负温度系数电阻器(NTC)当做温度传感器被广泛用于医疗电子、汽车电子、智能家电等领域,其特性在于低成本、高精度、稳定性好,使用温度范围广、可根据要求制作成许多不同形状和不同尺寸的测温感温传感器,广泛的标称电阻值(大致从1Ω到500MΩ)众多B值产品都需要进行阻值与B值的R/T对照表计算。
小图NTC,R 25 = 6.8kΩ,B 25/100 = 4200 K.
绝大多数电导体(金属)的电阻率通常随着温度升高而增加; 它们具有正温度系数(PTC)。 但是这种电阻率变化很小,例如铜的电阻率温度系数只有0.0039K -1 。 当然,这种现象用于测量温度,但是小信号增加了电路的复杂性。
另一方面,半导体是一个例外:它们的电阻随着温度的升高而下降,变化是显着的。 例如,未掺杂硅的温度系数为-0.075K -1 。 因此,可以构建简单和非常敏感的温度传感器,这将产生非常大的信号。
缺点是它们的电阻不是温度的线性函数,可以在下面的两幅图中看到(其中NTC指定为R 25 = 6.8kΩ, B 25/100 = 4200 K)。 即使通过限制温度范围(例如从0到50℃),仍然几乎不能用线近似这个功能。 如前所述,在NTC热敏电阻中电阻随着温度的升高而降低。
电阻变化作为温度的函数,两个轴都是线性的。
如下图所示,电阻随绝对温度的倒数指数(与上述相同的NTC)而变化。通过用对数标度绘制电阻和温度的倒数(1 / T),函数变为直线。
电阻变化作为温度的函数,具有对数电阻轴(两个图)和逆温度轴(仅右图)。
NTC有两个主要参数:标称电阻R 25 ,它们在标准温度25°C(T 25 = 25°C = 298.15 K)下的电阻和它们的常数B 25/100 ,以某种方式表示“温度系数” 。
使用这些参数,电阻(或温度)可以计算如下:
以下计算器使用上述等式来计算已知NTC的温度电阻。 只需输入已知的温度或电阻,并按相应的“计算”按钮。 如果NTC的参数未知,则只需进行两次测量即可计算。
NTC热敏电阻是备广泛使用的温度传感器,因为它们的成本低,其可用性在许多尺寸和形状。 使用现代微控制器,现在可以方便地对上述方程进行编程,并获得直接读数(°C(或任何其他温度单位)),而无需复杂的模拟线性化电路。
应该提到的其他一些缺点:首先工作温度范围限制在约-50到+150°C之间。 这当然取决于NTC的具体模式,但是由于大多数103F热敏电阻NTC使用硅,这些限制不能超过。 由于电阻的对数变化,电路接受的温度范围越宽,精度越低。
NTC热敏电阻通常是工厂校准的:实际的R 25和B 25/100可以从一个NTC变化到另一个,并且总是需要某种电路调整来进行绝对温度读数。
最后一个注意事项:通过使用NTC作为温度传感器,由于电流会加热10K3435NTC并引入测量误差,因此,应尽量不要运行大电流。 因此,高值NTC(10kΩ以上)对于温度计来说更好。
小值NTC通常不用作温度传感器,但它们制造非常好的浪涌电流限制器。 当NTC串联的电路接通时100K3950NTC最初是冷的,提供几Ω的电阻,限制了浪涌电流,并防止了保险丝的熔断。 一旦电流开始流动,NTC热敏电阻加热,其电阻在mΩ范围内下降,使主电流不受干扰。