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NTC热敏电阻的特性及分类

热敏电阻 村田NTC热敏电阻 作者: 来源:志博PCB 发布时间:2019-06-05 17:58:05   浏览:23

今天小编就带您来了解下什么是NTC热敏电阻?

NTC热敏电阻是一种热敏电阻,当电阻的核心温度在工作温度范围内增加时,其电阻呈现出大的,精确的和可预测的降低。

NTC代表“负温度系数”。NTC热敏电阻是具有负温度系数的电阻器,这意味着电阻随着温度的升高而降低。它们主要用作电阻温度传感器和限流装置。温度灵敏度系数大约是硅温度传感器(硅氧化物)的五倍,是电阻温度检测器(RTD)的十倍。NTC传感器通常在-55°C至200°C的范围内使用。

NTC热敏电阻的特性

与由金属制成的RTD(电阻温度检测器)不同,NTC热敏电阻通常由陶瓷或聚合物制成。使用的不同材料导致不同的温度响应以及其他特性。

温度响应

虽然大多数NTC热敏电阻通常适合在-55°C至200°C的温度范围内使用,并且它们提供最精确的读数,但有一些特殊的NTC热敏电阻可用于接近绝对零度的温度(-273.15) °C)以及专门设计用于150°C以上的产品。

NTC传感器的温度灵敏度表示为“每摄氏度的百分比变化”。根据所用材料和生产工艺的具体情况,温度敏感度的典型值范围为每°C -3%至-6%。

NTC特征曲线
NTC特征曲线

从图中可以看出,与铂合金RTD相比,NTC热敏电阻具有更陡的电阻 - 温度斜率,这转化为更好的温度灵敏度。即便如此,RTD仍然是最精确的传感器,其精度为测量温度的±0.5%,并且它们在-200°C和800°C之间的温度范围内使用,比NTC温度传感器的范围宽得多。

与其他温度传感器的比较

与RTD相比,NTC具有更小的尺寸,更快的响应,更强的抗冲击和振动性能,并且成本更低。它们的精确度略低于RTD。

与热电偶相比,两者的精度相似; 然而,热电偶可以承受非常高的温度(大约600°C)并且用于这种应用,在那里它们有时被称为高温计。但NTC热敏电阻在较低温度下比热电偶提供更高的灵敏度,稳定性和精度,并且使用更少的附加电路,因此总成本更低。由于NTC不需要在处理RTD时经常需要的信号调理电路(放大器,电平转换器等),因此成本进一步降低。

热容量

热容量表示将热敏电阻的温度升高1℃所需的热量,通常用mJ /℃表示。当使用NTC热敏电阻传感器作为浪涌电流限制装置时,了解精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。

NTC热敏电阻的结构和性能

通常涉及制造NTC电阻器的材料是铂,镍,钴,铁和硅的氧化物,用作纯元素或陶瓷和聚合物。根据所使用的生产工艺,NTC热敏电阻可分为三组。

1.珠状热敏电阻

                                                                                                               珠状热敏电阻

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。它们通常提供快速响应时间,更好的稳定性并允许在比Disk和Chip NTC传感器更高的温度下操作,但它们更脆弱。通常将它们密封在玻璃中,以保护它们在组装过程中免受机械损坏,并提高它们的测量稳定性。典型尺寸的直径范围为0.075~5mm。

2. 片式热敏电阻

这些NTC热敏电阻具有金属化表面接触。它们更大,因此比珠型NTC电阻器具有更慢的反应时间。然而,由于它们的尺寸,它们具有更高的耗散常数(将温度升高1°C所需的功率),并且由于热敏电阻消耗的功率与电流的平方成正比,因此它们可以比珠子更好地处理更高的电流型热敏电阻。盘式热敏电阻是通过将氧化物粉末的混合物压制成圆形模具而制成的,然后在高温下烧结。芯片通常通过带式浇铸工艺制造,其中材料浆料作为厚膜展开,干燥并切成形状。典型尺寸的直径范围为0.25-25mm。

3. 玻璃封装的NTC热敏电阻

                                                                                                                            片式热敏电阻

典型应用

NTC热敏电阻用于广泛的应用。它们用于测量温度,控制温度和温度补偿。它们还可用于检测液体的不存在或存在,作为电源电路中的限流装置,汽车应用中的温度监测等等。NTC传感器可分为三组,具体取决于应用中使用的电气特性。

1.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,使得NTC温度传感器的温度与一些其他物理现象有关。这组应用要求热敏电阻在零功率条件下工作,这意味着通过它的电流保持尽可能低,以避免加热探头。

2.当前时间特征

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。由于电流通过,电路通常依赖于NTC热敏电阻的加热。在某一点上,它将触发电路中的某种变化,具体取决于使用它的应用。

3.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环境条件或电路变化的变化,这导致电路中给定曲线上的工作点的变化。根据应用,它可用于电流限制,温度补偿或温度测量。

根据IEC标准,以下符号用于表示负温度系数热敏电阻。

                                                                                        NTC热敏电阻符号

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编辑:amy  最后修改时间:2019-06-05