引言
通常,热敏电阻是指 NTC 型,因此在后面,将 NTC 统一称为热敏电阻。1. NTC 的材料及特性
NTC 热敏电阻 (Negative Temperature Coefficient Thermistor) 是一种由锰 (Mn)、镍 (Ni)、铜 (Cu) 等成分构成的氧化物烧结体,它随温度上升电阻呈指数关系减小。NTC 热敏电阻分为盘式、SMD、玻璃封装二极管、树脂封装被膜线等形状,而作为温度保护器件嵌入到电路中的则是通过积层工艺制造的 SMD 形状贴片 NTC 热敏电阻。 通常热敏电阻可用在温度检测、温度补偿、防浪涌等场合。NTC 热敏电阻的阻值 (RT) 与热力学温度 (T) 的典型关系曲线
可见随着温度的升高,RT 迅速减小。2. NTC 的 R-T 计算
NTC 的测温范围可以从 -55℃--125℃,在一个温度下精度高,在整个范围内精度低,线性度差,温度-电阻曲线遵循遵循对数函数的倒数。 NTC 的曲线拟合方程有两种方法:B 值指数法和 Steinhart-Har 多项式法。B 值指数法
$$ RT = R_0 e^{-B (T - T_0)} $$ 其中: RT:温度 T(K) 的电阻值 T(K) = T(℃)+273.15 R0:温度 T0(K) 的电阻值,在热敏电阻规格书中,在 25°C 时的电阻值记为 R0~~。 B:常数 B,单位为 (K) B 是一个控制 RT 特性斜率的材料常数,在实践中,B 随温度而有所变化,因此在 25°C 和 85°C 两个温度之间由公式定义: $$ B_{25/85} = B_{25} - B_{85} $$ Steinhart-Har 多项式法: $$ \frac{1}{T} = A_0 + A_1 \ln(R) + A_2 (\ln(R))^2 + A_3 (\ln(R))^3 $$ 或者将 T 做成反比表示为 RT 的函数: $$ RT = e^{\frac{1}{A_0 + A_1 \ln(R) + A_2 (\ln(R))^2 + A_3 (\ln(R))^3}} $$ 公式 4 和公式 5 代表了在任何给定的温度下,误差小于0.1% 的真实材料曲线。系数 A、B、C、D、A1、B1、C1 和 D1 的值在一些数据表中或者 R-T 计算表中给出。 通常式 5 会继续简化为 Steinhart-Hart 方程: $$ T = \frac{1}{a + b \ln(R) + c (\ln(R))^3} $$ 其中: T = 温度(开尔文) a、b、c =斯坦哈特-哈特方程常数 R = 电阻(单位:欧姆)将热敏电阻的温度转换为电阻
$$ R = e^{\frac{1}{X + Y \ln(T)}} $$ 其中:X,Y 是温度-电阻方程中使用的 Steinhart-Hart 系数。3. NTC 的公差
NTC 传感器在其工作温度范围内的总公差是 R25 和 B 值上的公差的组合: 公差在 25°C 时具有最小值,因为这是传感器被校准时的温度。在这个温度以上和以下,由于 B 值公差的增加,25℃两侧温度公差都会增加,ΔR/R 误差曲线呈现一个 V 字形。B 值精度越高,ΔR/R 公差越小,曲线越平缓,V 字角度越大,可以获取更高精度的温度测量。电阻温度系数
电阻的温度系数 α 表示传感器对温度变化的灵敏度。定义为: $$ \alpha = \frac{1}{R} \frac{dR}{dT} $$ 使用 ΔR/R 公式来消除 R,电阻温度系数可以重新表示为: $$ \alpha = \frac{1}{T} \frac{B}{1 + B (T - T_0)} $$ 这意味着 α 的相对公差等于 b 值的相对公差。本文原创来源:电气TV网,欢迎收藏本网址,收藏不迷路哦!
添加新评论