壓。其表示符號(hào)為V（0），該值出廠時(shí)標(biāo)定，由于傳感器的溫度系數(shù)S相同，則只要知道基準(zhǔn)電壓值V（0），即可求知任何溫度點(diǎn)上的傳感器電壓值，而不必對(duì)傳感器進(jìn)行分度。其計(jì)算公式為：
V（T）=V（0）+S×T???? （其特性曲線如下圖）
示例：如基準(zhǔn)電壓V（0）=700mV；溫度系數(shù)S=-2mV/℃，則在50℃時(shí)，傳感器的輸出電壓V（50）=700—2×50=600（mV）。這一點(diǎn)正是線性溫度傳感器優(yōu)于其它溫度傳感器的可貴之處。
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6．溫度系數(shù)S的含義是什么？
溫度系數(shù)S是指在規(guī)定的工作條件下，傳感器的輸出電壓值的變化與溫度變化的比值，即溫度每變化1℃?zhèn)鞲衅鞯妮敵鲭妷鹤兓担?S=△V/△T（mV/℃）。
溫度系數(shù)是線性溫度傳感器做為溫度測(cè)量元件的物理基礎(chǔ)，其作用與熱敏電阻的B值相似，這個(gè)參數(shù)在整個(gè)工作溫度范圍內(nèi)是同一值，即-2mV/℃，而且各種型號(hào)的傳感器也是同一值，這一點(diǎn)傳統(tǒng)的熱敏電阻溫度傳感器是無(wú)可比擬的。
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7．互換精度這一參數(shù)有什么意義？
互換精度是指在同一工作條件下（同一工作電流、同一溫場(chǎng)）對(duì)于同一個(gè)確定的理想擬合直線，每一只傳感器的電壓V（T）—溫度T曲線與該直線的最大偏差，這個(gè)偏差通常按傳感器的溫度—電壓轉(zhuǎn)換系數(shù)S折合成溫度來(lái)表示。由于傳感器的輸出線性化及溫度—電壓轉(zhuǎn)換系數(shù)相同，即在測(cè)溫范圍內(nèi)全程互換，所以互換精度表示了基準(zhǔn)電壓值的離散程度，即用基準(zhǔn)電壓值的離散值折合成溫度值的大小來(lái)描述整批傳感器之間的互換程度。一般分為三級(jí)：I級(jí)的互換偏差不大于0.3℃;J級(jí)不大于0.5℃;K級(jí)不大于1.0℃。
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8．線性度的意義是什么？
線性度是描述傳感器的輸出電壓值隨溫度變化的線性程度，實(shí)際上也就是傳感器輸出電壓在工作溫度范圍內(nèi)相對(duì)于理想擬合直線的最大偏差。一般情況下，其線性度的典型值為±0.5%，很顯然傳感器的線性度越高（其值越小），對(duì)于儀表的設(shè)計(jì)就越簡(jiǎn)單，在儀表的輸入級(jí)完全不必采用線性化處理。
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9．為什么說(shuō)線性溫度傳感器是規(guī)范化輸出？
所謂規(guī)范化輸出，就是在0℃溫度點(diǎn)上傳感器在規(guī)定的工作條件下，輸出的電壓值僅限于某一小范圍內(nèi)，即使不互換，其基準(zhǔn)電壓值僅限定在690-7１0mV之間，這樣在電路設(shè)計(jì)時(shí)，易于在宏觀上把握傳感器的輸出情況，不論在橋路設(shè)計(jì)還是溫度補(bǔ)償，只要在690-7１0mV之間考慮，在調(diào)試中稍加調(diào)整即可。而不象普通的熱敏電阻由于型號(hào)不同，其阻值也不同，針對(duì)不同的型號(hào)，需進(jìn)行不同的設(shè)計(jì)計(jì)算。所以線性溫度傳感器的規(guī)范化輸出，可以使儀表電路實(shí)現(xiàn)規(guī)范化設(shè)計(jì)。
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10．用戶如何檢驗(yàn)線性溫度傳感器？
用戶在購(gòu)買(mǎi)傳感器后，可在恒流的條件下，依溫區(qū)的大小，采用兩點(diǎn)或三點(diǎn)測(cè)試，以檢驗(yàn)互換精度、線性度和溫度系數(shù)。一般情況下，最簡(jiǎn)單的檢驗(yàn)方法只要檢驗(yàn)基準(zhǔn)電壓值即可。而所有電氣參數(shù)，在交貨時(shí)均有隨貨參數(shù)表（合格證），以提供該批傳感器的詳細(xì)參數(shù)指標(biāo)。
對(duì)測(cè)試條件有如下要求：
恒流源：100μA±0.5%；
恒溫溫場(chǎng)：波動(dòng)度：≤±0.05℃；
測(cè)試儀表：41/2或51/2數(shù)字電壓表。
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11．實(shí)際使用溫度傳感器是否一定要采用恒流源供電？
一般情況下是不必要的，橋路恒壓供電完全可以（參見(jiàn)16項(xiàng)傳感器信號(hào)處理電路）。這是因?yàn)樵?00μA左右的電流條件下，傳感器的溫度—電壓轉(zhuǎn)換系數(shù)變化量很小，可以給一個(gè)實(shí)測(cè)數(shù)量.
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