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负温度系数NTC热敏电阻
来源:本站  更新时间:2018-04-26 22:34:43  查看次数:

     


  NTC代表“负温度系数”。 NTC热敏电阻是负温度系数的电阻,这意味着电阻随着温度的升高而降低。它们主要用作电阻式温度传感器和限流装置。温度敏感系数大约是硅温度传感器(电阻器)的五倍,比电阻式温度检测器(RTD)大十倍。 NTC传感器通常用于-55°C至200°C的温度范围。
 
由NTC电阻表现的电阻和温度之间的非线性关系对于使用模拟电路精确测量温度是一个很大的挑战,但数字电路的快速发展解决了这个问题,通过内插查找表或通过求解方程式来计算精确值这近似于典型的NTC曲线。
 
 
 
与其他温度传感器比较
 
与RTD相比,NTC具有更小的尺寸,更快的响应速度,更低的冲击和振动阻力。它们比RTD稍微不精确。与热电偶相比,从两者获得的精度是相似的;然而,热电偶可以承受非常高的温度(大约600℃),并且在这种应用中用来代替NTC热敏电阻,它们有时被称为高温计。即便如此,NTC热敏电阻在较低温度下比热电偶提供更高的灵敏度,稳定性和准确性,并且使用更少的附加电路,因此总成本更低。由于不需要信号调理电路(放大器,电平转换器等),因此在处理RTD时经常需要并且始终需要热电偶,从而降低了成本。
 
 
 
自热效应
 
自热效应是每当有电流流过NTC热敏电阻时发生的现象。由于热敏电阻基本上是一个电阻,当有电流流过时,它会以热量的形式消散功率。热量在热敏电阻芯中产生并影响测量精度。这种情况发生的程度取决于电流量,环境(无论是液体还是气体,NTC传感器上是否有任何流量等),热敏电阻的温度系数,热敏电阻的总数面积等。 NTC传感器的电阻以及通过它的电流取决于环境的事实通常用于诸如存储罐中存在的液体存在检测器中。
 
热容量
 
热容量表示将热敏电阻的温度升高1°C所需的热量,通常以mJ /°C表示。当使用NTC热敏电阻传感器作为浪涌电流限制设备时,知道准确的热容量非常重要,因为它定义了NTC温度传感器的响应速度。
 
如何选择和使用NTC热敏电阻?
NTC热敏电阻可用于各种任务和应用。除此之外,NTC热敏电阻可用于检测电子设备中的过热情况,保护电路避免汲取太多电流,并补偿移动通信设备的温度。选择合适的热敏电阻的一部分是确定哪种用途最适合您的需求。
 
热敏电阻类型
基本上,有两种类型的NTC热敏电阻可供选择。这些类型之间的区别在于电极连接到热敏电阻陶瓷体的方式。第一种基本类型的热敏电阻是珠状热敏电阻。这些NTC热敏电阻都具有由铂制成的导线,可直接烧结到身体上。这种类型的热敏电阻包括:裸露珠子,玻璃涂层珠子,耐用珠子,微型玻璃探针,玻璃探针,玻璃棒和玻璃外壳中的珠子。
 
第二种热敏电阻是具有金属化表面触点的热敏电阻。这些NTC热敏电阻可以带有轴向或径向引线,或者甚至不带引线,使表面安装或弹簧触点安装变得容易。这种类型的热敏电阻包括:磁盘,芯片或晶圆,薄片,表面安装件,棒和垫圈。
 
要考虑什么
为了找到适合您应用的最佳热敏电阻,您需要考虑每种热敏电阻类型的所有方面。你可以从基础开始。从设备尺寸和所需热敏电阻的所需物理特性开始。只需使用这些基本标准,您就可以大大缩小潜在的NTC热敏电阻列表。接下来,请仔细想想你正在寻找的NTC热敏电阻需要做什么。这应该让你进一步缩小你的潜力清单。
 
现在,考虑您正在寻找的电阻温度曲线。大多数NTC热敏电阻制造商会有各种表格可供选择

NTC热敏电阻的结构和性能
通常涉及制造NTC电阻器的材料是用作纯元素或陶瓷和聚合物的铂,镍,钴,铁和硅的氧化物。根据所使用的生产工艺,NTC热敏电阻可分为三组。
 
珠子热敏电阻
 
这些NTC热敏电阻由直接烧结到陶瓷体中的铂合金引线制成。它们通常提供快速的响应时间,更好的稳定性,并允许在比盘片式和片式NTC传感器更高的温度下工作,但它们更脆弱。通常将它们密封在玻璃中,以防止它们在组装过程中受到机械损伤,并提高其测量稳定性。典型尺寸范围从0.075 - 5毫米直径。
 
芯片热敏电阻
 
这些NTC热敏电阻具有金属化表面触点。它们较大,因此反应时间比磁珠型NTC电阻慢。然而,由于它们的大小,它们具有更高的耗散常数(将其温度升高1°C所需的功率),并且由于热敏电阻耗散的功率与电流的平方成正比,因此它们可以处理比珠子更好的电流型热敏电阻。盘式热敏电阻器通过将氧化物粉末的混合物压制成圆形模具而制成,然后在高温下烧结。芯片通常通过流延法制造,其中材料的浆料展开为厚膜,干燥并切成形状。典型尺寸范围从0.25-25毫米直径。
 
玻璃封装的NTC热敏电阻
 
 
这些NTC温度传感器密封在气密的玻璃泡中。它们设计用于温度高于150°C的环境中,或用于需要坚固耐用的印刷电路板安装。将热敏电阻封装在玻璃中可提高传感器的稳定性,并保护传感器免受环境影响。它们是通过将珠粒型NTC电阻密封到玻璃容器中制成的。典型尺寸范围从0.4-10毫米直径。
 
 典型应用
 
NTC热敏电阻广泛用于各种应用。它们用于测量温度,控制温度和温度补偿。它们也可用于检测液体是否存在,如电源电路中的限流装置,汽车应用中的温度监控等等。根据应用中利用的电气特性,NTC传感器可以分为三组。
 
电阻 - 温度特性
基于电阻时间特性的应用包括温度测量,控制和补偿。这些还包括使用NTC热敏电阻的情况,以便NTC温度传感器的温度与其他一些物理现象有关。这组应用要求热敏电阻工作在零功率状态,这意味着通过它的电流保持尽可能低,以避免加热探头。
 
电流 - 时间特性
基于电流 - 时间特性的应用包括:时间延迟,浪涌电流限制,浪涌抑制等等。这些特性与所用NTC热敏电阻的热容量和耗散常数有关。电路通常依靠NTC热敏电阻加热,因为电流通过它。在某一点上,它会触发电路中的某种改变,这取决于它所使用的应用程序。
 
电压 - 电流特性
基于热敏电阻的电压 - 电流特性的应用通常涉及导致电路中给定曲线上的工作点变化的环境条件或电路变化的变化。根据应用的不同,这可用于电流限制,温度补偿或温度测量。

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