Resistor----NTC的特性與選型

1.耐熱性，熱穩定性

NTC溫度傳感器的穩定性用在其極限工作條件下經過較長時間后其電性能的最大位移、R25和B值的偏差來表示。例如圖5-1顯示了常規NTC的R25為10kΩ的R25和B值的長期偏差。

圖5-1：老化特性(R25為10kΩ的NTC溫度傳感器在150°C下的干熱

2.溫度周期變化

評估NTC傳感器在整個運行壽命中性能的另一個重要標準是其抗熱循環能力。為了評估這一點，產品會受到快速的溫度變化，覆蓋它們預期運行的極端情況，直到導致故障。這些測試充分證明了產品的高可靠性：有的焊接類型可以承受超過5000個循環，而玻璃封裝類型超過100000個循環沒有故障。

3. 熱時間常數和響應時間

NTC傳感器的響應速度由其時間常數來表征，時間常數越短表示響應速度越快，在溫度波動頻繁的特殊場景中，需要選擇時間常數短的NTC。時間常數定義當傳感器溫度的變化非?？鞎r，傳感器溫度變化從0%到63.2%（即1到1/e）的時間。測量時間常數的條件是很重要的。通?？紤]兩個：

環境變化：該組件最初在25℃時處于靜止空氣中，然后迅速浸泡在85℃的液體中，液體通常是硅油，但也可以指定其他液體，例如用于飲用的水等。

通電/斷電條件：在靜止空氣中施加相當于85°C的電力加熱組件，然后去除電力，在溫差的63.2 %測量冷卻時間。

圖5-2代表了從25°C的空氣向沸水溫度轉變的鍋爐傳感器的典型電壓降變化。該圖顯示，當測量的電壓對應于72.4°C的等效溫度時，響應時間約為4s。

圖5-2：鍋爐傳感器經歷從25°C到100°C的突然溫度轉變的典型輸出

4. 選擇NTC溫度傳感器

步驟1：

從NTC系列中決定需要的傳感器系列，選擇取決于操作溫度范圍和其他標準，如：精度，尺寸，需要的機械裝配結構，即裸芯片、SMD、環氧涂層、模壓、表面傳感器或玻璃密封，引線長度和直徑。

步驟2：

決定需要的R25的值。參考在步驟1中選擇的傳感器系列的R/T特性。在這些特征曲線中，該系列中的每個傳感器都以其R25值來區分。選擇一個R25值，在使用場景，平均工作溫度在1kΩ和100kΩ之間的電阻，或最適合的電子測量電路電壓和電流范圍的值。

步驟3：

確定R25上的公差。一般來說，可以預先評估或者定義在應用場景中應該測量溫度的ΔT的準確性。傳感器電阻的相對公差（ΔR/R）為：ΔR/R=α x ΔT，其中α為電阻溫度系數（參看Resistor-4：負溫度特性電阻（NTC）部分）。為了計算R25（ΔR25/R25）上的相對公差，只需從ΔR/R中減去由B值引起的ΔR公差。

步驟4：

使用各自數據表的R/T表，從滿足步驟3中計算的要求的系列中的

選擇傳感器。使用RT計算文件，可以從網站上獲取大多數NTC熱敏電阻的RT表。

步驟5：

對于其他諸如響應時間和組件長度等重要要求，請著重看步驟一。雖然標準范圍為25°C的最窄公差，但我們可以根據要求，聯系廠商調整其制造工藝，以在選擇的任何溫度下提供最窄公差。

步驟6：

NTC本質上也是電阻，既然是電阻就也會涉及到降額問題，如圖5-3的NTC降額曲線圖，即在特定的1環境溫度下，最大電壓，最大工作電壓，工作電流應作出對應匹配。比如我們要使用的場景溫度是50℃的恒溫箱而不是環境溫度25℃，那么NTC的最大工作電壓就要下降到1V以下，最大工作電流需要在0.05mA左右，避免自發熱影響測溫精度。（關于溫度上升，最大工作電流上升，是因為溫度越高，NTC的阻值越低，I=V/R）

圖5-3：最大電壓/最大工作電壓/電流降額曲線