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NTC热敏电阻/温度传感器产品选型方法与应用

时间:2017-1-20 22:04:31  信息来源:华辰康温度传感器厂家    点击:

NTC是Negative Temperature Coefficient 的缩写,意思是负的温度系数,泛指负温度系数很大的半导体材料或元器件,所谓NTC热敏电阻器就是负温度系数热敏电阻器。它是以过渡金属氧化物为主要原材料,采用先进陶瓷工艺制造而成的。这些金属氧化物材料都具有半导体性质,因为在导电方式上完全类似锗、硅等半导体材料。温度低时,这些氧化物材料的载流子(电子和孔穴)数目少,所以其电阻值较高;随着温度的升高,载流子数目增加,所以电阻值降低。NTC热敏电阻器在室温下的变化范围在10O~1000000欧姆,温度系数-2%~-6.5%。利用这些特性,NTC热敏电阻器/温度传感器可广泛应用于温度测量、温度补偿、抑制浪涌电流等场合。

其阻值随温度变化的特性下:

NTC热敏电阻特性曲线图
[A]、非线性的温度特性                        [B]、Y轴为对数坐标时非常接近实际的温度特性

正确选型NTC热敏电阻/温度传感器需要考虑以下方面:

一.首先明确产品应用功能:
1. 温度测量
2. 温度补偿
3. 浪涌电流抑制

二.按产品应用场合分类:
1. 汽车
2. 医疗
3. 家电
4. 通讯
5. 计算机及办公自动化设备
6. 消费类电子
7. 集成电路/模块  等等。

三.明确产品工作温度范围――对应选择相应材料和封装形式:
(一)热敏头封装形式:
     1. 环氧树脂封装:耐潮湿、绝缘强度高、工作温度-40℃~+125℃
     2. 硅树脂封装: 绝缘强度高、工作温度-40℃~+200℃,耐潮湿性能一般。
     3. 玻璃封装封装:耐潮湿、绝缘强度高、耐高温、工作温度-40℃~+350℃。
(二)引线类型:
     1.金属裸线:因无外绝缘皮,所以工作温度取决于封装物质的承受温度。
     2.PVC电子线: 工作温度-40℃~+(90-110)℃。
     3.铁氟龙电子线:工作温度-40℃~+220℃。
     4.硅胶电子线: 工作温度-40℃~+250℃。
     5.高温氟塑线: 工作温度-40℃~+150℃。

四.明确设计所需温度下的电阻值(零功率电阻值)RT和材料常数-B值
(一)零功率电阻值 RT(Ω)
     RT电路设计规定温度 T 下所需的电阻值。
     零功率电阻值指采用引起电阻值变化相对于总的测量误差来说可以忽略不计的测量功率测得的电阻值。
(二)材料常数-B值
     材料常数(热敏指数) B 值(单位是: 开尔文温度K )。
     可以形象的大概理解为NTC热敏电阻器/温度传感器随温度升高而下降的斜率。
     确定B值便确定了阻值-温度曲线。

     了解更多 → NTC热敏电阻器的标称零功率电阻值 RT 是什么?
     了解更多 → 什么是NTC热敏电阻的B值?

五.明确需要的响应速度――热时间常数τ
   热时间常数τ通俗的说就是标示NTC热敏电阻器/温度传感器感测温度的灵敏度。在零功率条件下,当温度发生突变时,热敏电阻体温度变化了始末温度差的63.2%所需的时间。
   选择合适的τ:τ值直接反映NTC测量温度的响应速度,但不是越小越好,确定τa值需要比较与权衡。因为τ值与它的封装尺寸有关,NTC的封装尺寸小,则τa值小,机械强度低;封装尺寸大,则τa值大,机械强度高。

     了解更多 → NTC热敏电阻器/温度传感器的热时间常数τ是什么?

六.了解耗散系数δ
NTC热敏电阻的耗散系数δ
即:在规定的环境温度下,热敏电阻器耗散功率变化率与其相应温度变化之比。它表示使热能电阻体升高1℃温度所需消耗的功率。在工作温度范围内,δ随环境温度变化而有所变化。

七.确定产品额定功率Pn
在规定的技术条件下,热敏电阻器长期连续工作所允许消耗的功率。在此功率下,电阻体自身温度不超过其最高工作温度。

NTC热敏电阻的额定功率Pn值
(T0表示环境温度)

NTC热敏电阻及温度传感器的用途:








厨用烹调器

电磁炉、豆浆机、电烤炉、电饭煲、面包机、电热锅、咖啡壶、洗碗机、消毒柜

家用电器

制冷空调器、取暖器、电热水器、柔巾机、冰箱、冷柜、洗衣机、烘干机、
饮水机、太阳能系统

其它家电

电子体温计、电熨斗、烫发器、电吹风、哄干机、暖被机、电热毯、温酒器、
封口机

OA设备

复印机、打印机、电脑机箱、速印机、音响功放、鱼缸温控、温度叉、美容器具

车 辆

发动机进气、排气温度、冷却水温度、引擎温度检测、空调系统、刹车系统、
食品运输冷藏车

工 业

恒温槽、工业槽液温度监控、机箱机柜温度监控、温度仪表、制冰机、食品加工包装机械、液位检测

农 业

温室栽培、烟叶干燥、家禽孵化器、烤培用具、粮仓温度调节

医 疗

皮肤表面及体内温度测定、保育器、细菌培养箱

其它功能用途

充电电池、电源设备、通讯设备、电力设备系统、功率器件过热保护、电子部件温度补偿,CCD摄像头/PIR红外感应器件温度补偿

应用电路设计:单片机温度测量、温度控制、过热保护、温度补偿

NTC热敏电阻应用电路设计图