NTC是Negative Temperature Coefficient 的縮寫,意思是負的溫度系數,泛指負溫度系數很大的半導體材料或元器件,通常我們提到的NTC是指負溫度系數熱敏電阻,簡稱NTC熱敏電阻。又被稱為負溫度系數熱敏電阻,是一類電阻值隨溫度增大而減小的一種傳感器電阻。
NTC熱敏電阻是一個很簡單的溫度傳感器,在消費類電子產品中非常常見。NTC熱敏電阻是一種典型具有溫度敏感性的半導體電阻,它的電阻值隨著溫度的升高呈階躍性的減小.
NTC熱敏電阻是以錳、鈷、鎳和銅等金屬氧化物為主要材料,采用陶瓷工藝制造而成的.這些金屬氧化物材料都具有半導體性質,因為在導電方式上完全類似鍺、硅等半導體材料.溫度低時,這些氧化物材料的載流子(電子和孔穴)數目少,所以其電阻值較高;隨著溫度的升高,載流子數目增加,所以電阻值降低.
NTC熱敏電阻根據其用途的不同分為:
功率型NTC熱敏電阻
補償型NTC熱敏電阻
測溫型NTC熱敏電阻
NTC熱敏電阻根據結構分為三代產品:
第一代產品稱為塊狀陶瓷NTC熱敏電阻,結構如下圖:
第二代產品稱為多層陶瓷積層型NTC熱敏電阻,結構如下圖:
第三代產品陶瓷厚膜型NTC熱敏電阻,結構如下圖:
它的測溫范圍一般在-10~+300℃,但是也有可以測量溫度更高的熱敏電阻,它的一個比較重要的參數是額定零功率電阻值以及精度,也就是25℃的時候的阻值,我們經常說熱敏電阻的阻值其實已經默認了在25℃的阻值,NTC熱敏電阻器由混合氧化物的多晶陶瓷構成。不同材料不同的封裝應用在不同的場合。
NTC的選型有兩個比較重要的參數,一個是25℃的阻值,另一個是B常數(25/50℃),如果兩個NTC的這兩項參數一樣,它們的NTC阻值和溫度的曲線也差不多相似,可以進行替代。
NTC測量的時候應分為兩個步驟:
步驟一。在25℃下,測量其標稱電阻值。比如100K的NTC。在25℃時用萬用表或者電阻儀其電阻值,記錄測量值與標稱值進行對比;
步驟二。在特定溫度下測量其電阻值。比如:將100K的NTC置于60℃的恒溫環境下(建議用油槽進行測量,因為油槽的溫度比較恒定)測量其電阻值,記錄測量值與標稱值進行對比,測試電阻值應為24.5K左右;
NTC熱敏電阻一般主要有五個作用:
浪涌電流抑制;
溫度測量;
溫度補償;
液面測量;
過熱保護。
利用NTC熱敏電阻NTC溫度傳感器的自熱特性可實現自動增益控制,構成RC振蕩器穩幅電路,延遲電路和保護電路,還可以用作測溫元件,例如電磁爐、電暖器均有應用。
在測溫精度要求不高的需求中可以使用NTC來測溫,一般NTC電阻和一定值電阻串聯,通過測量電阻兩端的電壓即可計算出NTC的阻值,進而可以知道當前環境大致的溫度值。
另外,NTC以其優良的性價比,封裝的形式多樣適應性,以及簡單的使用方式,在各個領域中的很多情況下都會成為工程師測溫電路中優先選擇的測溫方式,廣泛用于家用電器、電力工業、通訊、軍事科學、宇航等各個領域,發展前景極其廣闊。
當然,熱敏電阻除了NTC還有PTC,這倆有啥區別?各有何特點?
熱敏電阻其主要功能是隨著溫度的變化而表現出電阻的變化。
NTC(負溫度系數)熱敏電阻器的特征是:
無功耗電阻
其電阻隨溫度上升而減少
NTC電阻對溫度變化的響應通常是線性的。當需要連續線性改變電阻與溫度時,例如溫度補償、溫度控制系統和浪涌電流限制,選擇NTC熱敏電阻是比較合適的。
PTC (正溫度系數) 熱敏電阻器的特征是:
無功耗電阻
其電阻隨溫度上升而增加
PTC電阻會隨溫度的增加發生輕微變化,直到達到“切換點”,之后電阻值會發生幾個數量級的增加。PTC通常適用于具有自復位功能的保險絲以及加熱器應用。PTC一般串聯在電路中使用,用來限制電路電流,是一種過流保護器件。
NTC 熱敏電阻的溫度特性包括兩個主要參數:標稱阻值 R25,也就是在 25 °C(T25 = 25 °C = 298.15 K)標準溫度下的阻值,和代表熱敏電阻“敏感性”的 β 值(常稱為 B值)。常見 NTC 熱敏電阻的 β 值范圍在 3,000 ~ 5,000 K 區間。
有了上面參數后,NTC 熱敏電阻的阻值和溫度就可以通過下面公式進行換算:
示例:
一個 NTC 熱敏電阻:
常溫 25℃的標稱阻值為 10 KΩ熱敏電阻的β值為 3980 K
則此 NTC 電阻參數:
如果此熱敏電阻的阻值為 1500Ω,則此電阻的溫度[℃]:T = 1/(((ln(1500/5000) / 3980) + 1/298.15) – 273.15 = 74.39 [℃]
審核編輯:劉清
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